ゼオライト単結晶中および結晶・結晶間における光化学反応の計測

沸石单晶和晶体间光化学反应的测量

基本信息

批准号：
14050100
负责人：
橋本修一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Gunma National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050100/
关键词：
ゼオライト単結晶拡散光化学反応蛍光

项目摘要

光化学的手法を用いてゼオライトに吸着された有機分子の吸着状態や拡散運動とそれに基づく化学反応を調べることを目的として研究した。ゼオライト吸着系では、吸着分子は細孔内拡散、細孔間拡散、粒子間拡散という3つの階層構造をもつ拡散過程を有する。本研究では、ゼオライト結晶間の分子移動とそれに基づく化学反応を、主として発光により視覚的および分光的に調べることを目的として、研究をおこなった。ゼオライト粒子間の分子移動の様式として、(1)離れた結晶間を分子が飛び移る、(2)接触している結晶間で分子が移る、(3)気相と平衡を保ちつつ移動する、などの機構が考えられる。我々は、光学顕微鏡を用いて、大気下で、透過像、発光像および発光スペクトルなどを観測しながら、分子移動の直接観測を試みた。ゼオライト粒子間の分子移動の観測phenanthrene(Phe)を担持させたゼオライトNa^+-X(粒径2〜3μm)と何も担持させないTl^+-Xとを混合した直後と、100℃で60min加熱しながら蛍光像を観測した。Pheを担持したNa^+-X粒子はPheの蛍光のため青く見えるが、Tl^+-X粒子ではPheの燐光のため緑色に見える。粒子どうしがコンタクトしている状態で、PheがNa^+-X粒子から何も担持してなかったTl^+-X粒子へ移動している様子が観測された。一方、naphthalene(Nap)を用いた場合は、場所を選ばず分子の移動が観測された。Napはゼオライト吸着状態と大気中で平衡になっていると予想される。このように、大気中で2つメカニズムによる分子の移動を観測した。分子移動に基づく反応の観測ゼオライトにドナーおよびアクセプター分子を同時に吸着させると電荷移動(CT)錯体の形成が観測される。Phe/Na^+-X粒子とTCNB(tetracyanobenzene)/Na^+-X粒子室温でを混合した場合、すでに混合直後にCT錯体の形成がおこりCT蛍光が観測されることを示す。また、benzophenone/Eu^<3+>-XとNap/Na^+-Xを混合して放置した場合、分子移動の結果、エネルギー移動によりNapの燐光が観測される。

本研究的目的是利用光化学方法研究吸附在沸石上的有机分子的吸附状态和扩散运动，以及基于它们的化学反应。在沸石吸附体系中，吸附分子具有三种分级扩散过程：孔内扩散、孔间扩散和颗粒间扩散。在这项研究中，我们的目的是通过视觉和光谱研究沸石晶体之间的分子转移以及基于它的化学反应，主要使用发光。沸石颗粒之间的分子运动模式为：（1）分子在相距较远的晶体之间跳跃，（2）分子在接触的晶体之间移动，以及（3）分子在保持与气相平衡的同时移动。我们尝试在大气条件下使用光学显微镜直接观察分子运动，同时观察透射图像、发射图像和发射光谱。沸石颗粒间分子运动的观察将携带菲(Phe)的Na^+-X沸石(粒径2～3μm)与不携带菲(Phe)的Tl^+-X混合后立即观察100℃60min的荧光图像。加热时。携带Phe的Na^+-X颗粒由于Phe的荧光而呈现蓝色，而Tl^+-X颗粒由于Phe的磷光而呈现绿色。当粒子彼此接触时，观察到 Phe 从 Na^+-X 粒子移动到 Tl^+-X 粒子，而 Tl^+-X 粒子不携带任何东西。另一方面，当使用萘（Nap）时，无论位置如何都观察到分子运动。 Nap 预计与大气中的沸石吸附状态达到平衡。这样，我们通过两种机制观察了大气中分子的运动。基于分子转移的反应观察当供体和受体分子同时吸附到沸石上时，可以观察到电荷转移（CT）复合物的形成。这表明，当Phe/Na^+-X颗粒和TCNB(四氰基苯)/Na^+-X颗粒在室温下混合时，混合后立即形成CT络合物，并观察到CT荧光。此外，当二苯甲酮/Eu^3+-X和Nap/Na^+-X混合并静置时，由于分子运动导致的能量转移而观察到Nap的磷光。