研究目的
研究水杨叉苯胺在阳离子交换ZSM-5沸石中的互变异构平衡,以及骨架外阳离子的性质如何影响这一平衡。
研究成果
水杨叉苯胺在ZSM-5沸石中的互变异构平衡受骨架外阳离子尺寸和电荷的影响,稳定了此前未在稳定形态中观察到的顺式酮式和反式酮式互变异构体。这表明沸石限域效应可用于调控互变异构平衡,应用于光学器件和分子开关领域。
研究不足
该研究仅限于特定沸石类型(ZSM-5和硅沸石-1)及阳离子;量子化学计算未完全考虑沸石晶格的限域效应,且漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFT)受沸石骨架强吸收的限制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用光谱技术(漫反射紫外-可见吸收、振动拉曼散射和红外光谱)并结合量子化学计算(采用B3LYP和ωB97X-D泛函的DFT方法),探究吸附于M-ZSM-5分子筛中的水杨酸。
2:样品选择与数据来源:
样品包括硅沸石-1、Na-ZSM-5、H-ZSM-5及阳离子交换型M-ZSM-5(M=Li+、K+、Rb+、Cs+、Zn2+)分子筛,负载量为每晶胞一个水杨酸分子。水杨酸购自Sigma Aldrich公司。
3:Na-ZSM-H-ZSM-5及阳离子交换型M-ZSM-5(M=Li+、K+、Rb+、Cs+、Zn2+)分子筛,负载量为每晶胞一个水杨酸分子。水杨酸购自Sigma Aldrich公司。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括用于漫反射紫外-可见光谱的Cary 6000光谱仪、配备Nd:YAG激光器的布鲁克RFS 100/S傅里叶变换拉曼光谱仪、用于漫反射红外傅里叶变换光谱的赛默飞世尔Nicolet Magna 860光谱仪,以及用于计算的Gaussian 09软件。材料包括分子筛粉末、水杨酸、用于阳离子交换的氯化盐及氩气。
4:实验流程与操作步骤:
分子筛经氯化盐溶液进行阳离子交换、煅烧后,在氩气氛围下负载水杨酸。样品密封储存于40°C环境六个月以达到平衡状态,随后进行光谱测量。通过Kubelka-Munk函数记录并分析光谱数据。量子化学计算优化几何结构并计算振动光谱。
5:数据分析方法:
通过光谱数据分析确定互变异构体形式;量子化学计算提供稳定化能、偶极矩及振动频率以佐证实验结果。
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