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本论文在理论和实验两方面开展研究,用129XeNMR技术研究了两种新型多孔材料:
1.基于受限的“一维碰撞”模型,首次发现Xe-Xe两体碰撞导致的化学位移随Xe浓度改变的变化率δXe-Xe与微孔道大小之间存在如下相关关系:D=1.681δ1/2Xe-Xe,这提供了一种测量微孔材料孔道大小的新方法。
2.不同磁场中采用变吸附量、变温、魔角旋转(MAS)、共吸附等129XeNMR手段,对具有两套独立孔结构的新型微孔沸石分子筛MCM-22进行了深入研究,结果表明:在低吸附压时,Xe优先吸附于MCM-22的十二元环超笼中,在高吸附压时,129XeMASNMR揭示有少量Xe可以进入到MCM-22的正弦孔道。通过变温实验观测到Xe在MCM-22的孔道中存在两种形式的交换,低温时(171-122K),Xe在超笼的不同吸附位点进行直接交换,高温时(280-350K),在MCM-22中不同吸附位的Xe通过颗粒间的Xe进行间接交换。变温实验过程中,观测到以往研究中很少提及到的129XeNMR信号峰宽的“反常”变化,深入研究表明129XeNMR峰宽变化是与微孔材料微孔大小不均匀分布有关。
3.MAS-7是一种在强酸性环境下合成的一种新型微孔-介孔复合硅铝材料,具有规则的介孔结构。129XeNMR研究表明:两种独立的微孔随机地分布在MAS-7的介孔壁上。在MAS-7样品中观测到的两个129XeNMR信号是吸附在两种不同微孔里的Xe分别与介孔和粉末间的Xe快速交换的结果。变温129XeNMR实验揭示:MAS-7中的微孔与介孔之间、介孔与介孔之间都有非常好的连通性,被吸附在一个介孔里的小分子可以通过含有微孔的孔壁扩散到邻近的另外一个介孔里去。