Установление механизмов активации, превращения и молекулярной подвижности алканов и олефинов в наноструктурированных катализаторах

Методом ЯМР спектроскопии твердого тела на ядрах дейтерия на основании анализа температурных зависимостей времен релаксации T₁ и T₂ обнаружено наличие низкочастотных (1 – 5×10⁴ Гц) высокоамплитудных [φc = (80 ± 10)^o ] колебаний плоскости кольца метилимидазольного лиганда в металл-органическом каркасном материале ZIF-8. Эти беспорядочные колебания решетки уменьшают эффективный размер пор, препятствуя диффузии и разделению адсорбированных в них пропана и пропилена. Приложение электрического поля к кристаллу ZIF-8 приводит к выстраиванию имидазолатных лигандов, образующих каркас, в определенной ориентации, увеличивая таким образом эффективный размеры пор. Это приводит к двукратному улучшению разделения пропилена и пропана при разнице в размерах между молекулами пропана и пропилена всего 0.03 нм.

A. Knebel, B. Geppert, K. Volgmann, D. I. Kolokolov, A.G. Stepanov, J. Twiefel, P. Heitjans, D. Volkmer, J. Caro, Defibrillation of Soft Porous Metal-Organic Frameworks with Electric Fields. Science, 2017, v. 358, issue 6361, pp. 347-351. DOI: 10.1126/science.aal2456

Рук. в.н.с., д.х.н. А.Г. Степанов