Les zéolithes sont des matériaux microporeux cristallins inorganiques importants avec une large gamme d'applications dans les domaines de la catalyse, de l'échange d'ions et de l'adsorption/séparations. En raison de leur structure de pores unique, de leur stabilité thermique élevée et de leur propriété acide-base réglable, les zéolithes sont l'un des types de catalyseurs hétérogènes les plus importants utilisés dans l'industrie pétrochimique et l'industrie chimique fine.

La conception de zéolithes efficaces aux propriétés améliorées dépend de la compréhension de la relation structure-activité, qui nécessite la caractérisation fondamentale des zéolithes. La spectroscopie RMN à l'état solide (ssNMR) est un outil bien établi dans l'étude des zéolithes et des réactions catalytiques pertinentes en raison de son avantage à fournir des informations au niveau atomique sur la structure moléculaire et le comportement dynamique.

Dans une nouvelle revue publiée dans National Science Review , des scientifiques du State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics à Wuhan, en Chine, résument les avancées récentes de la ssNMR des catalyseurs zéolitiques, notamment les nouvelles applications de la ssNMR pour étudier la structure de la zéolite, les sites catalytiquement actifs, les interactions intermoléculaires et mécanismes de réaction catalytique. Les auteurs discutent également des limites actuelles et des perspectives d'avenir de la technique ssNMR pour son application dans les catalyseurs zéolitiques.

Les auteurs indiquent que, combinée à une instrumentation avancée et à des techniques expérimentales, la ssNMR s'est révélée être un outil analytique puissant dans la caractérisation des zéolithes. La détection directe de la structure de charpente et des sites acides est activée en utilisant diverses méthodes ssNMR 1D et 2D. Les connaissances acquises ont permis aux scientifiques des zéolites d'optimiser les zéolites avec des performances catalytiques améliorées dans de nombreuses réactions importantes telles que la conversion du méthanol, le craquage des hydrocarbures et l'oligomérisation des alcènes.

Pendant ce temps, la spectroscopie de corrélation 1D et 2D permet à ssNMR de sonder les proximités spatiales internucléaires, qui sont associées aux interactions hôte-invité et invité-invité dans les zéolithes. La caractérisation de diverses interactions permet aux scientifiques de mieux comprendre la synthèse des zéolithes, l'adsorption/désorption et les réactions catalytiques.

De plus, l'utilisation de ssNMR pour l'observation et l'identification d'intermédiaires actifs critiques dans les réactions catalysées par la zéolithe est devenue une approche clé pour l'élucidation du mécanisme de réaction. Les connaissances sur le mécanisme de réaction et les intermédiaires impliqués ont été appliquées à la synthèse de nouvelles zéolithes capables de contrôler la voie de réaction dans une réaction complexe telle que la conversion du méthanol. + Explorer plus loin

Synthétiser des zéolithes nanométriques