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本论文首先介绍了半整数四极核固体NMR的基本理论和一些常规方法,接着重点介绍了多量子魔角旋转(MQMAS)技术。对MQMAS的基本原理、脉冲序列、谱图解析以及MQMAS的重要进展作了综合性的描述。随后采用MQMAS结合量化计算研究了HZSM-5、MCM-22分子筛中铝的配位状态和分布,以及硼改性丝光沸石的结构。最后用abinitio方法研究了Al、Ga同晶取代对分子筛29SiNMR谱的影响。
本文采用29Si、27AlMASNMR,2DMQMAS对焙烧脱铝的HZSM-5分子筛中铝的配位状态进行了研究。通过27Al3QMAS谱,证实了扭曲四配位铝的存在,直接观察到了750℃焙烧样品的非骨架五配位铝的信号。
本文利用MQMAS技术和量化计算研究了铝在MCM-22分子筛骨架上的分布,清楚地揭示了在MCM-22分子筛中存在3种骨架四配位铝。通过模拟和分析27Al5QMAS谱,认为当硅铝比(Si/Al)在10~15之间变化时,铝在MCM-22分子筛的骨架上是无规占据的。
本文用多种固体NMR方法研究了硼改性丝光沸石的结构,在11BMQMAS谱中观察到一个新的四配位硼的信号,通过11B{29Si}REDOR实验证实新的四配位硼是与丝光沸石骨架相连的,利用量化计算得到了该四配位硼的结构;用abinitio方法研究了分子筛骨架上Al、Ga同晶取代对29Si化学位移的影响。不同结构单元Si[nT,(4-n)Si](n=0-4,T=Al,Ga)中29Si化学位移计算值与实验测量值符合得很好。进一步分析发现由杂原子同晶取代引起的电子效应是影响29Si化学位移变化的主要因素。