Исследователи раскрыли процесс формирования цеолитов

Кристалл цеолитa

Paxton Gate/Flickr

Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте применили метод спектроскопии комбинационного рассеяния света и квантово-механическое моделирование, чтобы понять процессы, лежащие в основе формирования кристаллов цеолитов — минералов, которые активно используются в качестве катализаторов и адсорбентов. Статья об открытии была опубликована в Journal of the American Chemical Society.

Кристаллы цеолитов используются среди прочего для переработки нефти в бензин и биомассы в биотопливо. Они считаются наиболее используемыми по массе катализаторами на планете, поэтому открытие механизмов их образования представляет большой интерес для химической промышленности.

Анализ процесса синтеза цеолитов осложняется тем, что структуры прекурсоров имеют средние размеры, поэтому они попадают в «слепое пятно» наноразмерного масштаба — слишком большое для методов анализа атомного уровня и слишком неупорядоченное для рентгеноструктурного анализа. Помочь «заглянуть» в это пятно может созданная не так давно рамановская спектроскопия.

До сих пор экспериментальные исследования по синтезу цеолитов с новыми структурами и композициями были основаны на методе проб и ошибок, а характеристика процесса представляла собой большую проблему. Теперь ученые нашли надежный метод исследования формирования кристаллов цеолита и применили его в эксперименте.

Метод рамановской спектроскопии (КР–спектроскопии) позволил ученым открыть новый вид наноблоков в составе цеолитов — трициклические кольца, состоящие из трех «мостов» кремний–кислород–кремний. Ученые показали не только наличие этой структуры, но и вычислили основные ее параметры, включая угол между атомами и положение в пространстве.

Теперь исследователи планируют измерить и смоделировать КР–спектры в процессе кристаллизации цеолитов, чтобы определить, какие трициклические мостики присутствуют в их структуре и как они связаны с конечным строением кристаллической решетки этого материала.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.