Lokale ionische Platzwechselvorgänge und Strukturverzerrungen in Zeolithen

Dieses Projekt beschäftigt sich mit Festkörper-NMR-Untersuchungen zur Ionendynamik in aluminiumreichen Zeolithen (Sodalith, Zeolith A, Zeolith X und Zeolith Y). Hierbei stehen vor allem lokale Platzwechselvorgänge von Alkaliionen und Brønsted-Protonen saurer Zentren in unbeladenen und beladenen Zeolithen im Mittelpunkt. Die besonderen Eigenschaften von Mischkationensystemen werden ebenfalls untersucht. Als Modellsubstanz wird der Tetrahydroxoborat-Sodalith untersucht, dessen Gerüst aus einer raumfüllenden Packung von Sodalithkäfigen besteht. Der Tetrahydroxoborat-Sodalith enthält in jedem Käfig ein B(OH)_4^–-Anion welches tetraedrisch von vier Natriumionen umgeben ist. Diese matrixisolierten Na₄[B(OH)₄]³⁺-Cluster (3 Na⁺-Ionen kompensieren die Ladung der Alumosilicatmatrix) stellen ein einfaches Modell zur gleichzeitigen Untersuchung der Kationenbewegung (²³Na NMR) und der Rotation der B(OH)_4^–-Anionen (¹H NMR, inelastische Neutronenstreuung) dar. Weitere Ziele sind Untersuchungen zu ionischen Platzwechselvorgängen in Zeolithen (A, X, Y) ohne Salzeinlagerungen, wobei vor allem die Einflüsse der Kationendichte, der lokalen Kationenumgebung und der Kationenmischung im Mittelpunkt stehen. Weiterhin werden die großen Hohlräume von Zeolith A, X und Y mit neutralen Molekülen beladen und die hierdurch hervorgerufene Mobilisierung der Kationen (lokal und translatorisch) systematisch studiert werden.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft - SFB458

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Hubert Koller, Martin Kalwei

Veröffentlichungen:

A.P.M. Kentgens, D. Iuga, M. Kalwei, H. Koller: J. Am. Chem. Soc. 123 (2001), 2925.