多孔碳质材料中吸附与扩散的核磁共振研究
材料科学
2020-12-15 v1
摘要
多孔碳质材料具有许多重要的工业应用，包括能量存储、水净化以及挥发性有机化合物的吸附。其大多数应用依赖于分子或离子在碳颗粒内部孔体积中的吸附。因此，在分子水平上理解吸附物种的行为与性质是优化多孔碳材料的关键，但由于无序碳结构的复杂性以及体系中多相共存，这极具挑战性。近年来，核磁共振（NMR）谱学已成为少数能够分辨孔网络内外吸附物种的实验技术之一。与自由（或“孔外”）物种相比，吸附的或“孔内”物种产生的共振出现在较低的化学位移处。这种屏蔽效应主要源于磁场下碳结构中的环电流，因此吸附时观测到的化学位移差异在一阶近似下与核无关。理论建模在合理化和解释这些实验观测中发挥了重要作用。实验与模拟相结合，使人们获得了大量关于吸附物种的吸附与扩散以及多孔碳吸附剂结构与磁性质的信息。在此，我们综述了该领域中核磁共振谱学及相关建模的方法学进展与应用，并对未来可能的应用与研究方向提出展望。
引用
@article{arxiv.2012.07413,
title = {NMR studies of adsorption and diffusion in porous carbonaceous materials},
author = {Alexander C. Forse and Céline Merlet and Clare P. Grey and John M. Griffin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07413},
year = {2020}
}