Parahydrogen-Induced Hyperpolarization inside Meso- and Micropores of Pt-, Rh-, Ir-, and Pd-Containing Solid Catalysts
Parahydrogen-Induced Hyperpolarization inside Meso- and Micropores of Pt-, Rh-, Ir-, and Pd-Containing Solid Catalysts
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仲氢诱导的含 Pt、Rh、Ir 和 Pd 固体催化剂介孔和微孔内的超极化
DOI：
10.1021/acs.jpcc.7b01899
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发表时间：
2017
影响因子：
3.7
通讯作者：
M. Hunger
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
U. Obenaus;S. Lang;R. Himmelmann;M. Hunger
将具有不同孔径并负载不同贵金属（Pt、Rh、Ir、Pd）的同系系列固体催化剂（二氧化硅、SBA-15、脱铝沸石DeA-Y、沸石H、Na-Y）应用于丙烯与对位富集氢（p-H2）的气相加氢，以产生仲氢诱导极化（PHIP）。通过在连续流动条件下原位 1H MAS NMR 光谱研究了对 H2 成对掺入丙烯中形成的超极化。通过评估超极化反应产物的特征1H NMR反相信号，研究了影响PHIP形成和弛豫的含贵金属多孔催化剂的实验参数和性能。对于所研究的催化剂，小孔径以及超极化产物分子与孔内原子核（例如骨架铝原子和骨架外钠阳离子）的相互作用，可以增强对-H2成对掺入烯烃反应物所形成的超极化的弛豫。此外，含贵金属催化剂（Pd/H，Na-Y）的非常高的加氢活性减少了PHIP的形成，这可能是由于大量没有自旋相关性的反应性溢出H物种引起的，这阻碍了对H2成对并入烯属反应物中。
Homologous series of solid catalysts (silica, SBA-15, dealuminated zeolite DeA–Y, zeolite H,Na–Y) with different pore sizes and loaded with different noble metals (Pt, Rh, Ir, Pd) were applied for the gas phase hydrogenation of propene with para-enriched hydrogen (p-H2) with the aim to produce parahydrogen-induced polarization (PHIP). This hyperpolarization formed by the pairwise incorporation of p-H2into propene was studied via in situ1H MAS NMR spectroscopy under continuous-flow conditions. By evaluating the characteristic1H NMR antiphase signals of the hyperpolarized reaction products, the experimental parameters and properties of noble-metal-containing porous catalysts were investigated, which affect the formation and relaxation of PHIP. For the catalysts under study, small pore diameters and interactions of the hyperpolarized product molecules with nuclei inside the pores, such as framework aluminum atoms and extra-framework sodium cations, were found to enhance the relaxation of the hyperpolarization formed by the pairwise incorporation of p-H2into olefinic reactants. Furthermore, a very high hydrogenation activity of the noble-metal-containing catalyst (Pd/H,Na–Y) decreases the formation of PHIP, possibly caused by a too large number of reactive spillover H species without spin correlation, which hinders the pairwise incorporation of p-H2into the olefinic reactants.
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