पॉलीक्रिस्टलाइन ठोस के सतह गुणों की जांच के लिए FTIR स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग बताया गया है। नमूना छर्रों की तैयारी, सक्रियण प्रक्रियाओं, जांच अणुओं के साथ लक्षण वर्णन और सीओ2 सोखना के मॉडल अध्ययन पर चर्चा की जाती है।
सीटू इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी में एडोबेट्स के साथ पॉलीक्रिस्टलाइन ठोस की बातचीत की जांच करने के लिए एक सस्ता, अत्यधिक संवेदनशील और चयनात्मक मूल्यवान उपकरण है। कंपन स्पेक्ट्रा एसोरबेड प्रजातियों की रासायनिक प्रकृति और उनकी संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है। इस प्रकार, वे सतह प्रजातियों की आणविक स्तर की समझ प्राप्त करने के लिए बहुत उपयोगी हैं। नमूने का आईआर स्पेक्ट्रम स्वयं सामग्री के बारे में कुछ सीधी जानकारी देता है। हाइड्रोक्सिल समूहों, कुछ स्थिर सतह प्रजातियों और अशुद्धियों के संबंध में सामान्य निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं। हालांकि, नमूना का स्पेक्ट्रम समन्वय असंतृप्त आयनों की उपस्थिति के संबंध में “अंधा” है और सतह हाइड्रोक्सील्स की अम्लता के बारे में खराब जानकारी देता है, सामग्री के अवशोषण और उत्प्रेरक गुणों के लिए निर्णायक प्रजातियां। इसके अलावा, थोक और सतह प्रजातियों के बीच कोई भेदभाव नहीं किया जा सकता है । इन समस्याओं को जांच अणुओं, पदार्थों के उपयोग से हल किया जाता है जो विशेष रूप से सतह के साथ बातचीत करते हैं; सोखने के परिणामस्वरूप इन अणुओं की कुछ वर्णक विशेषताओं का परिवर्तन सतह स्थलों की प्रकृति, गुणों, स्थान, एकाग्रता आदि के बारे में मूल्यवान जानकारी प्रदान करता है।
गैस/नमूना बातचीत के इन-सीटू आईआर अध्ययनों के लिए प्रायोगिक प्रोटोकॉल में नमूना गोली की तैयारी, सामग्री की सक्रियता, पृष्ठभूमि स्पेक्ट्रा के विश्लेषण के माध्यम से प्रारंभिक स्पेक्ट्रल लक्षण वर्णन, जांच अणुओं द्वारा लक्षण वर्णन, और गैस मिश्रण के एक विशेष सेट के साथ बातचीत का अध्ययन शामिल है । इस पेपर में हम एक जिरकोनियम टेरेफ्थैलेट मेटल ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क, जेडआर6ओ4(ओह)4(बीडीसी)6 (बीडीसी = बेंजीन-1,4-डाइकार्बोक्सिलेट), नामत यूआईओ-66 (यूआईओ ओस्लो विश्वविद्यालय को संदर्भित करता है) की जांच करते हैं। यूआईओ-66 नमूने की एसिड साइटों को आणविक जांच के रूप में सीओ और सीडी3सीएन का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। इसके अलावा, हमने दिखा दिया है कि सीओ2 को डिहाइड्रोक्सीटेड यूआईओ-66 पर उजागर बुनियादी साइटों पर एडोरबेड किया गया है। प्रणाली के लिए पानी की शुरूआत अतिरिक्त सीओ2 सोखना साइटों के रूप में कार्य हाइड्रोक्सिल समूहों का उत्पादन । नतीजतन, नमूने की सीओ2 सोखने की क्षमता को दृढ़ता से बढ़ाया जाता है।
सोखने और विषम उत्प्रेरक ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो औद्योगिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला1,2के लिए महत्वपूर्ण हैं । ये प्रक्रियाएं ठोस सतहों पर होती हैं और इसलिए इन सतहों का विस्तृत लक्षण वर्णन प्रक्रियाओं को समझने और नई प्रभावी सामग्रियों के तर्कसंगत डिजाइन के लिए निर्णायक है। उच्च दक्षता सुनिश्चित करने के लिए, एडोरबेंट्स और उत्प्रेरक में आम तौर पर उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है और आमतौर पर पैलेटिज पाउडर के रूप में लागू किया जाता है। इन सामग्रियों का लक्षण वर्णन एक प्राथमिक शोध लक्ष्य है जिसे विभिन्न विश्लेषणात्मक तकनीकों के उपयोग के साथ प्राप्त किया जा सकता है।
बिना किसी संदेह के, सीटू इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी में सतहयौगिकों2,3,4,5,6,7,8,9,10,11का अध्ययन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तरीकों में से एक है। अवरक्त स्पेक्ट्रल क्षेत्र परमाणुओं के बीच कंपन से मेल खाता है, जो अणुओं की समरूपता, बांड की ताकत, परमाणुओं के द्रव्यमान और अन्य आणविक स्थिरांक पर निर्भर करता है। इसलिए, अवरक्त स्पेक्ट्रा में सोखने वाले अणुओं की संरचना और समरूपता और एडोरबेंट-एसोर्बेट और एसोर्बेट-एसोर्बेट इंटरैक्शन पर समृद्ध जानकारी होती है। उपयुक्त रूप से चयनित यौगिकों (तथाकथित जांच अणुओं) के सोखने का अध्ययन करके, सतह की संरचना और रासायनिक संरचना, सक्रिय स्थलों की प्रकृति, अम्लता या मूलभूतता, सतह स्थित cations के ऑक्सीकरण और समन्वय स्थिति, हाइड्रोक्सिल समूहों की अम्लता आदि3,4,5,6,7,8,9 के बारे में समृद्ध जानकारी प्राप्त करना संभव है। ,10,11. अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से, सतह पर अणुओं के रासायनिक परिवर्तन के लिए रास्ते और प्रतिक्रिया मध्यवर्ती की विविधता की पहचान की जा सकती है, जो उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के तंत्र को स्पष्ट करने के लिए एक शर्त है। आईआर के ट्रांसमिशन मोड का उपयोग ज्यादातर किया जाता है, लेकिन सीटू फैलाना-परावर्तन आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का भी उपयोग किया जाता है और, हालांकि विभिन्न प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के आधार पर,12,13,14,15,16समान जानकारी देता है। आमतौर पर आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी को अन्य पूरक तकनीकों के साथ जोड़ा जाता है जो अधिक गहन जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।
सामान्य तौर पर, सतह यौगिकों का अध्ययन करने के दो कारण होते हैं। सबसे पहले, आणविक जांच के सोखने का उपयोग किसी दी गई सामग्री की सतह को चित्रित करने के लिए किया जाता है। दूसरे, सोखने से जुड़ी किसी खास प्रक्रिया के बारे में जानकारी मांगी जाती है। उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के तंत्र का अक्सर इस तरह से अध्ययन किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दोनों मामले कड़ाई से अलग नहीं हैं, और एक विशेष सोखने की प्रक्रिया के अध्ययन में, विज्ञापनों की सतह और उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के तंत्र दोनों पर जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
सतह प्रजातियों के स्पेक्ट्रल डिटेक्शन के लिए आवश्यक है कि अवरक्त बीम पथ में उनके पास पर्याप्त रूप से उच्च एकाग्रता हो। पदार्थ के लगभग 2-10 मिलीग्राम सेमी-2 वाले नमूने के आत्म-सहायक गोली का उपयोग करके सोखने वाले यौगिकों की इष्टतम एकाग्रता प्राप्त की जा सकती है। मोटा छर्रों अवरक्त बीम के लिए व्यावहारिक रूप से अपारदर्शी हैं, जबकि पतले गोलियों को बनाने और उपयोग करने में तकनीकी कठिनाइयां होती हैं।
आईआर अध्ययन के लिए छर्रों को पूर्व-जमीन नमूने के ऑप्टिकल रूप से चिकनी मरने के बीच नमूना पाउडर को संकुचित करके तैयार किया जाता है। आमतौर पर, वे आईआर क्षेत्र में उच्च पारदर्शिता की विशेषता है और अच्छे यांत्रिक गुण हैं।
कुछ मामलों में, एक गोली तैयार करना संभव नहीं है जो पतली (पारदर्शी) पर्याप्त है; फिर, एक वाहक का उपयोग किया जाता है: एक धातु ग्रिड, सिलिकॉन या एक केबीआर वेफर। केबीआर का उपयोग करते समय, देखभाल की जानी चाहिए क्योंकि इसे आसानी से नमूने द्वारा ऑक्सीकरण किया जा सकता है (यदि इसके पास ऑक्सीकरण गुण हैं) या कुछ एसोर्बेट्स (जैसे कोई2)10द्वारा।
आम तौर पर, कार्बनिक अशुद्धियां, सोखलिया पानी, कार्बोनेट, आदि के रूप में तैयार एसोर्बेंट्स और उत्प्रेरक की सतह पर मौजूद हैं। इसलिए माप से पहले सतह को साफ किया जाना चाहिए। यह सक्रियण द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसमें आमतौर पर दो चरण होते हैं: (i) एक थर्मो-ऑक्सीकरण उपचार (कार्बनिक प्रदूषकों के ऑक्सीकरण के उद्देश्य से) और (ii) थर्मो-वैक्यूम उपचार (मुख्य रूप से एसोर्बेड पानी और अशुद्धियों को हटाने के लिए निर्देशित किया जाता है जैसे बाइकार्बोनेट, कार्बोनेट, नाइट्रेट आदि। आमतौर पर, सक्रियण तापमान 573 और 773 K के बीच भिन्न होता है। कुछ विशेष मामलों में, कमरे के तापमान पर भी सक्रियण किया जा सकता है। कुछ विशिष्ट सामग्रियों (समर्थित धातुओं, धातु-कार्बनिक ढांचे) के लिए, थर्मो-ऑक्सीकरण उपचार छोड़ दिया जाता है क्योंकि यह नमूने को प्रभावित कर सकता है।
एक नियम के रूप में, नमूना सक्रियण उद्देश्य निर्मित वैक्यूम कोशिकाओं में सीटू में किया जाता है। विभिन्न प्रयोगशालाएं विभिन्न डिजाइनों की कोशिकाओं का उपयोग करती हैं और विभिन्न सामग्रियों (धातु, ग्लास, क्वार्ट्ज) द्वारा बनाई जाती हैं, लेकिन कई सामान्य विशेषताओं के साथ। एक साधारण ग्लास आईआर सेल का एक उदाहरण चित्र 1पर दिखाया गया है । सैंपल पैलेट को एक मोबाइल होल्डर में रखा गया है, जिसमें दो बेसिक पोजिशन हैं। पहली स्थिति में धारक अवरक्त बीम के लिए लंबवत गोली सुरक्षित करता है। इस भाग में, सेल सामग्री से खिड़कियों से लैस है जो अवरक्त विकिरण (आमतौर पर केबीआर या सीएएफ2)के लिए पारदर्शी है। दूसरे स्थान पर, धारक एक हीटिंग जोन में नमूना सुरक्षित करता है। इस जोन में सेल में बाहरी भट्ठी शामिल है। एक स्थान से दूसरे स्थान पर गोली की आवाजाही चुंबक या धातु श्रृंखला (ऊर्ध्वाधर निर्माण के लिए) के माध्यम से पूरी की जाती है। कोशिकाएं भट्ठी और अवरक्त बीम क्षेत्र दोनों के बाहर मध्यवर्ती स्थिति में गोली को ठीक करने की संभावना भी प्रदान करती हैं, जिससे नमूने को कमरे के तापमान तक ठंडा करते हुए पृष्ठभूमि स्पेक्ट्रम का आसान पंजीकरण होता है। हमारी प्रयोगशाला में हम क्षैतिज कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। यह डिजाइन नमूना धारक की आकस्मिक रिहाई को रोकता है, जिससे नमूना और यहां तक कि सेल को तोड़ने का कारण बन सकता है।
कई मामलों में, कम तापमान पर सोखने का प्रदर्शन करना आवश्यक है। इस उद्देश्य के लिए, कम तापमान वाली कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है जिसमें नमूने के चारों ओर की मात्रा, जब अवरक्त बीम के रास्ते में होती है, तरल नाइट्रोजन(चित्रा 2)के साथ ठंडा होता है। हवा से पानी के संघनन से सेल खिड़कियों की रक्षा के लिए, एक थर्मल बफर (जैसे लगातार पानी घूम से) उनके और शांत क्षेत्र के बीच लागू किया जाता है। कुछ अन्य मामलों में, उद्देश्य से निर्मित आईआर कोशिकाओं का उपयोग करके उच्च तापमान पर सोखने का कार्य किया जाना चाहिए। आईआर कोशिकाएं हमेशा सीधे वैक्यूम/गैस कई गुना प्रणाली से जुड़ी होती हैं, जिससे शिक्षाग्रहण प्रयोगों को सीटू में आयोजित किया जा सकता है ।
सतह प्रजातियों के अध्ययन में संचरण अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी की मुख्य कमियों में से एक स्पेक्ट्रल क्षेत्रों का अस्तित्व है, जिसमें, अपने स्वयं के अवशोषण के कारण, नमूने अपारदर्शी हैं। जब इन क्षेत्रों में एडोरबेड यौगिकों के कंपन मोड आते हैं, तो उन्हें पंजीकृत नहीं किया जा सकता है।
नमूने का आईआर स्पेक्ट्रम स्वयं सामग्री के बारे में कुछ सीधी जानकारी देता है। सबसे अनुकूल मामलों में, सतह हाइड्रोक्सिल समूहों और कुछ स्थिर सतह प्रजातियों जैसे सल्फेट, ऑक्सो-समूह, विदेशी चरणों आदि के संबंध में सामान्य निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं। हालांकि, नमूना का आईआर स्पेक्ट्रम समन्वय असंतृप्त आयनों की उपस्थिति के संबंध में “अंधा” है और सतह हाइड्रोक्सिल समूहों की अम्लता के बारे में दुर्लभ जानकारी देता है, दोनों प्रजातियों में सामग्री के सोखने और उत्प्रेरक गुणों के लिए निर्णायक भूमिका होती है। इसके अलावा, थोक और सतह प्रजातियों के बीच कोई भेदभाव नहीं किया जा सकता है । इन समस्याओं का समाधान जांच अणुओं के उपयोग से होता है । ये ऐसे पदार्थ हैं जो विशेष रूप से सतह के साथ बातचीत करते हैं; सोखने के परिणामस्वरूप उनकी स्पेक्ट्रल विशेषताओं का परिवर्तन सतह साइटों की प्रकृति, गुणों, स्थान, एकाग्रता आदि के बारे में अप्रत्यक्ष जानकारी प्रदान करता है। जांच अणुओं को सतह अम्लता या मूलता के निर्धारण के लिए कई समूहों में वर्गीकृत किया जाता है, समन्वय असंतृप्त cations की ऑक्सीकरण स्थिति की स्थापना और उनके समन्वय रिक्तियों की संख्या, सतह स्थलों की पहुंच और स्थान आदि के बारे में जानकारी प्राप्त करना। जांच अणुओंकेलिए कई बुनियादी आवश्यकताएं हैं7,8:(i) कार्यात्मक समूह या परमाणु जिसके साथ अणु सतह से बांधता है, उसे अच्छी तरह से जाना जाना चाहिए, (ii) अणु में एक स्पष्ट अम्लीय या बुनियादी चरित्र होना चाहिए, (iii) अणु को एक ही प्रकार की सोखृंयसाइटों से बांधना चाहिए और गठित सतह प्रजातियों में एक ही संरचना होनी चाहिए; (iv) सोखने वाले परिसर पर्याप्त रूप से स्थिर होने चाहिए, (v) अणु के पास स्पेक्ट्रल पैरामीटर (आवृत्ति, स्पेक्ट्रल स्प्लिट, स्पेक्ट्रल शिफ्ट) होना चाहिए जो सतह की संपत्ति के प्रति पर्याप्त रूप से संवेदनशील होना चाहिए; (vi) यदि अणुओं को एक से अधिक प्रकार की साइटों पर सोखा जाता है, तो यह आवश्यक है कि विभिन्न सोखने वाले परिसरों को उनकी स्पेक्ट्रल विशेषताओं के आधार पर मज़बूती से प्रतिष्ठित किया जा सकता है; (vii) सूचनात्मक स्पेक्ट्रल पैरामीटर उस क्षेत्र के भीतर आने चाहिए जहां नमूना पारदर्शी है; (viii) सतह परिसरों के अवशोषण बैंड को पर्याप्त उच्च तीव्रता की विशेषता होनी चाहिए, और (नौवीं) अणु को सतह को रासायनिक रूप से संशोधित नहीं करना चाहिए। वस्तुतः कोई यौगिक नहीं है जो उपरोक्त सभी आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। इसलिए, अध्ययन से पहले, उपयुक्त जांच अणु का सावधानीपूर्वक चयन आवश्यक है।
आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का एक और आवेदन सब्सट्रेट और व्यावहारिक रुचि के एक या एक से अधिक एडोबेट के बीच बातचीत का अध्ययन करना है। इन मामलों में, विभिन्न प्रकार की चालें लागू की जाती हैं, जैसे जांच अणुओं के साथ सह-सोखने (सोखने वाली साइटों की प्रकृति की स्थापना के लिए), पूर्ण या आंशिक आइसोटोपिक प्रतिस्थापन (सतह प्रजातियों की संरचना के निर्धारण के लिए), बातचीत के साथ विभिन्न अभिकर्मक (प्रजातियों की प्रतिक्रियाशीलता स्थापित करने के लिए), चर-तापमान प्रयोग (एट्रोपी की गणना और सोखने की गणना के लिए), आदि।
अंत में, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग मशीनी अध्ययन के लिए किया जाता है। इस तरह ओपेराडो स्पेक्ट्रोस्कोपी (वास्तविक प्रतिक्रिया परिस्थितियों में स्पेक्ट्रोस्कोपी)12,17,18लागू की जाती है। हालांकि, एक ठोस ज्ञान आधार पहले से ही सीटू प्रयोगों में प्राप्त किया जाना चाहिए ।
इस लेख में हम प्रोटोकॉल हम विभिन्न सामग्रियों के आईआर लक्षण वर्णन के लिए उपयोग का वर्णन और एक धातु कार्बनिक ढांचे (UIO-66) सामग्री पर पानी बढ़ाया सीओ2 अवशोषण का प्रदर्शन करके तकनीक की शक्ति वर्णन। प्रयोगों के लिए हमने निकोल्ट 6700 एफटीआईआर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया। स्पेक्ट्रा 2 सेमी-1के स्पेक्ट्रल संकल्प पर 64 स्कैन जमा करने के लिए पंजीकृत किया गया था ।
प्रारंभिक कदम, नमूना गोली की तैयारी, पूरे प्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। अगर गोली मोटी है तो स्पेक्ट्रा शोर होता है, जो उनके विश्लेषण में बाधा डालता है। ध्यान दिया जाना चाहिए जब एक गोली है कि आत्म समर्थन नहीं है का उपयोग कर । इस मामले में, यह सुनिश्चित करने के लिए विशेष सावधानी बरती जानी चाहिए कि सहायक वेफर और नमूना या एडोरबेट्स के बीच कोई बातचीत न हो। प्रक्रिया का एक और महत्वपूर्ण कदम उचित नमूना सक्रियण है। सक्रियण की स्थिति नमूना प्रकृति और प्रयोगों के उद्देश्य ों पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीडेटिव प्रीट्रीटमेंट कुछ नमूनों को नष्ट कर सकता है, क्योंकि धातु-कार्बनिक और सहसंयोजक-कार्बनिक ढांचे समर्थित धातुओं को ऑक्सीकरण कर सकते हैं। उच्च सक्रियण तापमान नमूना सिंटरिंग या संरचना पतन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। इस दृष्टिकोण से, कुछ मामलों में पैलेट बनाने से पहले रासायनिक उपचार द्वारा विदेशी प्रजातियों को हटाना लागू किया जाता है।
Deuterated एसीटोनिट्रिल (सीडी3CN) और सीओ जांच अणुओं व्यापक रूप से सतह अम्लता8,9मापने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं । सीडी3CN एसिड साइटों के लिए बाध्य है (दोनों लुईस और Brønsted) अपने नाइट्रोजन परमाणु8के माध्यम से । धातु के करण के समन्वय पर, सी-एन मोड (गैस चरण में 2263 सेमी-1) उच्च आवृत्तियों (2335 सेमी-1तक) में बदलाव करते हैं और लुईस साइटों की अम्लता के साथ बदलाव बढ़ता है। सीडी3सीएन को एच-बॉन्ड के माध्यम से हाइड्रोक्साइल समूहों के लिए बंधुआ किया जाता है और सी-एन मोड आमतौर पर 2300-2270 सेमी-1के क्षेत्र में मनाए जाते हैं: आवृत्ति जितनी अधिक होती है, एच-बॉन्ड उतना ही मजबूत होता है। इस मामले में α (OH) मोड लाल स्थानांतरित कर रहे हैं और बदलाव का मूल्य हाइड्रोक्सील्स की अम्लता का एक मात्रात्मक उपाय है। कार्बन मोनोऑक्साइड को सतह धातु या सीनिक साइटों के लिए समन्वित किया जाता है और α (CO) आवृत्ति केंद्र9के ऑक्सीकरण और समन्वय स्थिति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। डी0 धातु के cations के साथ, गैस चरण आवृत्ति (2143 सेमी-1)के संबंध में नीले रंग की स्थानांतरित कर दिया जाता है और बदलाव मूल्य कांसेशन एसिडिटी के आनुपातिक है। जब एच-बॉन्ड के माध्यम से हाइड्रोक्सिल समूहों से बंधे होते हैं, तो सीओ α (OH) मोड के लाल बदलाव का कारण बनता है और हाइड्रोक्सिल की अम्लता के उपाय के रूप में उपयोग किया जाता है।
एक बहुत महत्वपूर्ण मुद्दा वैक्यूम/गैस कई गुना प्रणाली का उचित कार्यात्मककरण है । सिस्टम में हवा में प्रवेश करने से नमूना और आंशिक या यहां तक कि सोखने वाली साइटों के पूर्ण अवरुद्ध पर पानी का संचय हो सकता है। कम नमूनों के साथ, फिर से ऑक्सीकरण हो सकता है। एसोर्बेट्स की शुद्धता भी बहुत महत्वपूर्ण है। कभी-कभी, अशुद्धियों के निशान परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सोखने आम तौर पर कमजोर होता है और कम तापमान पर भी उच्च एच2 संतुलन दबाव लागू होते हैं। यहां तक कि एन2 अशुद्धियों के पीपीएम का स्तर स्पेक्ट्रा को दृढ़ता से प्रभावित कर सकता है क्योंकि आम तौर पर एन2 अधिक दृढ़ता से उन्हीं साइटों से बंधा होता है जहां हाइड्रोजन को सोखलिया जाता है। कम तापमान प्रयोगकरते समय, कुछ पानी ऑप्टिकल खिड़कियों की बाहरी सतह पर गाढ़ा हो सकता है। यह ओह खींच क्षेत्र में विश्लेषण में बाधा या विकृत हो सकता है, हाइड्रोक्सिल समूहों की अम्लता के बारे में जानकारी दे रही है । यदि, किसी कारण से, तकनीकी समस्या का समाधान नहीं किया जा सकता है, तो इस तथ्य के आधार पर कि ओडी क्षेत्र ओह क्षेत्र से बहुत दूर है, इस तथ्य के आधार पर अयूटेड नमूनों का उपयोग करके प्रयोग जारी रख सकता है। उन मामलों में भी अपक्षय लागू किया जा सकता है जहां नमूना ओह क्षेत्र में अपारदर्शी है। सोखने (एंट्रोपी, एंथली) की ऊर्जावान विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए, किसी को चर-तापमान प्रयोग करना चाहिए जहां नमूना तापमान की सटीक माप आवश्यक24है।
एक खुराक द्वारा शुरू की गई गैस एसोरबेट की मात्रा को इसके दबाव से और जलाशय की मात्रा को जानकर समायोजित किया जा सकता है। एसोरबेट घनत्व की गणना करने के लिए, किसी को गोली के द्रव्यमान और सामग्री के विशिष्ट सतह क्षेत्र को जानने की आवश्यकता है। सोखने ज्ञात खुराक ों का क्रमिक सोखना सोखने की मात्रा की अनुमति देता है। अवशोषण बनाम सोखने वाली राशि का एक विशिष्ट कथानक चित्र4में दिखाया गया है। यह विलुप्त होने गुणांक की गणना और नमूना वजन के ज्ञान के साथ सोखना साइटों की संख्या की अनुमति देता है। हालांकि, खुराक सोखने का प्रदर्शन अक्सर तथाकथित दीवार-प्रभाव के साथ होता है। संक्षेप में, एसोर्बेट नमूना सतह पर समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है लेकिन पहले गोली की ज्यामितीय सतह से कणों को संतृप्त करता है। इसलिए, हताश प्रयोगों से स्पेक्ट्रा संतुलन राज्यों के लिए अधिक प्रतिनिधि हैं ।
सीटू ट्रांसमिशन आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में एक बहन तकनीक डिफ्यूज रिफ्लेक्नेस स्पेक्ट्रोस्कोपी (ड्रिफ्ट्स) है। हालांकि यह अनिवार्य रूप से एक ही जानकारी प्रदान करता है, बहाव मात्रात्मक अध्ययन के लिए इतना सुविधाजनक नहीं है । इसके अलावा, बहाव आमतौर पर गैस प्रवाह में किया जाता है। यह एक फायदा हो सकता है, क्योंकि प्रयोग वास्तविक लोगों के समान स्थितियों पर किए जाते हैं, लेकिन नमूना सतह पर अशुद्धियों के संचय का जोखिम भी लाता है। ट्रांसमिशन आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी वास्तविक परिस्थितियों (जैसे ओपेराडो स्पेक्ट्रोस्कोपी) में भी किया जा सकता है।
निष्कर्ष में, सीटू आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में विभिन्न सतहों और सोखने वाली साइटों की प्रकृति और गुणों पर मूल्यवान जानकारी प्रदान करता है। यह ठोस और विशेष गैसों के बीच बातचीत की विधि को भी प्रकट कर सकता है। हालांकि, तकनीक अक्सर कुछ महत्वपूर्ण विशेषताओं जैसे ठोस की संरचना, कुछ साइटों के स्थान आदि के बारे में स्पष्ट जानकारी नहीं दे पाती है। यही कारण है कि अन्य तकनीकों के साथ संयोजन की सिफारिश की जाती है।
The authors have nothing to disclose.
इस काम को बल्गेरियाई शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय (अनुबंध DO1-214/28.11.2018) द्वारा राष्ट्रीय अनुसंधान कार्यक्रम “परिवहन और घरेलू उपयोग के लिए कम कार्बन ऊर्जा-ईप्लस” डीसीएम #577/17.08.2018 द्वारा अनुमोदित के तहत समर्थित किया गया था । आर हौग और एफ शुल्ज-विस्चेलर द्वारा आयोजित हनोवर स्कूल फॉर नैनोटेक्नोलॉजी (एचएसएन) का आभारी है ।
Acetonitrile-D3 | Uvasol, Merck | 1.13753.0009 | 99.69% deuteration degree (for NMR spectroscopy) |
Benzoic acid | Sigma Aldrich | 242381-500G | C7H6O ≥99.5% |
Carbon dioxide | Linde Gaz Magyarorszad | GA 473 | 99.9993% purity |
Carbon monoxide | Merck-Schuchardt | 823271 | 99.5% purity |
Ethanol | Carl Roth | 9065.1 | 99.8% |
Glass sample holder | Self-made | ||
HiCube80 Eco Turbo Pumping Station including HiPace 80 Turbo Pump, MVP 015 Diaphragm Vacuum Pump and DCU 002 Control Unit | Pfeiffer Vacuum | PM S74 150 00 | |
Horizontal glass IR cells for adsorption studies | Self-made | ||
Methanol | Carl Roth | 4627.5 | ≥99.9% |
N,N-Dimethylformamide | Sigma Aldrich | 33120-2.5L-M | 99.8% |
Nicolet 6700 FTIR spectrometer | Thermo Scientific | USA | |
Specac Atlas Manual 15T Hydraulic Press | Specac | GS 15011 | |
Terephthalic acid | Sigma Aldrich | 185361-100G | 98% |
UIO-66 | Synthesized at Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Leibniz Universität Hannover, Germany | ||
Vacuum valve | Ellipse Labo | 248.904 | 90° branches, Ø 0-4 mm |
Vacuum valve | Ellipse Labo | 248.910 | 90° branches, Ø 0-10 mm |
Zirconium(IV) chloride | Sigma Aldrich | 357405-10G | Anhydrous, 98% |