日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
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Zeolite News Letter 10(3): 140-147 (1993)
doi:10.20731/zeoraito.10.3.140

解説解説

層状粘土鉱物および層間化合物の固体NMRSolid-state NMR study of layered clay minerals and their intercalation compounds

物質工学工業技術研究所National Institute of Materials and Chemical Research, Japan

発行日:1993年9月1日Published: September 1, 1993
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固体NMRを用いて,層状粘土鉱物及びその層問化合物における局所構造を調べた研究を紹介する。層状粘土鉱物としてはカオリナイトを取り上げる。29Si NMRスペクトルからは結晶学的に非等価な2種類のサイトの存在が確認され,27Al NMRスペクトルからも2種類の6配位Al原子の存在が示された。1H広幅NMRからは水酸基が空間的に固定されていることが示された。1H CRAMPS NMRスペクトルから得られた化学シフト値はカオリナイトの水酸基が塩基性であることを示した。天然のカオリナイトはFe3+などの常磁性不純物を含んでおり,これらの不純物はNMRスペクトルの線幅や緩和時間に大きな影響を与える。熱処理を加えたカオリナイトのNMRスペクトルからは,脱水過程における残留水酸基の分布,Al原子の配位数の変化などを知ることができる。層問化合物のNMRからは,インターカレーションによるホストの構造変化,ゲスト分子のサイト及び運動などについて知ることができる。ただし,サイトや運動を確定するためにはまだ今後の研究を必要としている。

Solid-state NMR studies of layerd clay minerals and their intercalation compounds are reviewed. Kaolinite is treated as a representative of the clay minerals in this article. 29Si NMR spectra confirm the presence of two inequivalent Si sites, and 27Al NMR spectra also suggest the presence of two inequivalent Al sites. 1H wide-line NMR spectra demonstrate rigidity of the hydroxy groups. The 1H chemical shift obtained by use of the CRAMPS technique indicates the basic nature of the hydroxyl groups. Natural Kaolinites contain a considerable amount of paramagnetic impurities such as Fe3+, which have a great effect on the linewidth of the NMR spectrum and the nuclear relaxation time. NMR studies of heat-treated kaolinite samples give us information on spatial distribution of residual hydroxyl groups in the dehydroxylation process and change in the coordination number of Al atoms. NMR studies of the intercalation compounds present changes in the structure of the host lattice caused by the intercalation and the sites and the dynamics of guest molecules. However, further studies are necessary to specify the saites and the dynamics unequivocally.

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