Nuclear magnetic resonance study of xenon adsorbed on metal-NaY: zeolites

Nature of Xenon-Metal Interactions

¹ Laboratoire de Chimie des Surfaces, associé au C.N.R.S. (ERA 457/02) Université Pierre et Marie Curie, Tour 55, 4 Place Jussieu 75230 Paris Cédex 05, France.
² Research institute for Catalysis, Hokkaido University, Sapporo 060, Japon.

Abstract

The NMR spectrum of ¹²⁹Xe adsorbed on a sample of platinum supported on NaY zeolite, at 25°C, consists usually of a single component whose chemical shift is :

δ (Xe) = λ . δ_Pt + μ . δ_s + δ_(Xe–Xe). P_Xe

where δ_Pt, δ_S and δ_(Xe–Xe) are the chemical shifts of Xe atoms colliding with the platinum particles, the wall S of the supercages or another Xe atom, respectively. p_Xe is the adsorbate density ; λ and μ are the Xe-Pt and Xe-S collision frequencies.

We have shown that it is possible to calculate the shift δ_Pt from the dependence of δ (Xe) on p_Xe. δ_Pt varies with the number of Pt atoms per particle, x and with the coverage of the metal surface by prechemisorbed hydrogen. The high value of δ_Pt is attributed to charge transfer from xenon to the metal (Pt^–, Xe⁺).

Résumé

Le spectre RMN du xénon (¹²⁹Xe) adsorbé sur un échantillon de platine supporté sur une zéolithe NaY ne comprend, généralement, à 25°C, qu’une seule raie dont le déplacement chimique est

δ (Xe) = λ . δ_Pt + μ . δ_S + δ_(Xe–Xe) . p_Xe

où δ_Pt, δ_S et δ_(Xe–Xe) sont les déplacements chimiques des atomes Xe respectivement en collision avec les particules de platine, les parois S des supercages ou les autres atomes Xe ; p_Xe est la densité de l’adsorbat ; δ et μ sont les fréquences de chocs Xe – Pt et Xe — S.

Nous avons montré qu’il est possible de calculer le déplacement δ_Pt à partir de la variation de δ (Xe) avec P_Xe. δ_Pt dépend du nombre x d’atomes Pt par particule et du taux de recouvrement de cette dernière par l’hydrogène préchimisorbé. Les grandes valeurs de δ_Pt peuvent être attribuées à un léger transfert de charge du xénon au métal (Pt^–, Xe⁺).