Study of zeolite acidity by broad-line ¹H NMR at 4K. Comparison with results of ¹H HR-NMR (MAS) at ambient temperature

Laboratoire de Chimie des Surfaces, associé au CNRS, URA 1428, Université Pierre-et-Marie-Curie, Tour 55, 3 e étage, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France.

Abstract

Simulation of 4K broad-line ¹H NMR spectra of solids, with Brönsted acid properties and loaded with known amounts of water, allows the determination of the concentrations of the species: H₃O⁺, H₂O...HO and of the remaining initial species: OH and H₂O. This is an original method for studying the acid strength of solids. The following results concern HY zeolite taken as example. A parallel study using ¹H HR-NMR (MAS) at ambient temperature confirms the results obtained by using both methods on HZSM-5 (1).

Résumé

La simulation des spectres de RMN large bande de ¹H de solides maintenus à 4K, ayant des propriétés d’acides de Bronsted et ayant adsorbé des quantités connues d’eau, permet la détermination de la concentration des espèces formées suivantes: H₃O⁺, H₂O...HO et des espèces initiales restantes: OH et H₂O. Elle constitue un moyen original d’étude de la force acide des solides. Les résultats suivants portent sur la zéolithe HY à titre d’exemple. Une étude parallèle par RMN haute résolution (MAS) de ¹H à température ambiante permet de confirmer des résultats obtenus par utilisation des deux méthodes sur la zéolithe HZSM-5 (1).