Affordable Access

Lokalisierung von Adsorptionsplätzen im Wirt/Gast-System Thionin in Zeolith NaY

Authors
Publisher
Technische Universität
Publication Date

Abstract

Das System Thionin in Zeolith NaY zeigt spektroskopisch unerwartetes Verhalten [1]. Zum einen konnten bei tiefen Temperaturen zwei unterschiedliche Anordnungen des Thionins festgestellt werden, die thermisch und lichtinduziert reversibel ineinander überführt werden können und deren Energiedifferenz zu ca. 2 kJ/mol abgeschätzt wurde. Zum anderen zeigt Thionin als einziges Gastmolekül (im Vergleich zu Oxazin-4 und Methylenblau) persistentes spektrales Lochbrennen auch in dehydratisiertem Zeolith. In diesen Fällen ist das genaue mikroskopische Geschehen unbekannt. Die präzise Kenntnis der Adsorptionsplätze des Thionins im Zeolithwirt ist notwendiger Ausgangspunkt zur Erklärung der aufgeführten Befunde. In dieser Arbeit wird ein theoretisches Verfahren vorgestellt, das die genaue Lokalisierung der Adsorptionsplätze eines Wirt/Gast-Systems unter Berücksichtigung der Polarisierbarkeit des Gastmoleküls ermöglicht. Die Methodik basiert auf der Kopplung von quantenchemischer Rechnung mit molekulardynamischer Simulation und liefert über die iterative Anpassung der Partialladungen des Gastmoleküls an die Wirtsumgebung im Ergebnis die lokalen Minima der Potentialfläche des Wirt/Gast-Systems. Aus der Statistik über die Minima können die wesentlichen Adsorptionsplätze und thermodynamische Informationen gewonnen werden. Das hier vorgestellte und auf das System Thionin/NaY angewendete Verfahren ist leicht auf andere Wirt/Gast-Systeme übertragbar. Für das System Thionin in NaY werden die in dieser Arbeit bestimmten drei Adsorptionsplätze ausführlich beschrieben. Zwischen den beiden niedrigstenergetischen Adsorptionsplätzen wird ein Energieunterschied von 2.5 kJ/mol gefunden, was eine sehr gute Übereinstimmung mit dem experimentell abgeschätzen Wert darstellt. Weiterhin werden aus den lokalen Minima des Systems die Zustandssumme und andere thermodynamische Funktionen erhalten und in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt und diskutiert. [1] M. Ehrl, H. W. Kindervater, F. W. Deeg, C. Bräuchle, R. Hoppe, J. Phys. Chem. 98, 11756 (1994).

There are no comments yet on this publication. Be the first to share your thoughts.