In situ solid-state NMR and XRD investigations of structural transformations in crystalline porous solids

In-situ-Messtechniken haben in den letzten Jahrzehnten deutlich an Bedeutung gewonnen, da sie das Potenzial haben, detaillierte und realistische Einblicke in chemische Reaktionen zu geben. Auch für komplexe Prozesse in Festphasen wie Adsorption oder Strukturumwandlungen sind in-situ-Untersuchungen eine vielversprechende Methode, um Informationen auf molekularer Ebene zu erhalten.
In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter 4,0 mm Probenkopf vorgestellt, der in-situ Festkörper-NMR-Messungen unter kontinuierlichen Strömungsbedingungen und bei erhöhter Temperatur ermöglicht, während sich der Rotor im magischen Winkel dreht. Die Besonderheit des Probenkopfes ist eine sehr schnelle, selektive und gleichmäßige Erwärmung der Probe im Rotor, die über Laser realisiert wird. Die Funktionsweise der Sonde wird anhand Untersuchungen von Strukturumwandlungen in porösen kristallinen Festkörpern demonstriert. In Kombination mit in-situ XRD-Studien ermöglichte der Einsatz des Probekopfes neue Einblicke in die Rekristallisationskinetik und den -mechanismus von VPI-5 zu AlPO4-8 und das Atmungsverhaltens von MOFs mit MIL-53-Topologie.