Promotor: prof. dr hab. Zdzisław T. Lalowicz

tel. 12 66 28 259

e-mail: zdzislaw.lalowicz@ifj.edu.pl

Opis planowanych badań:

Adsorpcja cząsteczek na aktywnych centrach i ich dyfuzja w komorach zeolitów występują w większości procesów katalitycznych o znaczeniu przemysłowym. Analiza dynamiki molekularnej umożliwia określenie oddziaływań podłoża i wprowadzonych cząsteczek. Decydują one o efektywności i selektywności reakcji chemicznych, a zatem ich poznanie może prowadzić do znalezienia nowych materiałów o korzystnych własnościach. Adsorpcja i dynamika cząsteczek substratów lub produktów, a również wiele aspektów mechanizmu reakcji katalitycznych biegnących na zeolitach jest nieznanych na poziomie molekularnym pomimo wielu zastosowań praktycznych i badań prowadzonych w wielu ośrodkach.

Badania dynamiki molekularnej metodami rezonansu magnetycznego są prowadzone w każdym stanie skupienia. Przechodząc od ciała stałego, przez ciecze do gazów, oprócz dynamiki rotacyjnej pojawia się ruch translacyjny. Wszystkie te stany skupienia mogą być zrealizowane selektywnie dla zeolitów o różnym stopniu wypełnienia wybranymi cząsteczkami w pomiarach w szerokim zakresie temperatur.

Umieszczenie pojedynczych cząsteczek, bądź ich wielokrotności w komorach zeolitów o różnej geometrii i własnościach ścian komór, stwarza szczególne możliwości badania dynamiki rotacyjno-translacyjnej. Wybrane do badań cząsteczki można podzielić na trzy grupy: słabo oddziaływujące z zeolitami (D₂ i CD₄), podlegające wiązaniom chemicznym (ND₃, D₂O) oraz większe cząsteczki organiczne CD₃OD, (CD₃)₂CO, CCl₃D.

Podstawowym zagadnieniem o znaczeniu poznawczym jest obserwacja widm deuteronowych i relaksacji dla cząsteczek podlegających wiązaniu na centrach adsorpcji w zeolitach, w szerokim zakresie temperatur i opracowanie adekwatnych teorii. Mamy już duże doświadczenie i osiągnięcia w badaniach tunelowej rotacji i reorientacji grup CD₃ i jonów ND₄⁺ metodami rezonansu magnetycznego. Prowadziliśmy badania dynamiki cząsteczek D₂ i CD₄ w zeolitach [publikacja J. Chem. Phys., 127, 204714 (2007)).

Doktorant zostanie zapoznany równolegle z tematyką badań dynamiki molekularnej metodami rezonansu magnetycznego i z prowadzeniem pomiarów na spektrometrze impulsowym w zakresie temperatur 4-300K.

Od kandydata wymagana jest:

• samodzielność
• znajomość podstaw mechaniki kwantowej
• znajomość podstaw fizyki ciała stałego
• umiejętność obsługi i programowania komputerów
• znajomość języka angielskiego