KFUPM ePrints

Study of the photochemical properties of some aromatic compounds on molecular sieves using a picosecond pulse laser system

El-Rayyes, Ali El-Said Hassan (2001) Study of the photochemical properties of some aromatic compounds on molecular sieves using a picosecond pulse laser system. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Arabic Abstract

لقد تم استقصاء تفاعل الانتقال البروتوني من الحالة المثارة لمادة 1- أمينونفثالين في محاليل تختلف في تركيز أيون الهيدروجين بواسطة نظام الشكل المغلق لليزر بالتوافق مع مضخة تجويف المخزون التزامني لإثارة المسبار ، وسجل تلاشي الفلورية وطيف الزمن التحللي بواسطة مطياف البيكوسكند . تم رصد متراكب جديد بالإضافة إلى الجزيء المتعادل والجزيء المرتبط ببروتون وقد تم وضع نظرية لدراسة طبيعة ارتباط البروتون مع جزئيات الماء . ولقد تم استخدام خواص المتراكب الجديد لدراسة درجة الحامضية على أسطح بعض المواد الحفازة مثل الزيولايت . وجد أن مادة الزيولايت لها حامضية عاليه مكافئه لحامضية حمض البيركلوريك النقي وأنها تتغير بتغير نسبة أيون الصوديوم بأيون هيدروجين . وجد أيضاً أن حامضية المواد الحفازة من النوع MCM-41 تكافئ محلول له درجة حموضة 1.8 . أيضاً تم استخدام الخواص الفلوريه لمادتي 2- أنيلينونفثالين و رودامين ب لاكتون لدراسة الاستقطاب على سطح هذه العوامل الحفازة . وجد أن هذه الأسطح عالية الاستقطاب والذي يكون متكافئ مع الاستقطاب في الكحولات . وعلى قدر معلوماتنا فإن هذه هي أول مرة يتم فيها استخدام الليزر لدراسة خواص الأسطح في الحفازات دراسة كمية ونوعية وأيضاً هذه أول مرة يتم دراسة ديناميكية انتقال البروتون في الحالة المثارة على أسطح الحفازات .

English Abstract

Proton transfer reaction from the excited state of 1-naphthylamine (RNH₂) has been investigated in aqueous solutions of different acidity. Fluorescence from a new species was recorded. The quenching constants of: RNH₂*, RNH₃⁺* and the new species and some rate constants are evaluated by means of steady-state fluorescence and picosecond fluorescence decay measurements. The structure of the new emitting species is proposed to be an adduct formed from RNH₃⁺ and unhydrted ClO₄ anion. A theoretical model for the hydration of protons is presented. The formation of the new species is found to be in linear relationship to the presence of unhydrated acid molecules. The results of this study is used to characterize the acidity in zeolite Y and MCM-41 catalysts. Both fluorescence emission and fluorescence decay profile of RNH₂ adsorbed at the catalyst surfaces reflect high acidic environment experienced by the amine at the surfaces of the catalyst. For zeolite Y, the acidity is found to be equivalent to that in 3 M acid and increases up to 15 M by increasing the percent protonation in the catalyst. For MCM-41, the pH of the surface silanol groups is found to vary from pH 1.8 to pH 2.5. Kinetic models for the proton transfer reaction occurring at the catalyst surfaces is proposed both the fluorescence and deactivation rate constants are determined. Furthermore, the polarity of the surfaces of these catalysts is probed using 2-anilinonaphthalene (2-AN) and rhodamine b lactone (RBL). The results show that the catalyst surfaces are highly polar. The polarity could be comparable to that of an alcohol. For zeolite Y, the polarity increases upon protonation. A new fluorescence emission band from RBL adsorbed at the zeolite Y surfaces was determined. This emission band is due to a dimer formation at the catalyst surfaces. This band is not formed in solutions due to solvation effects. To our knowledge, this is the first time to characterize the surface properties using laser induced fluorescence techniques and to study the excited-state proton transfer reactions at the surfaces of zeolite Y and MCM-41 materials.

Item Type:Thesis (PhD)
Date:May 2001
Date Type:Completion
Divisions:College Of Sciences > Chemistry Dept
Creators:El-Rayyes, Ali El-Said Hassan
Committee Advisor:Klein, Uwe Karl Albert
Committee Members:Ali, Shaikh Asrof and Barri, Sami A. I. and Suwaiyan, A. and Perzanowski, Herman
ID Code:10285
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 17:01
Last Modified:26 Apr 2011 08:07

Repository Staff Only: item control page