概要
ゼオライトには固体酸点として作用する、性質の異なる酸点（ブレンステッド(B)酸点、ルイス(L)酸点）が存在し、ピリジン吸着FT-IR法は各酸点を区別して評価ができる有力な手法です【図1,2】。また、IRスペクトルの4000～3000cm-1には水酸基（-OH）由来のピークが得られることが良く知られています。そこで、ピリジン吸着前後のゼオライト触媒のOH基ピーク変化を測定し、構造解析した事例を紹介します。
【図1】ピリジン吸着モデル図
【図2】ピリジン吸着後のFT-IRスペクトル（1600-1400cm-1）
分析方法・分析装置
測定フローを【図3】に示します。まず、試料を真空加熱して吸着水除去した後のIRスペクトル①を測定します（バックグラウンド測定、「ピリジン吸着前」）。その後、測定室にピリジン蒸気を導入して試料に吸着させ、IRスペクトル②（「ピリジン吸着後」）を取得します。
②「ピリジン吸着後」から①「ピリジン吸着前」を差し引くと、ゼオライト触媒のOH基変化の様子を調べることが出来ます。
測定条件
| FT-IR装置 | Varian 660-IR |
| 透過法アタッチメント | マルチモードIRセル |
| 測定法 | 透過法 |
| 測定波数範囲 | 4000-400cm-1 |
| 分解能 | 4cm-1 |
| 積算回数 | 128回 |
【図3】ピリジン吸着FT-IR測定フロー
結果
【図4】②「ピリジン吸着後」と①「ピリジン吸着前」の差スペクトル（4000-3400cm-1）
2種類のゼオライト触媒（A,B）の測定結果を【図4】に示します。
ゼオライト触媒では、ピーク位置から各種OH基の区別が出来ます。
（約3780cm-1：骨格外Al-OH、約3740cm-1：Si-OH、約3600cm-1：B酸点(OH)）
【図4】より、これらのピークが負の方向に観測されたため、ピリジン吸着前後でOH基が減少していることが分かります。また、ゼオライトAはBに比べてB酸点（OH）の減少が大きく、【図2】の結果（B酸点に吸着したピリジンが多い）とも整合しています。
一方、ゼオライトBは高波数側（約3780cm-1）の骨格外Al-OHの減少が明確に見られています。これは、ゼオライト構造から脱離したAl成分（脱Al成分）にもピリジン分子が吸着している可能性を示しています。このような成分は、ゼオライト構造（細孔径等）と無関係のため、触媒性能にあまり寄与しない酸点であると思われます。
このように、ピリジン吸着前後のOH基のピーク挙動を解析すると、吸着サイトに関する情報が得られます。
