Accessibility Tools

Condensed Matter Physics Seminar

Seminarium Fizyki Materii Skondensowanej Online

The structural and spectroscopic properties of aluminosilicate materials determined with computational methods

16-05-2023 14:00 - 15:15
Venue
Instytut Fizyki PAN - Zoom seminarium
Telephone
Email
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Speaker
Dr Paweł Rejmak
Affiliation
Instytut Fizyki PAN

Silicates, aluminates, and aluminosilicates, namely salts containing oxoanions of Si and/or Al, constitute an unusually rich group of inorganic solids. They are the main ingredient of the crust of Earth and other rocky planets, as well as they are employed on a massive scale as building materials, adsorbents, catalysts, or pigments. Many aluminosilicates are only partially ordered systems, hence the possibilities to characterize them structurally with diffraction methods are limited, whereas spectroscopic data are often ambiguous. Given described difficulties, the atomistic scale studies employing computational methods of solid state physics and theoretical chemistry, offer valuable support for the experimental studies. I will present the computational results I obtained, mainly with the periodic density functional theory approach, for three groups of applied aluminosilicates. In the first part, I will focus on cementitious materials, namely structural characterization of noncrystalline hydrated Portland cements and polymorphs of crystalline Ca2SiO4, followed by the studies on the compressibility of high Al cements. Then I will show the computational refinement of experimentally observed different acidic centers in catalytic zeolites. In the last part, I will show the results on ultramarine pigments (i.e. aluminosilicates clathrating polysulfur species), notably the identification of red tetrasulfur chromophore.

Habilitation lecture

The talk will be given in English

 

Niezwykle bogatą grupę nieorganicznych ciał stałych stanowią krzemiany, gliniany i glinokrzemiany, czyli sole zawierające oksoaniony Si i/lub Al. Są głównym składnikiem skorupy ziemskiej i innych planet skalistych, a także są wykorzystywane na masową skalę jako materiały budowlane, adsorbenty, katalizatory czy pigmenty. Wiele glinokrzemianów to układy tylko częściowo uporządkowane, stąd możliwości ich strukturalnego scharakteryzowania metodami dyfrakcyjnymi są ograniczone, a dane spektroskopowe są często niejednoznaczne. Ze względu na opisane trudności badania w skali atomowej z wykorzystaniem metod obliczeniowych fizyki ciała stałego i chemii teoretycznej stanowią cenne wsparcie dla badań eksperymentalnych. Przedstawię wyniki obliczeniowe, jakie uzyskałem, głównie metodą periodycznej teorii funkcjonału gęstości, dla trzech grup stosowanych glinokrzemianów. W pierwszej części skupię się na materiałach cementowych, a mianowicie na charakterystyce strukturalnej niekrystalicznych uwodnionych cementów portlandzkich i odmian polimorficznych krystalicznego Ca2SiO4, a następnie na badaniach ściśliwości cementów o wysokiej zawartości Al. Następnie pokażę wyjaśnienie metodami  obliczeniowymi natury obserwowanych eksperymentalnie różnych centrów kwasowych w zeolitach katalitycznych. W ostatniej części przedstawię wyniki dotyczące pigmentów ultramarynowych (tj. glinokrzemianów klatratujących wielosiarczki), w szczególności identyfikację czerwonego chromoforu tetrasiarkowego.

Wykład habilitacyjny

Wykład będzie wygłoszony po angielsku

 
 

List of Dates (Page event details)

  • 16-05-2023 14:00 - 15:15
Save
Cookies user preferences
We use cookies to ensure you to get the best experience on our website. If you decline the use of cookies, this website may not function as expected.
Accept all
Decline all
Read more
Essential
Essential cookies
These cookies are necessary for the correct operation of the website and therefore cannot be disabled on this level; the use of these cookies does not involve the processing of personal data. While you can disable them via your browser settings, doing so may prevent the website from working normally.
Accept
Analytical cookies
These cookies are particularly intended to enable the website administrator to monitor the website traffic statistics, as well as the sources of traffic. Such data is typically collected anonymously.
Google Analytics
Accept
Decline