DNP-NMR应用强调:学习表面的半个催化剂

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分子间作用力扮演重要的角色在决定物质的属性。因此高度理想的能够描述表面的原子水平结构细节为了知道他们将在特定条件的行为。表征固体材料从而允许研究人员了解材料功能的发展,使材亚博网站下载料专门设计用于解决需要特定的研究或应用程序的需求。

核磁共振(NMR)谱是一个特别理想的工具,这样的分析,因为它不破坏样品,可以方便地用于图像固体。它提供详细信息的结构、动力学、反应状态和化学环境的分子。

虽然现在有许多核磁共振成像技术可以促进这样的表面描述,系统研究可能太小或有过低自然丰富的核获得高分辨率的图像。

阐明结构的混合材料的重要性,主客体双、或合作的催化剂有动机的发展新的固态核磁共振(SSNMR)技术可以形象复杂亚博网站下载材料所需的灵敏度和分辨率提供独特的见解。

固态核磁共振

SSNMR依赖的存在¹³C,从而限制了灵敏度和阻碍全面描述如果这些核不自然丰富¹。有时这可以克服通过使用一个大的样本大小,或更长的扫描时间,但这并不总是可行的或需要的产品。修改核磁共振成像技术已经成为一种越来越流行的解决方案。

二维(2 d)¹H -¹H NMR光谱相关性可以用来增加简单的分子成像系统的灵敏度²。然而,低分辨率和狭窄的化学位移范围需要使用超速魔角旋转(MAS)和/或¹H核分离,这也就排除了用于复合材料的研究。亚博网站下载

更广泛的化学位移范围可以通过使用异核1 h-x光谱学,另一个标准二维核磁共振技术。远程极化转移和偶极的低效率截断效应,意味着该决议通常不足以明确检测所有物种。此外,heteronuclei通常具有较低的旋磁比SSNMR的低敏感性,进一步挑战。因此,同位素浓缩通常需要在同核相关实验通常heteronuclei之间。然而,这种方法是昂贵的,一般复杂,导致不必要的偶极截断效应。

最近,SSNMR的敏感性显著增加了被称为动态核极化技术(DNP)。

动态核极化SSNMR

在DNP,核磁共振信号增强利用高度改善核自旋极化电子极化³。在固态核自旋极化,然后迅速溶解使用溶剂过热产生“超极化”的解决方案。自旋极化电子的转移到待分析样品的核给一个核磁共振信号大于在热平衡的几千倍。

最新进展动态核极化(DNP) SSNMR,包括振动陀螺仪的发展,低温MAS探针和双游离基偏振代理,提供了前所未有的核信号增强和创造了机会double-quantumsingle-quantum (DQ /平方)之间的关联能谱法反应不快的和罕见的细胞核,如¹³C和^29日如果在天然丰度固体。这项技术被用于广泛的应用取得了巨大的成功^4、5。DNP的使用使收购高质量的核¹³C -¹³C相关光谱在实际实验时间。

DNP的敏感性进一步增加了提高极化转移使用一系列proton-driven自旋扩散技术。这些技术的空间范围是有限的弱heteronuclei之间偶极耦合,这进一步加剧了原子核的天然丰度较低。

的适应技术,使用了两个正交偏振传输已经被用于获取远程¹³C -¹³C相关性和提供有用的结构信息isotopically-labelled聚合物和生物材料亚博网站下载⁶。

核CHHC固态核磁共振实验

最近不同根之间的空间距离决定了催化剂表面的第一次不使用同位素浓缩⁷。这是通过使用DNP-enhanced SSNMR。这项技术被证明是有效的远程相关性研究各种材料的高分辨率。亚博网站下载

DNP-enhanced测量进行使用力量Biospin皇冠三世400 DNP NMR谱仪,配备264 GHz振动陀螺仪和低温MAS调查。

DNP使分子间¹³C -¹³C核在天然丰度的相关性被观察到在复杂样品改善灵敏度。此外,最新研究首次成功在催化剂表面检测分子间的相关性⁷。

引用

1. 布朗SP。固态诊断。粉剂。理智。2012;41:1 - 27所示。
2. 小林T, et al . Angew。化学。Int,艾德。2013;52:14108 - 14111。
3. Ardenkjaer-Larsen JH。j .增效。理智。2016;264:3-12。
4. Mollica G, et al . Angew。化学。Int,艾德。2015;54:6028 - 6031。
5. 小林T, et al .物理。化学。化学。学报。2017;19:1781 - 1789。
6. Aluas M, et al . j .增效。理智。2009;199:173 - 187。
7. 小林T, et al .期刊。化学。C 2017; 121 (44): 24687 - 24691。

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