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核磁共振技术在无机材料表征中的应用研究无机材料是指由无机化合物构成的材料，具有广泛的应用领域，例如建筑材料、电子材料、光电材料等。
由于无机材料的结构、性质往往比较复杂，因此，对其进行表征十分重要。
核磁共振技术是一种无创性、非破坏性、高灵敏度的分析方法，被广泛应用于有机、生物等领域，但其在无机材料表征方面的应用还有待加强和深入。
一、核磁共振技术介绍核磁共振技术（NMR）是一种测量原子核之间的相互作用和磁场性质的物理学方法。
该方法基于原子核处于外加磁场中的性质，通过提供一个与样品共振相互作用的射频信号。
当该信号与样品共振后，原子核会释放出能量，这些能量可用于研究样品的结构和性质。
二、核磁共振技术在无机材料表征中的应用1. 核磁共振图谱分析材料结构核磁共振谱图可提供样品的结构信息，这种信息可用于确定样品的化学组成、晶体结构和分子构象等。
例如，对于催化剂的研究，可以用核磁共振谱图分析材料中的活性位点，从而了解催化剂的催化机理；对于金属配合物的研究，可以用核磁共振谱图分析其配位情况及键的键长等。
2. 核磁共振技术在催化剂研究中的应用催化剂是一种能提高反应速率、降低反应活化能的物质，在化学工业生产中具有重要的应用。
核磁共振技术可以用于研究催化剂微观结构和反应机理，包括表面酸性、配位能力、催化活性等方面。
例如，研究固体超酸催化剂的反应机理时，可以用核磁共振技术研究其表面酸性和酸位密度；研究过渡金属催化剂作用机制时，可以用核磁共振技术研究反应物与催化剂之间的相互作用，提高反应选择性。
3. 核磁共振技术在电子材料研究中的应用电子材料是新兴材料中的重要代表，具有光电导、光发光等性质，应用于LED、传感器等领域。
核磁共振技术可以用于研究电子材料表面的结构和性质，从而提高电性能和光电性能。
例如，研究氧化铟透明导电膜（ITO）的性质时，可以用核磁共振技术确定其晶体结构和铟原子的配位方式；研究氧化锌薄膜的界面反应机理时，可以用核磁共振技术分析电子迁移和缺陷结构。
固体核磁共振定量分析聚丙烯催化剂中的有机组分殷杰;凌永泰【摘要】利用固体核磁共振的13C交叉极化魔角旋转(CP/MAS)和定量交叉极化魔角旋转(QCP/MAS)实验技术对聚丙烯DQ催化剂的组成进行定性及定量分析.建立了DQ催化剂中不同有机组分的QCP/MAS表征方法,考察了接触时间和转速对信号增强的影响,在选定接触时间为200μs,转动频率为8 kHz的实验条件下,测定了DQ催化剂中不同含碳官能团的增强因子及有机组分的物质的量比例.结合气相色谱-质谱联用实验结果证明,在制备过程中,未经陈化处理的DQ催化剂原料间发生化学反应,产生了邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸二乙酯等活性组分.超高效液相色谱实验数据显示,是否进行陈化这一步骤,所得聚丙烯催化剂产品中引入的邻苯二甲酸二乙酯含量差异明显.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2019(028)001【总页数】5页(P47-51)【关键词】聚丙烯;DQ催化剂;固体核磁共振;定量交叉极化;交叉极化增强因子【作者】殷杰;凌永泰【作者单位】中国石化北京化工研究院,北京 100013;中国石化北京化工研究院,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】O657.61聚丙烯密度低且具有良好的耐热性、耐腐蚀性和电绝缘性，自实现工业化生产以来，已成为合成树脂中增长速度最快的热塑性树脂，它的发展过程与Ziegler-Natta (Z-N)催化剂的发展密不可分。
Z-N丙烯聚合催化剂体系一般包含负载在MgCl2上的各种价态的钛氯化物复合体，该类催化剂中添加的内给电子体对催化剂的性能起着决定性的作用。
近年来，研究多集中于给电子体、活性中心、助催化剂作用及催化剂颗粒形态等方面。
许多学者也在努力研究Z-N催化剂内部结构及各组分相互作用机理，但由于催化剂具有组分复杂、对环境敏感等特点，至今对催化剂机理和结构的研究还没有一个清晰的结论，而因缺乏理想的分析手段，对催化剂中相关组分与催化剂性能之间的关系研究较少。
徐君研究员分子筛催化中的固体核磁共振谱学固体核磁共振谱学在催化研究中起着非常重要的作用。
它可以提供有关催化剂和反应中间体结构、反应机理以及反应活性和选择性的关键信息。
作为一种非常有力的表征手段，固体核磁共振谱学在研究进展、催化剂设计和反应优化等方面发挥着重要的作用。
本文将以我个人的研究领域——分子筛催化为例，阐述固体核磁共振谱学的原理、应用和挑战。
固体核磁共振谱学是利用核磁共振技术研究固体样品的结构和性质。
相对于液体核磁共振，固体核磁共振面临着更大的困难，如峰形变宽、信号强度较弱以及在高温、高压等条件下的研究。
然而，随着仪器技术的不断进步，如高场核磁共振、高灵敏度探测器以及高分辨固体核磁共振谱仪的发展，固体核磁共振谱学逐渐成为研究固体催化剂的有力工具。
在分子筛催化研究中，固体核磁共振谱学可以提供关于催化剂结构和反应机理的宝贵信息。
由于固体核磁共振谱学的非破坏性和非接触性，它可以用于原位和原子尺度的研究，并且可以在实际反应条件下对催化剂进行表征。
通过固体核磁共振谱学技术，我们可以确定催化剂中活性位点的种类和分布、表面结构以及活性位点与反应物之间的相互作用。
这些信息对于理解催化反应机理以及合理设计高性能催化剂都是至关重要的。
固体核磁共振谱学在分子筛催化研究中的应用非常广泛。
以贵金属负载型固体酸催化剂为例，固体核磁共振谱学可以用来研究贵金属和酸性中心之间的相互作用，以及对吸附物种的分担和迁移。
通过核磁共振谱学，我们可以确定贵金属和酸性中心的种类、氧化态以及它们的分布。
这些信息与催化性能之间存在很强的关联，有助于我们深入了解催化剂的活性和稳定性。
除了贵金属负载型催化剂，固体核磁共振谱学在分子筛催化研究中还可以用于研究不同反应物种之间的相互作用以及反应活性中心的生成和毒化过程。
例如，通过核磁共振谱学技术，我们可以研究酸性中心与吸附反应物之间的相互作用，并以此来理解更复杂的反应过程。
此外，核磁共振谱学还可以用来研究固体表面的结构和形貌，包括孔道结构、表面活性中心的形成和分布等。
物理化学学报Acta Phys. -Chim. Sin.2020,36 (4), 1911014 (1 of 2)[Spotlight] doi: 10.3866/PKU.WHXB201911014 固体核磁共振研究进展—邓风研究员及其团队专访《物理化学学报》编辑部北京大学化学与分子工程学院，北京100871Interview with Professor Feng Deng and His Research Team on the Solid-State NMR ResearchEditorial Office of Acta Physico-Chimica SinicaCollege of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, P. R. China.Email:************.cn.Published online: November 11, 2019.与X射线衍射相比，固体核磁共振(NMR)作为一种重要的谱学技术，它对体系中的近程有序变化更为敏感，非常适合用于研究各类非晶固体材料的微观结构和动力学行为，能够提供原子分子水平的结构信息。
固体NMR已被广泛应用于多相催化、聚合物、玻璃、锂电池、纳米材料、药物和膜蛋白等诸多研究领域。
近年来，随着高场NMR谱仪(800 MHz及以上)和超高速(60 kHz及以上)魔角旋转探头的应用以及各类先进一维、二维脉冲实验技术和超极化技术的研发，极大地促进了固体NMR方法学的发展及其应用范围的拓展。
我们有幸采访了固体核磁共振专家，《物理化学学报》“固体核磁共振”特刊的客座编辑邓风研究员，为我们分享他的固体核磁共振研究经历及对固体核磁共振的现状和发展趋势的看法。
问题1：邓风研究员，在您的科研生涯中从事过哪些方面的研究？您从什么时候开始从事固体核磁共振方面的研究？回答：我从1988年到中国科学院武汉物理与数学研究所读研究生开始就一直从事固体核磁共振方面的研究工作，并于1992年开始专注于以沸石分子筛为代表的固体酸催化剂的结构与性能的固体NNR研究。
固体核磁共振的原理及应用Solid-state NMR and Its Applications教学内容：NMR发展简史固体NMR基本原理固体NMR研究多孔材料结构与性质原位NMR研究催化反应机理与动力学Mo/HZSM-5催化剂上甲烷芳构化反应多相催化剂上烯烃氧化反应(TS-1)和复分解反应(Mo/HBeta)CHA分子筛上甲醇转化反应单壁碳纳米管(CNTs)中分子的吸附和扩散NMR 发展简史1946年哈佛大学的Purcell 与斯坦福大学的Bloch 等人发现特定结构中的磁核会吸收一定波长或频率的电磁波而实现能级跃迁，开辟了核磁共振分析的历史，因而获1952年诺贝尔物理学奖1951年Arnold 等发现乙醇的1H NMR 谱由三组峰（CH 3、CH 2、OH ）组成，发现了化学位移，进而发现了偶合现象，从而NMR 开始被化学家所重视1953年美国Varian 公司成功研制了世界上第一台商品化连续波NMR 谱仪（EM-300型，质子工作频率30MHz ，磁场强度0.7T ）1964年后，NMR 谱仪经历了两次重大的技术革命，其一是磁场超导化，其二是脉冲Fourier 变换技术（PFT ）的采用，从根本上提高了NMR 的灵敏度，谱仪的结构也有了很大的变化。
1964年Varian 公司研制出世界上第一台超导磁场的NMR 谱仪（200MHz ，场强4.74T ）使天然丰度很低的13C 及15N 等的NMR 测定成为可能1970年代，苏黎世瑞士联邦理工学院（ETH）的R.R. Ernst创立脉冲傅立叶变换核磁共振（FT-NMR）和发展了二维核磁共振(2D－NMR) ，1987年R.R. Ernst及其学生G. Bodenhausen和A. Wokaun合作出版《一维和二维核磁共振原理》，此书与A. Abragam出版的专著《核磁学原理》被称为NMR发展史上的两块里程碑。
1970s ---固体核磁、二维核磁、固体魔角旋转（MAS）技术（材料学）、核磁成像等相继出现1991年R.R. Ernst因其创立脉冲傅里叶变换核磁共振（FT-NMR）及发展二维核磁共振(2D-NMR)这两项杰出贡献,当之无愧的独享了1991年诺贝尔化学奖。
核磁共振技术的进展及应用前景随着科技的不断迭代和升级，各种新型技术层出不穷。
而核磁共振技术（NMR）作为一种重要的科学研究工具，已经得到广泛应用，特别是在生命科学和医学领域。
本文将从了解NMR的基本原理开始，梳理其在科学研究和医学应用方面的一些进展，以及它未来的发展趋势。
一、NMR基本原理核磁共振技术是一种基于磁共振现象的分析方法，其理论基础主要建立在两个方面：核自旋和外磁场。
不同的原子核有不同的能量状态或自旋取向，而这两种状态之间的能量差可以通过较强的磁场加热来实现，使核从基态跃迁到激发态。
当外磁场作用于原子核时，会引起围绕原子核的电子的磁场产生反应，从而改变电子环能级，使原子核有不同的磁矩，这种状态称为核磁共振。
通过核磁共振技术可以对固体、液体和气体等样品进行分析。
在这个过程中，将样品放置在一个较强的磁场中，然后用一些无线电波去激发原子核，激发后的原子核会在不同的时间段内逐渐回复到基态，过程中会发出一些电磁波。
这些电磁波可以通过一系列的电子设备进行检测和处理，从而得出样品的性质和组成。
二、NMR在科学研究中的应用1、物理化学方面核磁共振技术在物理化学研究方面发挥着重要的作用。
在材料学领域中，通过核磁共振技术可以了解物质的结构、动力学和几何构型，更加深入的了解材料的性质和特点。
例如，核磁共振技术可以帮助科学家更好的研究分子内部结构，从而对新型材料的制备、催化反应和超导材料等方面进行更深入的研究。
2、生命科学方面在生命科学和医学领域，核磁共振技术是一种非常有用的实验方法。
例如，在生物医学领域中核磁共振技术可以用于研究新药物和其它生物分子间的相互作用；在组织学领域中也可以通过核磁共振技术来研究组织中的细胞组分，从而更好的理解生物物质的组成和结构。
三、NMR在医学领域的应用1、诊断核磁共振技术在医学领域中的应用主要是用于诊断和治疗。
在医学成像方面，核磁共振技术可以生成高清晰度的图像，进而了解病变对组织结构的影响情况，给医师提供更全面的诊断信息。
核磁共振技术在材料科学研究中的应用核磁共振技术（NMR）是一种常用于物质结构分析的非常重要的科学方法，它广泛应用于化学、生物、医学等多个领域，其中最为广泛的应用就是在材料科学领域。
本文将讨论核磁共振技术在材料科学研究中的应用。
一、核磁共振成像技术核磁共振成像技术（MRI）是一种用于人体内部结构成像的先进技术，但是用于物质结构成像也有很大的前景。
通过MRI技术，科学家可以非常精确地测量和分析不同样本内部的结构和组成，这对于材料科学研究非常重要。
此外，MRI技术能够大大降低计算机模拟和实验过程中的错误率，因此在工程和工业领域拥有很大的应用前景。
二、核磁共振谱技术核磁共振谱（NMR）技术在材料科学研究中广泛应用，其中核磁共振谱装置通常与微区离析技术相结合。
NMR技术可以提供详细的信息，包括分子结构、组成、反应动力学以及材料结构和性质。
此外，NMR技术还可以用于检测材料中的污染物和其他有害物质。
三、核磁共振动力学技术核磁共振动力学技术可以用于研究分子和原子间的相互作用和运动，以及分子在固体中的速度和方向。
由于材料科学中涉及大量的分子和原子运动问题，因此核磁共振动力学技术被广泛应用于材料科学研究。
此外，核磁共振动力学技术还可以用于测量液态、固态和气态材料中分子和原子的分布和运动情况，这对于研究高分子材料的构成、性质、结构以及功能具有重要的意义。
四、核磁共振催化技术核磁共振催化技术是一种增强催化剂活性和选择性的方法，它在材料科学领域中有着广泛的应用，被用于研究催化反应的基本原理和机制。
通过核磁共振催化技术，科学家们可以通过观察原子和分子在催化剂表面上的位置、活动和相互作用来了解催化反应的因素、动力学以及催化剂的性质。
此外，核磁共振催化技术还可以用于研究新型催化剂的开发和优化，以及监测工业催化过程中的催化剂活性和选择性变化。
总结起来，核磁共振技术在材料科学研究中具有非常重要的应用价值。
在材料科学研究中，核磁共振技术不仅可以提供材料的结构和组成信息，还能深入研究分子和原子的运动过程、催化反应的机理和催化剂的活性等方面。
多相催化技术的现状与发展趋势近年来，随着环保意识的提升，绿色化学合成成为了全球化学领域的研究热点。
多相催化技术作为绿色合成的重要手段之一，因其高效、可重复性和环保性等特点，在有机合成、环境保护、能源转化等领域发挥着越来越重要的作用。
一、多相催化技术概述多相催化技术，简单来说就是利用固体催化剂在反应体系中催化反应，使得反应速率和反应选择性得到提高，同时还可以降低反应温度和改进反应条件，从而实现对于复杂有机物的高效催化转化。
通常情况下，多相催化反应中，固体催化剂常常分布在液相或气相中，通常被称为液-固相催化剂或气-固相催化剂。
多相催化技术还具有废弃物产生降低、催化剂回收易于高利用率等优点，而且还有助于实现绿色化学的理念。
二、多相催化技术的应用领域1. 有机合成有机合成反应是多相催化技术的重要应用领域之一。
多相催化反应可以在温和的条件下、在无溶剂的情况下，催化酸碱性、氧化还原性以及有机合成中的其他化学反应，实现对于复杂有机物的高效转化。
比如，Pd-C催化剂可以用于羧酸酯与烯烃的重要合成。
2. 环境保护多相催化技术在环境保护领域也大展拳脚。
多相催化反应可以帮助减少废物产生、氧化废水和废气污染物、催化废料等，具有绿色环保方面的优势。
多相催化转化在环境保护领域中的应用十分广泛，如有机废水的氧化处理、甲醛的合成，以及柴油和生物质油的加氢转化等。
3. 能源转化多相催化技术还可以突破传统的化学反应难以实现的条件下，实现液态和气态能源转化。
常见应用包括制备高质量石油化工产品、提高生物燃料的质量和性能、以及利用太阳能制氢等。
三、多相催化技术发展趋势随着科技的进步，多相催化技术的应用领域不断扩展，催化剂的各种物理和化学性质也得到了极大的提高，这将为多相催化技术的发展提供有力支撑。
1. 纳米材料的应用纳米材料作为一种新兴的多相催化剂，在催化剂的稳定性、选择性和催化性能方面都有很大的优势。
探索更好的纳米多相催化剂，将成为今后多相催化技术发展的重要方向。
新型核磁共振光谱技术的应用及其发展趋势核磁共振光谱技术（NMR）是一种重要的分析方法，能够对物质结构和组成进行无损分析，广泛应用于生物化学、材料科学、环境监测等领域。
近年来随着科学技术的不断发展，新型的核磁共振光谱技术不断涌现，为NMR技术的应用和发展带来了新的机遇和挑战。
一、常见的核磁共振光谱技术1、液体核磁共振技术液体核磁共振技术是最早被使用的核磁共振技术之一，适用于液态样本的分析和测定。
通过对物质中的分子进行核磁共振的激发和检测，可以获取样品的结构信息和分子组成，如化学位移、偶合常数等。
2、固体核磁共振技术固体核磁共振技术是近几十年发展起来的新型技术，适用于研究固体材料的结构和性质。
通过对凝固态样品进行高分辨的核磁共振测量，可以获取样品的结构、构象、晶体缺陷等信息，在新材料的研究和开发中得到了广泛应用。
3、核磁共振成像技术核磁共振成像技术（MRI）是一种非侵入性的影像技术，可以对人体内部的结构和组织进行全方位的显示和分析。
在医学诊断中，MRI技术被广泛应用于脑、骨、心脏等部位的检查和诊断，成为一种极为重要的医学影像技术。
二、新型核磁共振光谱技术的应用1、超高场核磁共振技术超高场核磁共振技术是近年来快速发展起来的一种新型核磁共振技术，可以在高于1.5T的磁场下进行核磁共振实验。
相较于常规的核磁共振技术，超高场核磁共振拥有更高的信噪比和分辨率，可以对细微的分子结构和相互作用进行更加精细的分析和探究，广泛应用于生物科学、化学、药学等领域。
2、核磁共振晶体学技术核磁共振晶体学技术是一种新兴的固态核磁共振技术，通过对晶体样品进行高分辨的核磁共振测定，可以获取晶体中各原子的位置和固体结构等信息，成为一种研究晶体材料的重要手段。
该技术的应用范围主要覆盖化学、材料科学、生物化学等领域。
3、超极化核磁共振技术超极化核磁共振技术是最新发展起来的一种新型核磁共振技术，通过对样品中的核自旋进行非平衡极化，可以大幅度提高核磁共振的信噪比和分辨率。
