固體核磁簡介
固體核磁共振技術(shù)(SSNMR,Solid State Nuclear Magnetic Resonance)是以固態(tài)樣品為研究對象的分析技術(shù)。將樣品分子視為一個整體,則可將固體核磁中探測到的相互作用分為兩大類:樣品內(nèi)部的相互作用及由外加環(huán)境施加于樣品的作用。前者主要是樣品內(nèi)在的電磁場在與外加電磁場相互作用時產(chǎn)生的多種相互作用力,這主要包括:化學(xué)環(huán)境的信息(分子中由于內(nèi)在電磁場屏蔽外磁場的強度、方向等),分子內(nèi)與分子間偶極自旋偶合相互作用,對于自旋量子數(shù)>1/2的四極核尚存在四極作用。
磁共振的這些相互作用中,有一些是各向同性的相互作用,另一些則是各向異性的相互作用.它們的區(qū)別在,前者對核磁共振信號頻率的影響與分子的空間取向無關(guān),而后者則有關(guān),故后者可能因為被測分子空間取向的不同而造成譜線的寬化,導(dǎo)致分辨率和靈敏度的降低.在液體中,由于分子的快速翻滾運動,消除了各種可能使譜線寬化的各向異性的核磁共振相互作用.因此,液體核磁共振譜圖中的共振信號十分尖銳,有很高的分辨率,這是液體核磁共振成為測定溶液中化合物結(jié)構(gòu)的最強大的方法的原因之一。
外部環(huán)境施加于樣品的主要作用有:
1,由處于縱向豎直方向的外加靜磁場作用于特定的核磁活性的核上產(chǎn)生的塞曼相互作用(Zeeman interaction),核子相對應(yīng)的頻率為拉莫爾頻率(Larcnor frequency)。
2,由處于x-y平面的振蕩射頻場產(chǎn)生的作用于待測樣品的擾動磁場。
固體核磁共振作為一種重要的譜學(xué)技術(shù),非常適用于研究各類非晶固體材料的微觀結(jié)構(gòu)和動力學(xué)行為,能夠提供原子及分子水平的結(jié)構(gòu)信息。近年來,固體核磁技術(shù)已被被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域,如電池、催化、玻璃和膜蛋白等。? ?
NMR原理
在強磁場中,某些元素的原子核和電子能量本身所具有的磁性,被分裂成兩個或兩個以上量子化的能級。吸收適當(dāng)頻率的電磁輻射,可在所產(chǎn)生的磁誘導(dǎo)能級之間發(fā)生躍遷。在磁場中,這種帶核磁性的分子或原子核吸收從低能態(tài)向高能態(tài)躍遷的兩個能級差的能量,會產(chǎn)生共振譜,可用于測定分子中某些原子的數(shù)目、類型和相對位置。