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第六讲：固体核磁共振简介Brief Introduction for Solid State NMR Spectroscopy 庞文民 主要内容 固体核磁的特点与发展 理化中心固体核磁配置 应用举例 为什么要固体核磁？ 样品不溶解 样品溶解，但是结构改变 研究从液体到固体的结构变化 作为x-ray的重要补充 x-ray long-rang ordering ss NMR short-rang ordering 液体NMR与固体NMR的区别 （1）谱线： 固体谱线宽、分辨率低 液体谱线窄、分辨率高 原因：液体分子的快速运动把使谱线增宽的各种内部相互作用 平均为零。 （2）硬件： a. High power (1000W) short pulse width (激发谱宽大） low power (100 W) large pulse width (激发谱宽小） b. 魔角旋转（MAS）探头 （3）差别在减小 HR-MAS probe、 Nano-probe 介于固体与液体之间（凝胶、生物组织等）样品 液体NMR的实验方法用于固体NMR 固体NMR的发展过程 四、五十年代：宽线NMR 1958年: R. Andrew, I. Lowe, 魔角旋转（magic angle spinning, MAS) 消除同核偶极相互作用、化学位移各向异性 1968年：J. Waugh et al., 多脉冲（multiple pulse, WAHUHA四脉冲） 消除同核偶极相互作用 （同核去偶） 1972年， A. Pines et al. , 交叉极化 (cross polarization, CP) 通过极化转移，增强稀核的灵敏度 1988年，A. Pines, Llor, 双旋转（DOR）、动角旋转（DAS） 消除半整数四极核中心跃迁的二阶四极作用 1989年, A. Schaffer, T. Gullion, 旋转回波双共振 (REDOR) 测量异核间距离(空间联系) 1994年, H. W. Spiess 双量子魔角旋转(DQ-MAS) 测量同核间距离(空间联系) 1995年，L. Frydman 多量子魔角旋转（MQ-MAS） 消除半整数四极核中心跃迁的二阶四极作用 仪器介绍 探头与样品管盖子的选择 魔角旋转（MAS） 魔角旋转（MAS） 交叉极化与魔角旋转（CP/MAS) 交叉极化与魔角旋转（CP/MAS) 交叉极化与魔角旋转（CP/MAS) CRAMPS (1D&2D) HETCOR RFDR RFDR 外磁场强度对中心跃迁二阶四极作用的影响 多量子魔角旋转(MQMAS) RbNO3的87Rb 3QMAS谱图 静态变角（单晶）探头 晶型差异 固体核磁13C谱研究PAN预氧化过程 1H(活性炭) 11B NMR 13C(活性炭) 13C NMR(PAN) 13C NMR(芳纶) 13C NMR(tobacco) 13C NMR(coal) 13C NMR(白云石） 13C NMR(mud) 19F-polymer 27Al NMR-2 27Al (montmoUonite) 27Al NMR-1 29Si NMR 29Si NMR（cement） 31P NMR 31P NMR(mud) 谢谢！ * 7mm 4mm 2.5mm 400MHz宽腔固体核磁共振 13C、29Si、15N …… 13C、27Al、31P、 23Na、11B、7li、15N …… 1H、19F、 13C …… 适用核 250 μl 75 μl 12 μl 转子 容量 7kHz 15kHz 35kHz 转速 -10°C ... +50°C -140°C ... +300°C -140°C ... +300°C -10°C ... +50°C -30 ... +80°C -140°C ... +300°C -140°C ... +300°C -30 ... +80°C 适用温度 Kel-F Zir