核磁共振波譜儀的原理和適用范圍說明
閱讀:2879 發(fā)布時間:2020-7-27
核磁共振波譜儀廣泛應(yīng)用于物理學(xué),、化學(xué)、生物,、藥學(xué),、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè),、環(huán)境,、礦業(yè)、材料學(xué)等學(xué)科,,是對各種有機和無機物的成分,、結(jié)構(gòu)進行定性分析的強有力的工具之一,亦可進行定量分析,。目前核磁共振與紅外,、質(zhì)譜儀等其他儀器配合,已鑒定了十幾萬種化合物,。
核磁共振波譜儀原理:
核磁共振譜來源于原子核能級間的躍遷,。只有置于強磁場中的某些原子核才會發(fā)生能級分裂,當(dāng)吸收的輻射能量與核能級差相等時,,就發(fā)生能級躍遷而產(chǎn)生核磁共振信號,。
用一定頻率的電磁波對樣品進行照射,可使特定化學(xué)結(jié)構(gòu)環(huán)境中的原子核實現(xiàn)共振躍遷,,在照射掃描中記錄發(fā)生共振時的信號位置和強度,,就得到核磁共振譜。核磁共振譜上的共振信號位置反映樣品分子的局部結(jié)構(gòu)(如官能團,,分子構(gòu)象等),,信號強度則往往與有關(guān)原子核在樣品中存在的量有關(guān)。
核磁共振波譜儀適用范圍:
1,、測定對象元素
NMR波譜按照測定對象分類可分為:1H-NMR譜(測定對象為氫原子核),、13C-NMR譜及氟譜、磷譜,、氮譜等,。
根據(jù)譜圖確定出化合物中不同元素的特征結(jié)構(gòu)。有機化合物,、高分子材料都主要由碳氫組成,,所以在材料結(jié)構(gòu)與性能研究中,以1H譜和13C譜應(yīng)用廣泛,。
2,、可測試的性能
除了運用在醫(yī)學(xué)成像檢查方面,在分析化學(xué)和有機分子的結(jié)構(gòu)研究及材料表征中運用多,。
3,、有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定
一般根據(jù)化學(xué)位移鑒定基團;由耦合分裂峰數(shù),、偶合常數(shù)確定基團聯(lián)結(jié)關(guān)系,;根據(jù)各H峰積分面積定出各基團質(zhì)子比。核磁共振譜可用于化學(xué)動力學(xué)方面的研究,,如分子內(nèi)旋轉(zhuǎn),,化學(xué)交換等,因為它們都影響核外化學(xué)環(huán)境的狀況,,從而譜圖上都應(yīng)有所反映,。
4、高分子材料的NMR成像技術(shù)
核磁共振成像技術(shù)已成功地用來探測材料內(nèi)部的缺陷或損傷,,研究擠塑或發(fā)泡材料,,粘合劑作用,孔狀材料中孔徑分布等,??梢员挥脕砀倪M加工條件,提高制品的質(zhì)量,。
5,、多組分材料分析
材料的組分比較多時,每種組分的 NMR 參數(shù)獨立存在,,研究聚合物之間的相容性,,兩個聚合物之間的相同性良好時,共混物的馳豫時間應(yīng)為相同的,,但相容性比較差時,,則不同,利用固體 NMR 技術(shù)測定聚合物共混物的馳豫時間,,判定其相容性,,了解材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及性能優(yōu)異性。
此外,,在研究聚合物還用于研究聚合反應(yīng)機理,、高聚物序列結(jié)構(gòu),、未知高分子的定性鑒別、機械及物理性能分析等等,。