Hochtemperatur- und Hochdruck-In-situ-Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Zusammenfassung

Die molekularen Strukturen und Dynamiken von Feststoffen, Flüssigkeiten, Gasen und Gemischen sind für verschiedene wissenschaftliche Bereiche von entscheidender Bedeutung. Hochtemperatur-Hochdruck-In-situ-MAS NMR ermöglicht die Detektion der chemischen Umgebung von Bestandteilen in gemischten Phasensystemen unter streng kontrollierten chemischen Umgebungen.

Zusammenfassung

Die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) stellt eine wichtige Technik dar, um die Struktur und Bindungsumgebungen von Molekülen zu verstehen. Es besteht der Antrieb, Materialien unter Bedingungen zu charakterisieren, die für den chemischen Prozess von Interesse relevant sind. Um diesem Problem zu begegnen, wurden in situ Hochtemperatur-HOCHdruck-MAS-NMR-Methoden entwickelt, um die Beobachtung chemischer Wechselwirkungen über einen Bereich von Drücken (Vakuum bis zu mehreren hundert bar) und Temperaturen (deutlich unter 0 °C bis 250 °C) zu ermöglichen. Darüber hinaus kann die chemische Identität der Proben aus Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen oder Gemischen der drei bestehen. Das Verfahren umfasst Allzirkonia NMR-Rotoren (Probenhalter für MAS NMR), die mit einer Gewindekappe versiegelt werden können, um einen O-Ring zu komprimieren. Dieser Rotor weist eine hohe chemische Beständigkeit, Temperaturkompatibilität, niedrigen NMR-Hintergrund auf und hält hohen Drücken stand. Diese kombinierten Faktoren ermöglichen es, in einer Vielzahl von Systemkombinationen eingesetzt zu werden, die wiederum den Einsatz in verschiedenen Bereichen wie Kohlenstoffsequestrierung, Katalyse, Materialwissenschaft, Geochemie und Biologie ermöglichen. Die Flexibilität dieser Technik macht sie zu einer attraktiven Option für Wissenschaftler aus zahlreichen Disziplinen.

Einleitung

Die spektroskopische Analyse von Proben ist ein Analysewerkzeug, das verwendet wird, um wertvolle Informationen über Materialien von Interesse wie ihren chemischen Zustand, ihre Struktur oder Ihre Reaktivität zu gewinnen. In einer vereinfachten Ansicht ist Kernspinresonanz (NMR) eine solche Technik, die ein starkes Magnetfeld nutzt, um den Spinzustand von Atomkernen zu manipulieren, um die chemische Umgebung der Spezies von Interesse besser zu verstehen. Der Kernspinzustand bezieht sich auf die relative Richtung des magnetischen Moments, die durch die Bewegung des sich drehenden Kerns, eines positiv geladenen Teilchens, induziert wird. In Ermangelung eines Magnetfeldes sind die Kernspins zufällig ausgerichtet, aber in Gegenwart eines Magnetfeldes richten kernspinnweise bevorzugt das äußere Feld des Magneten in einem Niedrigenergie-Spin-Zustand aus. Diese Aufteilung von Spin-Zuständen auf diskrete Energiewerte wird als Zeeman-Effekt bezeichnet. Die Differenz zwischen diesen Energieniveaus (E) wird durch Gleichung 1 modelliert:

wobei h Die Konstante von Plank ist, b₀ die Stärke des äußeren Magnetfeldes und γ das gyromagnetische Verhältnis des Kerns ist. Die chemische Umgebung dieser Spins verursacht auch leichte Störungen auf diese Energieniveaus. Radiowellen mit entsprechenden Frequenzen können verwendet werden, um die Kerne zu anzuregen, die eine Quermagnetisierung erzeugt, da Spins Phasenkohärenz gewinnen, da die Längsmagnetisierung (basierend auf der Population von Spins in parallelen und antiparallelen Zuständen) verringert wird. Während die Kerne weiterhin um die Achse des Magnetfeldes pundieren, erzeugt die rotierende magnetische Bewegung ein Magnetfeld, das sich ebenfalls dreht und ein elektrisches Feld erzeugt. Dieses Feld moduliert die Elektronen in der NMR-Erkennungsspule und erzeugt das NMR-Signal. Leichte Unterschiede in der chemischen Umgebung der Kerne in der Probe beeinflussen die in der Spule erfassten Frequenzen.

Die NMR-Analyse von Volumenproben führt Komplexitäten ein, die in Flüssigkeiten nicht zu finden sind. In Flüssigkeiten stürzen die Moleküle mit schnellen Geschwindigkeiten und durchschnittlich die chemische Umgebung räumlich um die Kerne. In festen Proben tritt kein solcher Mittelungseffekt auf, der eine orientierungsabhängige chemische Umgebung und breite Spektrallinien in das NMR-Signal einführt. Um diese Herausforderungen zu mildern, wird eine Technik verwendet, die als Magic Angle Spinning (MAS) bekannt ist^1,2. In MAS NMR werden die Proben schnell (mehrere Kilohertz) in einem Winkel von 54,7356° in Bezug auf das externe Magnetfeld gedreht, indem ein externer Spinnmechanismus verwendet wird, um die orientierungsabhängigen (anisotropen) Wechselwirkungen von NMR zu adressieren. Dies verringert die NMR-Funktionen erheblich und verbessert die spektrale Auflösung, indem die orientierungsabhängigen Bedingungen der chemischen Verschiebungsanisotropie, dipolaren Wechselwirkungen und quadrupolaren Wechselwirkungen mittelartig werden. Zwei bemerkenswerte Ausnahmen behindern die Linienverengungsfähigkeiten von MAS NMR. Die erste ist eine starke homonukleare Kopplung, die manchmal in ¹H NMR vorhanden ist, die hohe Spinngeschwindigkeiten (ca. 70 kHz) erfordert, um sie zu entfernen. Die deutlich erhöhten Temperaturen der Hochtemperaturanwendungen werden jedoch die ^homonukleareInteraktion von 1 H stark unterdrücken, indem sie eine verbesserte thermische Bewegung vermitteln, so dass eine stark reduzierte Probenspinnrate für eine deutlich verbesserte Spektralauflösung genutzt werden kann. Darüber hinaus können mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie Rotoren mit kleineren Durchmessern hergestellt werden, um Spinnraten von weit über 5 kHz zu erreichen, was dazu beiträgt, die ¹H homonukleären dipolaren Wechselwirkungen weiter zu unterdrücken. Die zweite Ausnahme sind verbleibende Quadrupolar-Wechselwirkungen zweiter Ordnung für Kerne mit Spin, die die Hälfte übersteigen, da nur der Begriff der ersten Ordnung im magischen Winkel eliminiert wird, so dass komplexere Linienformen übrig bleiben, die nur durch stärkere externe Magnetfelder verbessert werden können. Es sollte betont werden, dass 2D MQMAS-Techniken leicht in die aktuelle Technologie integriert werden können, so dass ein echtes isotropes chemisches Schichtspektrum in ähnlicher Weise wie die Standard-MQMAS-Experimente³erhalten werden kann.

MAS NMR hat eine detaillierte Charakterisierung fester Materialien ermöglicht und so die Qualität der Beobachtungen gestärkt. Die Notwendigkeit, die Proben in NMR-Rotoren (dem Probenhalter) mit hohen Raten zu spinnen, stellt jedoch auch Herausforderungen bei der Durchführung von Experimenten bei erhöhten Temperaturen und Drücken dar, die für die Bedingungen von Interesse relevanter sein können. Manchmal kann es wünschenswert sein, Materialien unter Bedingungen zu untersuchen, die für NMR-Rotoren relativ hart sind. Eine Reihe von Bemühungen haben erfolgreich flüssige Zustand NMR-Technologien angepasst, um Hochtemperatur-, Hochdruck-NMR^4,5,6,7; kommerzielle Rotorkappen, die für Festkörper-MAS NMR verwendet werden, können jedoch bei hohen Drücken aus dem Rotor ausgestoßen werden, was erhebliche Schäden an der Anlage verursacht. Solche Effekte können durch die Untersuchung einer Zersetzungsreaktion verstärkt werden, die den Druck im Probenhalter stark erhöht. Daher sind neue Designs erforderlich, um NMR-Experimente vor Ort effektiv und sicher durchführen zu können. Beispielsweise muss der Rotor für den effektiven Einsatz in MAS NMR an mehreren Eigenschaften haften, nämlich nicht magnetisch, leicht, langlebig, temperaturbeständig, nieder NMR-Hintergrundmaterial, verschließbar, hochfest und chemikalienbeständig. Die Drücke, denen der Rotor standhalten muss, sind recht groß. Der Rotor muss nicht nur dem Druck der darin enthaltenen Probe (z.B. Hochdruckgas) standhalten, sondern die Drehung des Gerätes verleiht durch Gleichung 2 eine Zentrifugalkraft, die einen eigenen Beitrag zum Gesamtsystemdruck⁸, P_T hat:

R_I und R_O sind die inneren bzw. äußeren Rotorradien, die Rotationsfrequenz in Radianten pro Sekunde und P_s ist der Probendruck.

Es wurden eine Reihe von Strategien entwickelt, um diese Bedenken auszuräumen⁹. Frühe Beispiele ähnelten flammenversiegelten Rohren^10,11,12 oder Polymereinsätzen^13,14, die für einen erweiterten, fein kontrollierten Betrieb bei erhöhten Temperaturen und Drücken nicht ausreichten. Iterationen an Rotorkonstruktionen haben unter Einschränkungen der maximalen Betriebstemperatur gelitten, die durch die Verwendung von Epoxid- oder Probenvolumenreduktionen aus Keramikeinsätzen^8,15,16. Eine neuere Technologie reduziert die Produktionskosten von Stückzahlen durch den Einsatz einfacher Snap-In-Funktionen in einer kommerziellen Rotorhülse, bietet aber relativ weniger Kontrolle über die Bedingungen, unter denen sie¹⁷bedienen kann. Das hier verwendete Design ist eine All-Zirkonia, Kavernen-Stil Rotorhülse mit einem Gefädel top¹⁸gefräst. Eine Kappe ist ebenfalls gefädelt, um eine sichere Dichtung zu ermöglichen. Das umkehrende Gewinden verhindert, dass die Probenrotation die Zirkonia-Kappe löst und ein O-Ring bildet die Dichtflächen. Dieses Rotordesign ist in Abbildung 1 und ähnlichen Rotoren und Anweisungen zu ihrer Patentierbarung sichtbar¹⁹. Eine solche Strategie ermöglicht eine hohe mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit und Temperaturtoleranz.

Diese Ausführungen eignen sich für Temperaturen und Drücke von mindestens 250 °C und 100 bar, die durch die leicht verfügbare NMR-Sondentechnologie temperaturbegrenzt sind. In Kombination mit speziellen Probenvorbereitungsgeräten stellt es eine wirklich leistungsfähige Technik dar, die für weitreichende Anwendungen wie Kohlenstoffsequestrierung, Katalyse, Energiespeicherung und Biomedizin²⁰eingesetzt wurde. Solche Ausrüstung umfasst eine Möglichkeit, die festen Materialien zu entfernen, um unerwünschte Oberflächenarten wie Wasser zu entfernen. Für diesen Schritt wird oft ein Ofen eingesetzt. Eine Trockenbox wird in der Regel verwendet, um die festen Proben in den NMR-Rotor zu laden. Von dort wird der Rotor in eine Belichtungsvorrichtung übertragen, die es ermöglicht, den Rotor unter einer streng kontrollierten Atmosphäre zu öffnen, um ein gewünschtes Gas oder Gemisch in den Rotor zu laden. Ein solches Gerät ist in Abbildung 2dargestellt.

Protokoll

Das Protokoll ist in vier Abschnitte unterteilt, in denen 1) die Herstellung von Feststoffen, die im System verwendet werden, oder die Aktivierung oder Räumung unerwünschter adsorbierter Arten, 2) Zugabe der festen und flüssigen Materialien zum NMR-Rotor, 3) Zugabe von Gasen zum Rotor und 4) Durchführung der NMR-Experimente im Spektrometer festgelegt sind. Das Verfahren ist repräsentativ für eine typische Sequenz, kann aber an die spezifischen Anforderungen des Experiments angepasst werden.

1. Vorbehandlung fester Proben

1. Wiegen Sie etwa doppelt so viel Masse wie die für das NMR-Experiment gewünschte Feste Probe (für einen Rotor von 7,5 mm, 250 mg) und legen Sie die feste Probe in ein Quarzprobenrohr, das zur Behandlung von Materialien in einem Ofensystem verwendet wird, und stecken Sie das Rohr mit Quarzwolle, um das Material an Ort und Stelle zu halten.
2. Schließen Sie die Isolationsventile an das Feststoff-Durchfluss- oder 2)-Vakuumsystem an, indem Sie das Rohr in den Kühlofen legen und die Anschlüsse anziehen.
3. Befestigen Sie das Quarzrohrende(n) an den Gasisolationsventilen in offener Position.
4. Beginnen Sie mit der Behandlung.
   1. Für Strömungssysteme:
      1. Befestigen Sie ein Thermoelement an der Außenseite des Rohres und halten Sie es mit einem hitzebeständigen Material an Ort und Stelle.
      2. Beginnen Sie den Durchfluss des Behandlungsgases (z.B. N₂ bei 100 sccm), um die feste Oberfläche zu löschen oder das Material zu aktivieren.
   2. Alternativ für Vakuumsysteme:
      1. Schließen Sie das Isolationsventil am Vakuumsystem und starten Sie die Vakuumpumpe.
      2. Wenn ein Vollvakuum hergestellt ist, öffnen Sie sehr langsam das Isolationsventil, um Vakuum auf die Probe aufzutragen, und pausieren Sie in regelmäßigen Abständen, damit das System ausgleichen kann. Fahren Sie fort, bis das Ventil geöffnet ist.
5. Schalten Sie den Ofenregler ein und stellen Sie das Temperaturrampenprogramm auf den gewünschten Zustand ein (z. B. 300 °C für 4 Stunden bei einer Rampenrate von 5 °C/min).
6. Starten Sie das Temperaturprogramm und lassen Sie es laufen.
7. Lassen Sie die Probe nach Abschluss auf eine praktikabe Temperatur abkühlen.
8. Schalten Sie den Temperaturregler aus und stoppen Sie den Durchfluss/Vakuum.
9. Versiegeln Sie die Probe schnell mit den Isolationsventilen, um die gewünschte Probenumgebung zu erhalten.
10. Trennen Sie das Quarzrohr vom Behandlungssystem und übertragen Sie die Rohreund geschlossenen Ventile in den Vorraum eines trockenen, N 2-gereinigten Handschuhkastens.
11. Leeren und füllen Sie den Vorraum mindestens 4 Mal und übertragen Sie das Rohr in den Handschuhkasten.

2. Laden fester Proben in den NMR-Rotor

1. Wiegen Sie den leeren und sauberen Hochdruck-Hochtemperatur-NMR-Rotor mit der Rotorkappe.
2. Legen Sie den NMR-Rotor in den Halter, um die Richtung zu erhalten.
3. Legen Sie den Probentrichter in die Bohrung des Rotors.
4. Entfernen Sie die Isolationsventile aus dem Probenrohr und gießen Sie eine kleine Menge Feststoff in den Trichter.
5. Tippen Sie das Pulver in den Trichter und lenken Sie es bei Bedarf mit der Packstange leicht in den Rotor.
6. Wiederholen Sie die schrittweise Zugabe von Festmaterial, bis die gewünschte Menge (z.B. 1/2 Rotor) erreicht ist.
7. Wiegen Sie den NMR-Rotor (und die Kappe) mit der Probe im Inneren, um die Menge der hinzugefügten Probe zu bestimmen.
8. Auf Wunsch eine bestimmte Menge einer flüssigkeitsgroßen Probe aufstellen und die Flüssigkeit mit einer Mikrospritze langsam in die Mitte des NMR-Rotors injizieren.
9. Versiegeln Sie den Rotor, indem Sie die Kappe auf die Oberseite legen und sie gegen den Uhrzeigersinn mit dem Rotorkappenbit drehen, um den O-Ring zwischen Rotor und Kappe einzuschalten. Beachten Sie, dass ein neuer O-Ring in regelmäßigen Abständen erforderlich sein kann, um Leckagen zu verhindern, insbesondere bei Verwendung chemisch abrasiver Gemische oder kleiner Gase wie Wasserstoff.
10. Wiegen Sie den NMR-Rotor, um die Gesamtmasse der zugesetzten Probe zu bestimmen.

3. Aufladen des NMR-Rotors mit den gewünschten Chemikalien zu den gewünschten Bedingungen

1. Legen Sie den versiegelten NMR-Rotor in die Rotorstufe, um sicherzustellen, dass die Größe des Stufeneinsatzes mit der Rotorgröße kompatibel ist, und ziehen Sie die Mutter von Hand fest, um sie an Ort und Stelle zu sichern. Beachten Sie, dass die Dichtheit des Rotors im Halter in diesem Schritt die Dichtheit der Kappendichtung bestimmt.
2. Senken Sie die Rotorstufe in den unteren Bereich der Hochdruck-Belichtungsvorrichtung.
3. Verwenden Sie einen Allen-Schraubenschlüssel, um eine der Schrauben um 90° zu drehen, um die Rotorstufe in den Boden der Belichtungsvorrichtung zu befestigen.
4. Platzieren Sie den oberen Teil der NMR-Ladevorrichtung in und auf dem unteren Teil, indem Sie das NMR-Kappenbit an die Oberseite des Kappenkopfes des NMR-Rotors richten, um sicherzustellen, dass es eingeschaltet ist.
5. Platzieren Sie die 2 Klemmen über der Oberseite der Lippe, wo sich der obere und untere Teil der Belichtungseinrichtung treffen, und verriegeln Sie sie an Ort und Stelle.
6. Ziehen Sie die 6 Schrauben an der Oberseite des oberen Teils der Belichtungseinrichtung fest, um die Dichtfläche zwischen dem oberen und unteren Bereich einzuschalten.
7. Schließen Sie den oberen Teil der NMR-Belichtungseinrichtung an den Ein- und Auslass der Gasleitung an.
8. Schließen Sie das Thermoelement im oberen Bereich der NMR-Belichtungsvorrichtung an den Temperatursensor an.
9. Wickeln Sie auf Wunsch das Heizband um die Gasleitungen und die oberen Abschnitte der Belichtungseinrichtung, um eine Heizung mit dem jeweiligen Regler zu ermöglichen. Eine Kochplatte kann auch eingebunden werden.
10. Stellen Sie sicher, dass der Belichtungskammerauslass offen ist und das Quellgasventil geschlossen ist, schalten Sie die Vakuumpumpe ein, um Luft von der Belichtungseinrichtung und den zugehörigen Leitungen zu entfernen.
11. Reinigen Sie die Leitungen entweder mit dem gewünschten Gas oder einem inerten, radeln Zwischen Vakuum und atmosphärischem Druck dreimal, um sicherzustellen, dass die Leitungen von Luft geräumt werden.
12. Bereiten Sie die gewünschte Gaszusammensetzung entweder aus 1) einem Hochdruckfördersystem oder 2) einem Durchflusssystem vor, um Dämpfe bei einem bestimmten Druck einzuführen.
    1. Zur Hochdruck- oder Vakuumprobenvorbereitung:
       1. Schließen Sie den Gasauslass der Expositionseinrichtung, und stellen Sie die Gaskrümmerventile ein, um die Flüssigkeitsinjektionsleitung zu umgehen.
       2. Stellen Sie den gewünschten Druck auf die Hochdruckspritzenpumpe des Hochdruckfördersystems ein.
       3. Öffnen Sie die Gasquellenventile an der Hochdruckspritzenpumpe, und führen Sie das Programm auf der Pumpe aus, um den realen Druck im Inneren der Belichtungseinrichtung zu überwachen.
       4. Wenn der gewünschte Druck innerhalb der Belichtungseinrichtung erreicht wird, stoppen Sie die Spritzenpumpe und schließen Sie die Quellgasventile.
       5. Öffnen Sie den NMR-Rotor, indem Sie im Uhrzeigersinn den externen Schraubmechanismus drehen, der an das innere NMR-Kappenbit gekoppelt ist.
       6. Lassen Sie das Gas des gewünschten Drucks in den NMR-Rotor eindringen und ausgleichen.
       7. Versiegeln Sie den NMR-Rotor, indem Sie den externen Schraubmechanismus gegen den Uhrzeigersinn drehen. Ein Sichtfenster hilft bei der Bestimmung, wann der Rotor geschlossen ist.
       8. Drücken Sie das System langsam, indem Sie das Gasauslassventil der Belichtungseinrichtung öffnen.
    2. Zur Vorbereitung von Fließgas- oder Dampfproben:
       1. Stellen Sie sicher, dass der Gasauslass der Expositionseinrichtung geöffnet ist, um Überdruck zu vermeiden.
       2. Stellen Sie den gewünschten Gasdurchfluss auf dem Massenstromregler ein und beginnen Sie den Gasstrom.
       3. Schließen Sie die Flüssigkeitsversorgungsleitung von der Flüssigspritzenpumpe an den Gaskrümmer an.
       4. Stellen Sie die Gaskrümmerventile ein, um den Durchfluss zur Flüssigkeitseinspritzleitung zu ermöglichen.
       5. Stellen Sie den Flüssigkeitsdurchfluss auf der Flüssigspritzenpumpe ein, um den gewünschten Dampfdruck zu erreichen und mit der Flüssigkeitsinjektion zu beginnen.
       6. Öffnen Sie den NMR-Rotor, indem Sie im Uhrzeigersinn den externen Schraubmechanismus drehen, der an das innere NMR-Kappenbit gekoppelt ist.
       7. Lassen Sie das System den gewünschten Gasdrücken im Inneren des NMR-Rotors ausgleichen und den NMR-Rotor wieder versiegeln, indem Sie den externen Schraubenmechanismus gegen den Uhrzeigersinn drehen. Ein Sichtfenster hilft bei der Bestimmung, wann der Rotor geschlossen ist.
       8. Stoppen Sie die Injektion der Flüssigspritzenpumpe und konfigurieren Sie die Ventile so, dass die Flüssigkeitsinjektionsleitung umgangen wird, wodurch die Pumpe vom System getrennt wird.
       9. Stoppen Sie das fließende Gas.
13. Reinigen Sie das System mit einem Inertgas, um potenziell giftige oder brennbare Gase zu entfernen.
14. Stoppen Sie jede Heizung und lassen Sie das System abkühlen.
15. Trennen Sie alle Heizbänder und das Thermoelement.
16. Trennen Sie die Ein- und Auslassgasleitungen.
17. Lösen Sie die 6 Schrauben auf der Oberseite der Belichtungsvorrichtung, um die Dichtung zu beeinträchtigen.
18. Lösen Sie die beiden Spannabschnitte und entfernen Sie sie von der Belichtungsvorrichtung.
19. Heben Sie den oberen Abschnitt vorsichtig nach oben und vom unteren Abschnitt an.
20. Verwenden Sie einen Allenschlüssel, um die Rotorstufe zu lockern und mit der Gewindestange zu zeichnen.
21. Lösen Sie die Mutter auf der Rotorstufe und entfernen Sie den Rotor aus der Gerätekomponente.
22. Wiegen Sie den Rotor, um sicherzustellen, dass die gewünschten Gasmengen vorhanden sind.

4. Durchführung des MAS NMR-Experiments

1. Legen Sie den NMR-Rotor in die NMR-Spule auf der NMR-Sonde.
2. Heben Sie die Sonde in die Magnetbohrung und verriegeln Sie sie an Ort und Stelle.
3. Initiieren Sie das Probenspinnen mit der MAS-Steuerbox und stellen Sie sich an die gewünschte Rotorspinnrate an.
4. Verwenden Sie den Computer, um die Tuning/Match-Sequenz auf dem gewünschten Kanal zu starten.
5. Passen Sie die Tuning-/Match-Einstellungen auf der Sonde an, um die Sondenelektronik zu optimieren.
6. Beenden Sie die Tuning/Match-Sequenz am Computer und richten Sie die gewünschten experimentellen Parameter ein (z. B. Pulsfolge, Experimentarray, Temperatur usw.).
7. Sammeln Sie die MAS NMR-Daten.

Ergebnisse

Der Ausgang des NMR-Spektrometers erfolgt in Form eines freien Induktionszerfalls (FID), das das Zeit-Domänen-Signal der angeregten Spins ist, während sie sich wieder zum thermodynamischen Gleichgewicht entspannen. Eine solche FID ähnelt Abbildung 3. Wenn Fourier sich vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformierte (Frequenz zu PPM durch Gleichung 3, wobei die Differenz absoluter Frequenz und eine Referenz durch die Trägerfrequenz des NMR-Spektrometers geteilt wird), stellt es das ...

Diskussion

Die hier beschriebene Methode zur Durchführung von MAS NMR spektroskopischen Messungen stellt den Stand der Technik für die Durchführung von Hochtemperatur-Hochdruck-MAS NMR dar. Solche Methoden ermöglichen die zuverlässige und reproduzierbare Beobachtung von Wechselwirkungen in Vakuumatmosphären bis zu mehreren hundert bar und bei niedrigen Temperaturen (deutlich unter 0 °C bis 250 °C). Die Fähigkeit, Systeme, die Mischungen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen enthalten, unter flexiblen chemischen Umgebun...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1) Preparation of Solids Samples
Gas maniforld
Gas Mass Flow Controllers
Vacuum Pump
Tube Furnace
Temperature Controller
Thermocouple
Quartz Tube
Isolation Valves
Quartz Wool
2) Loading solid samples into the rotor
Dry glove box
High-temperature, high-pressure NMR rotor
Sample funnel
Sample packing rod
Rotor holder
Analytical Balance
Microsyringe
Rotor cap bit
3) Addition of gases to the rotor
NMR loading chamber
Rotor stage and appropriately sized inserts
Vacuum Pump
Gas maniforld
Gas Mass Flow Controllers
Vacuum Pump
Heating Tape
Temperature Controller
Thermocouple
Allen wrench
Threaded rod
Wrenchs
Pressure Gauge
High-pressure syringe pump
Liquid syringe pump
4) Conducting the NMR experiments
MAS NMR probe
NMR spectrometer
Computer to control the spectrometer