吸附在材料中的水分子常常會對材料的性能產(chǎn)生很大的影響。研究水分子在材料中吸附機制對于理解材料在吸附水分子前后性能變化的來源常常具有重要意義。本文利用多種先進(jìn)的固體核磁共振技術(shù)對水分子在幾種功能材料非晶結(jié)構(gòu)中的狀態(tài)進(jìn)行了深入研究,具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、研究了多孔COF材料TpPa-1中吸附水分子的位置以及水與COF孔道的相互作用。制備了原生態(tài)TpPa-1樣品和經(jīng)過高壓后TpPa-1樣品。利用二維質(zhì)子（¹H）雙量子-單量子（DQ-SQ）相關(guān)實驗和二維¹H-¹³C異核相關(guān)（HETCOR）實驗等核磁技術(shù)研究了水分子之間的相互作用和水分子與材料表面不同化學(xué)基團之間的相互作用。通過分析對比原生態(tài)樣品和受壓樣品,研究了壓力對樣品吸水機制的影響。結(jié)果表明:原生態(tài)樣品和受壓樣品中吸附的水分子存在于材料中不同的位置:原生態(tài)樣品中吸附的水分子主要位于孔隙中,并且僅與材料的化學(xué)基團較弱地相互作用。相反,受壓樣品中的一部分水分子進(jìn)入TpPa-1材料中層與層之間的空隙中,并與材料的氨基和羰基相互作用。受壓樣品中水分子的重新分布為該類材料在受壓... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

魔角旋轉(zhuǎn)示意圖

2020年華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文21.1.2高功率去耦（high-powerdecoupling）在很多固體有機材料中，如果要實現(xiàn)核磁信號分辨率的提高，通常還需要對核磁信號進(jìn)行高功率去耦。高功率去耦的目的是壓制或去除固體有機材料中富含的1H自旋對觀測核（通常為13C）異核偶極相互作用的影響。以有機高分子為例。在常見的有機高分子，如聚乙烯，尼龍等，中常常含有大量的1H自旋。1H自旋與其他核自旋之間存在強烈的異核偶極相互作用。異核偶極相互作用的存在會導(dǎo)致觀測核，如13C,29Si,31P等，信號大幅增寬，導(dǎo)致分辨率降低。壓制或者消除異核偶極相互作用的一種常用方式是高功率異核去耦。以圖1-2展示的脈沖序列為例。為了增強13C自旋信號的分辨率，可在質(zhì)子通道的頻率上施加一個大功率去耦脈沖。圖1-2具有異核偶極去耦模塊的脈沖序列示意圖1.1.3交叉極化（Cross-Polarization）在非同位素富集的樣品中，稀核13C，29Si等核自旋的自然豐度低，旋磁比γ也較校因此，這類核自旋的信號要遠(yuǎn)低于豐核1H，31P等核自旋的信號。通過常規(guī)直接激發(fā)核自旋的方式采集稀核13C，29Si的信號，常常需要多次累加以獲

2020年華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3得足夠的信號強度。同時，對于稀核13C，29Si來說，其信號弛豫時間常常比較長，在一次信號采集后，需要較長的體系回復(fù)時間才能實現(xiàn)信號的有效累加。對于稀核13C，29Si的信號采集來說，多次累加和較長的體系回復(fù)時間使常規(guī)直接激發(fā)核自旋獲取核磁信號的方式變得非常低效。交叉極化技術(shù)可以有效地提升稀核核磁信號采集的效率。下面以圖1-3的交叉極化序列示意圖來介紹交叉極化實驗的基本過程。在常見的有機樣品中，1H核為豐核。實驗中首先對1H核進(jìn)行激發(fā)，然后在交叉極化（CP）步驟中通過1H-X偶極相互作用將1H的信號傳遞給X核自旋，信號傳遞過程需滿足交叉極化匹配條件：γHBH=γxBx其中，γH和γX分別為1H核和X核的旋磁比，BH和BX分別為交叉極化過程中1H核和X核的射頻場強度。隨后的1H核去耦過程是去除異核偶極相互作用，進(jìn)而提高X核的信號分辨率。在交叉極化脈沖中，1H信號傳遞給X核可以有效提升X核的信號強度。同時，交叉極化實驗的循環(huán)等待時間取決于1H核的弛豫時間。而1H自旋常常具有較短的弛豫時間。所以，交叉極化技術(shù)還大大縮短了采樣循環(huán)等待時間，提高了信號采集效率。圖1-3交叉極化脈沖序列示意圖。該序列的作用是通過1H和X自旋之間的偶極耦合將磁化從樣品中豐富的1H自旋轉(zhuǎn)移到X自旋。


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