6
當(dāng)前位置：賽默飛測量控制與材料鑒別>>技術(shù)文章>>核磁共振波譜儀的原理和適用范圍說明
核磁共振波譜儀的原理和適用范圍說明
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。