科學(xué)指南針—固體核磁共振技術(shù)應(yīng)用——在電池上的應(yīng)用
固體核磁作為常用測(cè)試之一,但仍有許多同學(xué)不太了解固體核磁測(cè)試的原理及應(yīng)用,本篇文章由科學(xué)指南針科研服務(wù)平臺(tái)給大家介紹固體核磁共振在電池上的應(yīng)用。
近年來(lái),幻角旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)核極化(MAS-DNP)已發(fā)展成為提高固態(tài)核磁共振(ssNMR)光譜學(xué)靈敏度的一種極好的方法,從而能夠表征具有挑戰(zhàn)性的生物和化學(xué)體系。最常見的是,MAS-DNP 是基于使用硝基化合物作為極化劑。在材料科學(xué)中,由于氮氧化物的使用通常將信號(hào)增強(qiáng)限制在材料的表面和次表面層,因此需要采用超極化方法提高表征本體粒子的靈敏度。最近,出現(xiàn)了一種以順磁性金屬離子形式存在的替代物。Tamar等人證明了作為MAS-DNP內(nèi)源性極化劑的Mn(II)摻雜劑在檢測(cè)O-17的天然豐度僅為 0.038%方面的顯著效果[1]。鑒定了在本體微米級(jí)晶體中的不同氧位置,包括電池正極材料 Li4Ti5O12 (LTO)和 Li2ZnTi3O8,以及磷材料 NaCaPO4 和 MgAl2O4,它們都摻雜了 Mn(II)離子。利用密度泛函理論計(jì)算,將共振分配到特定的氧環(huán)境中。根據(jù) Mn(II)摻雜濃度得到了 LTO 中 Li-6 和 Li-7 核的顯著信號(hào)增強(qiáng)因子,分別為 142 和24。進(jìn)一步跟蹤了Li-6、Li-7 LTO共振的變化,并確定了它們作為Mn(II)濃度的函數(shù)的增強(qiáng)因子。結(jié)果表明,順磁性金屬離子摻雜物的MAS-DNP 為探測(cè) O-17 等信息核提供了一種有效的方法,盡管它們的旋磁比很低,豐度可以忽略不計(jì),且沒有同位素富集。
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在最優(yōu)場(chǎng)位置和穩(wěn)態(tài)條件下獲得的 (a) 7Li 和 (b)6Li 的 MAS-DNP 信
號(hào)增強(qiáng)因子作為L(zhǎng)TO中Mn濃度的函數(shù)。文中描述了不同的增強(qiáng)因子[1]。
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