仪器分析大作业选编.ppt

核磁共振技术（NMR）在石油化工中的运用 Outline 石油原料的劣质化以及加工发展趋势 石油以及石油化工对当今世界的重要性 核磁共振技术简介 固体核磁简介 核磁共振技术技术的运用 总结以及展望 Outline 石油以及石油化工对当今世界的重要性 石油原料的劣质化以及加工发展趋势 核磁共振技术简介 固体核磁 核磁共振技术技术的运用 总结以及展望 石油以及石油化工的重要性 1.石油化工是材料工业的支柱之一 金属、无机非金属材料和高分子合成材料被称为三大材料。而高分子合成材料正越来越多地取代金属，成为现代社会使用的重要材料。同时还提供了绝大多数有机化工原料 石油以及石油化工的重要性 2.石油化工促进了农业的发展 农业是国民经济的基础产业。石油化工提供的氮肥占化肥总量的80％，农用塑料薄膜的推广使用，加上农药的合理使用以及大量农业机械所需各类燃料都极大表现了石油化工的重要性。 石油以及石油化工的重要性 3.各工业部门离不开石化产品 现代交通工业、金属加工、各类机械金属、建材工业、轻工、纺织工业、高速发展的电子工业以及诸多的高新技术产业都对石化行业产生了极大的依赖性。 石油以及石油化工的重要性 4.石油化工也具有价值高昂的经济效益 一吨原油转化为石油化工产品后可增值100倍 Outline 石油以及石油化工对当今世界的重要性 石油原料的劣质化以及加工发展趋势 核磁共振技术简介 固体核磁 核磁共振技术技术的运用 总结以及展望 石油劣质化以及加工发展趋势 随着世界范围内的石油消耗的大范围增加，石油资源日益枯竭，石油越来越劣质化对炼油工业提出了严峻的考验 怎么办？ 石油劣质化以及加工发展趋势 开发新型更加高效的催化剂 石油劣质化以及加工发展趋势 而核磁共振技术可以有效用于油品检测以及催化剂的性能评估，广泛用于石油化工行业。 那什么是核磁共振技术呢？ 核磁共振技术简介 用一定频率电磁波对样品进行照射，就可使特定结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录发生共振时的信号位置和强度，就得到NMR谱。 核磁共振技术简介 核磁共振技术简介 共振信号位置反映样品的分子局部结构（例如官能团，分子构象等）；信号强度反映有关原子核在样品中存在的量。 目前，在常用的磁场强度下测量NMR所需的照射电磁波落在射频区(60-800MHz)。 脉冲傅里叶变换NMR仪 核磁共振技术简介 NMR测试范围：溶液、固体、半固体状态的材料。 固体高分辨率NMR技术可以方便地用来研究固体材料的化学组成、形态、构型、构象及动力学。 NMR成像技术可以直接观察材料内部的缺陷。 核磁共振技术简介 核磁共振技术简介 两种取向不同的核产生的磁场分别与外磁场相互作用, 产生拉摩尔进动，进动频率 0； 角速度0； 旋磁比，是各种核的特征常数，各种核有它的固定数值； H0外磁场强度； 两种进动取向不同的氢核之间的能级差：E= 2H0 （磁矩） 核磁共振技术简介 共振条件 (1) 核有自旋(磁性核) (2) 外磁场，能级裂分； (3) 照射频率与外磁场的比值0 / H0 =  / (2 ) 共振条件： 0 =  H0 / (2 ) （1）同一种核 ，磁旋比 为定值， H0变，射频频率0变。 （2）不同原子核，磁旋比 不同，H0和0 至少之一不同。 讨论： 核磁共振技术简介 核磁共振技术简介 屏蔽效应与化学位移 屏蔽效应 理想化的、裸露的氢核；满足共振条件： 0 =  H0 / (2 ) 产生单一的吸收峰； 核磁共振技术简介 在分子中，磁性核外有电子包围，电子在外部磁场垂直的平面上环流，会产生与外部磁场方向相反的感应磁场。因此使氢核实际“感受”到的磁场强度要比外加磁场的强度稍弱。 H=（1-  ）H0 ：屏蔽常数。  越大，屏蔽效应越大。 0 = [ / (2 ) ]（1-  ）H0 电子的屏蔽作用 核磁共振技术简介 屏蔽作用: 把核周围的电子对抗外加磁场强度 所起的作用。 同类核在分子内或分子间所处化学环境不同，核外电子云的分布也不同，因而屏蔽作用也不同。 质子周围的电子云密度越高，屏蔽效应越大，即在较高的磁场强度处发生核磁共振，反之，屏蔽效应越小，即在较低的磁场强度处发生核磁共振。 核磁共振技术简介 低场 H0 高场 屏蔽效应小