核磁共振联合电化学及流动装置原位跟踪化学反应研究

论文摘要

对化学反应过程的监控,在反应机理研究中显得尤为重要。将核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)波谱技术与电化学结合,应用于化学反应过程的研究中,进行原位实验,可以实现对化学反应产物的实时检测,进而研究反应机理。同时,相较于一维NMR谱图,二维谱改善了谱峰重叠的现象,提高谱图分辨能力。但常规二维高分辨NMR谱采样时间较长,对一些速率较快的反应,无法对其反应过程进行有效的监控。而基于空间编码的超快速采样新技术只需单次扫描即可获得二维或多维谱数据,极大地缩短了实验时间,有利于反应过程的监控。利用电化学与自动进样装置结合核磁共振波波谱技术,进行电化学反应的过程监控,并进一步测试反应的条件与改进反应的装置等,来获取反应物随时间变化的反应中间产物的一维NMR谱图及二维谱,通过对高分辨NMR一维以及二维谱图信号的分析,进一步推断在不同的溶液环境下反应物的不同可能的反应机制,来实现对化学反应机理的研究。主要研究内容如下:一、本研究中,我们使用导电玻璃负载碳载铂作为工作电极,对葡萄糖进行电催化氧化。此外,我们还通过改变该电极作用下的溶液环境,包括组分配比、电压大小、pH调节、催化剂的量等在内的多因素对葡萄糖电催化氧化的影响,来对葡萄糖电催化氧化机理进行研究。二、我们设计了一种多通道的流动系统,并将该系统面向一类主客体相互作用,以环糊精(Cyclodextrin,CD)衍生物作为主体,二茂铁(Ferrocene,Fc)衍生物为客体,利用电场调控Fc价态以控制其与CD的相互作用,利用超快速NMR多维谱监控反应过程,在线研究其相互作用在超快速NOESY谱中的有效信息;捕捉反应中间体,为研究反应机理与动力学过程提供有益信息。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
•   1.1 核磁共振原理及其发展概况
•   1.2 液相核磁共振联用技术
•   1.3 主客体化学与超快速二维NMR技术
•     1.3.1 主客体化学研究背景及意义
•     1.3.2 超快速二维NMR技术
•   1.4 研究意义及思路
• 第二章 原位EC-NMR技术对葡萄糖电化学氧化机理的研究
•   2.1 引言
•   2.2 主要实验药品与仪器
•     2.2.1 主要实验药品
•     2.2.2 实验装置
•   2.3 实验部分
•     2.3.1 导电玻璃的预处理
•     2.3.2 Pt/C/ITO工作电极的制备
•     2.3.3 Au/PAn/ITO工作电极的制备
•     2.3.4 测试方法
•   2.4 结果与讨论
• 1H NMR谱'>    2.4.1¹H NMR谱
• 13C谱'>    2.4.2 COSY与¹³C谱
•   2.5 本章小结
• 第三章 超快速二维采样联合液相流动装置对主客体作用的研究
•   3.1 引言
•   3.2 主要实验药品与仪器
•     3.2.1 实验药品与仪器
•     3.2.2 实验装置
•   3.3 β-环糊精与二茂铁主客体相互作用的动力学过程研究
•     3.3.1 溶剂的选择
•     3.3.2 测试方法
•   3.4 结果与讨论
•     3.4.1 常规实验
•     3.4.2 静态超快速NOESY实验
•     3.4.3 α、β、γ-环糊精与二茂铁的主客体作用
•     3.4.4 动态超快速NOESY实验
•   3.5 本章小结
• 第四章 总结和展望
•   4.1 本文总结
•   4.2 展望
• 参考文献
• 科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李伦辉

导师: 曹烁晖

关键词: 核磁共振,流动装置,电化学

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 厦门大学

基金: 国家自然科学基金(11761141010,21505109)

分类号: O482.532

DOI: 10.27424/d.cnki.gxmdu.2019.000139

总页数: 79

文件大小: 7424K