【摘要】 近年来,幻角旋转动态核极化(MAS-DNP)已发展成为提高固态核磁共振(ssNMR)光谱学灵敏度的一种极好的方法,从而能够表征具有挑战性的生物和化学体系。

固体核磁作为常用测试之一,但仍有许多同学不太了解固体核磁测试的原理及应用,本篇文章由科学指南针科研服务平台给大家介绍固体核磁共振在电池上的应用。

近年来,幻角旋转动态核极化(MAS-DNP)已发展成为提高固态核磁共振(ssNMR)光谱学灵敏度的一种极好的方法,从而能够表征具有挑战性的生物和化学体系。最常见的是,MAS-DNP 是基于使用硝基化合物作为极化剂。在材料科学中,由于氮氧化物的使用通常将信号增强限制在材料的表面和次表面层,因此需要采用超极化方法提高表征本体粒子的灵敏度。最近,出现了一种以顺磁性金属离子形式存在的替代物。Tamar等人证明了作为MAS-DNP内源性极化剂的Mn(II)掺杂剂在检测O-17的天然丰度仅为 0.038%方面的显著效果[1]。鉴定了在本体微米级晶体中的不同氧位置,包括电池正极材料 Li4Ti5O12 (LTO)和 Li2ZnTi3O8,以及磷材料 NaCaPO4 和 MgAl2O4,它们都掺杂了 Mn(II)离子。利用密度泛函理论计算,将共振分配到特定的氧环境中。根据 Mn(II)掺杂浓度得到了 LTO 中 Li-6 和 Li-7 核的显著信号增强因子,分别为 142 和24。进一步跟踪了Li-6、Li-7 LTO共振的变化,并确定了它们作为Mn(II)浓度的函数的增强因子。结果表明,顺磁性金属离子掺杂物的MAS-DNP 为探测 O-17 等信息核提供了一种有效的方法,尽管它们的旋磁比很低,丰度可以忽略不计,且没有同位素富集。

 

 

在最优场位置和稳态条件下获得的 (a) 7Li 和 (b)6Li 的 MAS-DNP 信

号增强因子作为LTO中Mn浓度的函数。文中描述了不同的增强因子[1]。

 

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