【摘要】 一个典型的胶体纳米颗粒可以被看作是一个纳米晶体配体复合物,其核心是无机单晶,纳米晶体与有机配体单层结合。

固体核磁共振作为常用测试之一,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纳米材料上的应用。

 

一个典型的胶体纳米颗粒可以被看作是一个纳米晶体配体复合物,其核心是无机单晶,纳米晶体与有机配体单层结合。纳米晶体配体配合物的表面化学性质对其本体性质至关重要。然而,破译非周期性和动态的有机-无机夹层的分子图像是一项重大的技术挑战,这妨碍了对其宏观现象的定量认识。在此,孔等人在 Nature Communications 发表的工作,证明了通过综合的固态核磁共振(SSNMR)方法可以精确地定量纳米晶体表面的原子排列和配体与配体之间的相互作用[5]。分析结果表明,正构烷烃的混合配体在CdSe纳米晶上的区域隔离和独特的排列方式使它们的转动自由度不受限制。基于 NMR 衍生配体配位动力学的数学模型成功地预测了混合配体的纳米配体配合物的异常溶解度,比纯配体的纳米配体配合物的溶解度高几个数量级。

 

图 5. 通过混合长配体和短配体来提高溶解度

 

 

图中所示为纳米晶体配体与多态纯配体的配合物,或与多态与己酸盐的

混合配体的配合物。右边:光学图片显示了在氯仿溶剂中纳米配体与纯配

体和纳米配体与混合配体的宏观差异。该小瓶含有在 0.8 mL 氯仿中重

量相等(0.25 g)的纯化样品。混合配体的纳米晶体配体复合物完全分散,

而纯配体的纳米晶体配体复合物沉淀。TEM 测定纳米晶核尺寸为 3.0±

0.2 nm[5]。

 

图 6. 2H 核磁共振谱线和弹性链。

 

 

a . 2 kHz 魔角旋转下亚甲单位的三种不同的动力学模式及相应的 2H

NMR 图谱。这些动态模式可以在不同温度或不同位置(如中间段或自由

端)的烃链中出现。b. 纯配体纳米晶体配体配合物(fHe = 0)和混合配体

纳米晶体配体配合物(fHe = 0.68)的核磁共振谱图。c 根据 2H 反应模

式的反卷积,得到在不同温度下亚甲柔韧性随多态配体变化的直方图。

蓝色、绿色和灰色的条分别代表静态氘、tgg 旋转和锥扩散[5]。

 

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