平顶山矿区构造煤傅里叶红外光谱和^(13)C核磁共振研究

利用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振(13C NMR)技术对平顶山矿区不同变形程度构造煤和原生结构煤的分子结构差异进行了分析。红外光谱分析表明,构造煤的生烃潜能('A')和脂肪链长及支链化程度(B)均小于原生结构煤,芳脂比(I)大于原生结构煤,缩合度(DOC)变化不明显;随变形程度的增加,构造煤生烃潜能('A')逐渐减小,缩合度(DOC)逐渐增加。核磁共振分析结果显示,官能团对煤中芳碳率和脂碳率的变化有一定贡献,芳碳区存在显著差异的主控因素为带质子芳碳和桥接芳碳(fH,Ba),脂碳区中的主要影响因素是亚甲基碳(fb2);随变形程度的增加,构造煤中亚甲基碳(fb2)逐渐减小,带质子芳碳和桥接芳碳(fH,Ba)逐渐增加。通过对构造煤化学结构的傅里叶红外光谱和核磁共振分析,进一步揭示了构造煤在煤与瓦斯突出中的作用。

X射线光电子能谱与^(13)C核磁共振在生物质碳表征中的应用

近年来,生物质碳(biochar)作为新型吸附剂被广泛研究。但由于制备biochar的生物质原料和热解温度的不同,使biochar的结构和组成存在差异,从而影响其对污染物的吸附。目前关于biochar的结构和组成的研究还不够全面。因此,结合了能谱与光谱分析的手段,对biochar的结构和组成进行了深入的分析。选取木质类(柳树枝条)和草类(水稻秸秆)作为原料,分别在不同热解温度(300,450和600℃)下制得biochars,并对biochars样品进行元素分析、X射线光电子能谱分析(XPS)和固态13 C核磁共振(13 C NMR)研究,以阐明不同热解温度和生物质来源的biochars的结构和组成。结果显示:biochar的H/C,O/C和(O+N)/C的比值随着热解温度的升高而降低;草类biochar比木质类biochar具有更高的灰分含量和表面极性;木质类biochar的矿物主要分布在样品颗粒内部,其表面被有机质覆盖,而草类biochar部分矿物暴露在样品颗粒表面;13 C NMR显示低温制得的biochar主要由芳香碳、脂肪碳、羧基和羰基碳组成,高温制得的biochar主要由芳香碳组成,且低温制得biochars中,木质类biochars比草类biochars含有更高的木质素的残留碳结构,这是由于木质类biochars原材料中含有更高的木质素。

不同培肥土壤颗粒有机碳的^(13)C核磁共振与红外光谱对比分析（英文）

为明确颗粒有机碳在土壤固碳中的作用机制,对比研究了不同有机培肥土壤颗粒有机碳的结构差异。以单施化肥处理为对照,选择了四种有机物料进行定位培肥试验,利用^(13) C NMR和红外光谱技术对比分析不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响。结果表明:颗粒有机碳以脂肪碳和含氧基团为主,脂化度高于75%,含氧官能团含量高于50%;不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响差异性显著,树叶培肥在提高颗粒有机碳芳香度的同时,亲水性也大幅度提高,比单施化肥处理(对照)提高了0.78%;短期内,牛粪、秸秆和树叶培肥均可提高土壤颗粒有机碳的芳香度,但从长远角度分析,牛粪和秸秆培肥更利于土壤颗粒有机碳的稳定,尤其是秸秆培肥,其颗粒有机碳的芳香度分别比对照和牛粪培肥高0.35%和0.11%,而亲水性远低于二者;红外光谱与核磁分析的结果基本一致,红外光谱可用于大量样品的颗粒有机碳结构初步筛选。

p-NP异构体^(13)C核磁共振碳谱模拟

将一种反映分子局部微环境描述子——原子电性相互作用矢量(Vector of atomic electronegative in-teraction,VAEI)和原子杂化状态指数(Atomic Hybridation State Index,AHSI)用于对位壬基酚(p-NP)异构体的共60个13C-NMR谱建模模拟,应用多元线性回归方法得到定量结构波谱关系(QSSR)模型的复相关系数(RM1)为0.996,标准误差(SDM1)为4.982.采用留一法交互检验的复相关系数(RCV1)为0.994,标准误差(SDCV1)为5.505.随机抽出两部分样本进行检验,得到测试集的复相关系数(Rest1及Rest2)分别为0.996和0.995,标准误差(SDest1及SDest2)分别为5.005和5.322.研究结果表明,使用VAEI和AHSI所建模型具有良好的预测能力和稳定性.

^(13)C-核磁共振谱在鉴定天然产物结构中的应用

本文参考有关文献资料,结合应用核磁共振^(13)C 谱鉴定两个四环二萜类化合物结构的工作,对一些天然化合物,如具有含氧基团的环己烷体系的化合物中,由于其含氧基团的取代情况不同而引起其核磁共振^(13)C 谱各相关碳信号呈现出的规律性变化,进行了较详细的讨论。

利用^(13)C探头测^(27)Al核磁共振谱

对于８０ＭＨｚ的核磁共振仪，１３Ｃ与２７Ａｌ的共振频率差为０．７３８ＭＨｚ。由于１３Ｃ核磁共振谱测定时需要较宽的频带，选择合适的参数，用１３Ｃ１０ｍｍ单探头或１３Ｃ－１Ｈ５ｍｍ双探头都可以测得２７Ａｌ核磁共振谱。当［Ａｌ３＋］＝０．１ｍｏｌ／Ｌ时，对于１３Ｃ１０ｍｍ探头灵敏度为４２，线宽４．８Ｈｚ；对１３Ｃ－１Ｈ５ｍｍ双探头，灵敏度为２４．８，线宽为３．２Ｈｚ。

醛酮类化合物的^(13)C核磁共振波谱模拟

为饱和醛酮类化合物的1 3C核磁共振波谱模拟 .根据该类化合物的特点 ,提取了分子的拓扑特征 ,几何特征及电子特征 .应用变量最优子集回归法进行了变量的选择 ,并用这些变量构造了回归模型 .交叉验证的结果表明 ,所得数学模型比较稳定 。

^(13)C-核磁共振光谱的取代效应在结构测定中的应用

通过应用13 C 核磁共振光谱鉴定贝壳杉烷型二萜类化合物结构的工作 ,结合有关文献资料 ,对一些天然产物 ,如具有含氧基团的环己烷体系的化合物中 ,由于其含氧基团的取代情况不同而引起其13 C

固相萃取法提取典型海水溶解有机质及其红外光谱和固态^(13)C核磁共振表征

由于海水盐度大、有机质含量低,从海水中提取和纯化克级溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)一直十分困难。基于Bond Elut PPL固相萃取小柱法进行海水DOM固体样品提取的放大试验,建立DOM自动化调酸、PPL树脂吸附技术,最后形成提纯、冷冻干燥PPL-DOM(通过PPL树脂提取的DOM)完整工艺。采用元素分析、三维荧光光谱、红外光谱和固态^(13)C核磁共振(NMR)波谱法进行样品表征。结果表明:(1)该方法对近海表层海水DOM回收率稳定在50%以上,搭建的提取装置DOM日吸附量可达230 mg;(2)鳌山湾四个季节批次PPL-DOM整体分析结果表明,样品的元素组成和光谱特征相似,表明方法适用性和稳定性较好;(3)三种水生态环境的PPL-DOM^(13)C NMR谱图显示样品的基本特征相似,以烷基碳、碳水化合物碳、芳香碳和羧基碳/酰胺碳为主,其中偶极去相(dipolar dephasing)谱显示了DOM前体化合物来源的差异。多种结果表明放大后的PPL固相萃取法可稳定提取克级DOM样品。

测试温度对聚苯基缩水甘油醚的^(13)C-核磁共振谱的影响

The solubility of poly(phenyl glycidyl ether)s (PPGEs) depends on the stereoregularity.Different solvents and temperatures (CDCl 3/300 K or TCE d 2/350 K)were used in 13 C\|NMR characterization of these polymers.It was necessary to investigate first the effect of temperature on the 13 C\|NMR spectra of PPGEs.It was found that all the 13 C NMR signals of PPGE were shifted to the lower magnetic field with the increase of the temperature.The temperature sensitivity of the 13 C NMR chemical shifts for different carbon atoms was different.The pendent CH 2 group was most sensitive to the temperature.The change of the 13 C\|NMR chemical shift for the pendent CH 2 group was mainly caused by the temperature change,and the effects of the solvent kind and the stereoregularity of the polymer were of minor importance.The change of temperature did not make any significant influence on the result of the stereoregularity calculation according to the 13 C\|NMR spectra for PPGEs.Utilizing the different temperature sensitivity of 13 C\|NMR signals for different groups,it is possible to separate the overlapped signals by choosing an appropriate temperature.This method was found especially useful in the 13 C\|NMR characterization of complex polymer samples.

应用^(13)C核磁共振波谱分析吐哈盆地干酪根结构变化

吐哈盆地是中国较大的煤系含油气盆地之一,成烃母质大多处于低成熟阶段。为研究油气形成过程中干酪根大分子结构的变化,对盆地侏罗系八道湾组的煤与碳质泥岩干酪根,进行了热解实验,借助于13C核磁共振波谱分析,研究了不同成熟度下干酪根结构的特征与变化。结果表明,随热演化程度的增加,煤与碳质泥岩干酪根中的脂肪族类明显降低、氧接芳碳脱落、芳香结构轻微缩合,在低成熟演化阶段表现尤为明显。脂肪链中亚甲基次甲基含量大于甲基含量,是吐哈盆地轻质低成熟油储量多于低成熟气的主要原因。

长期施用有机肥对黑土胡敏素结构特征的影响-固态^(13)C核磁共振研究

【目的】研究连作玉米农田长期施用有机肥(猪粪)对黑土胡敏素(HM)结构特征的影响,比较不同施肥量和施肥年限间的差异,为阐明HM在土壤肥力上的作用提供理论依据。【方法】以1980年建立的国家黑土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,采集定位12年和25年的3个试验处理(①不施肥CK;②施低量有机肥,施猪粪30t·hm-2·a-1;③施高量有机肥,施猪粪60t·hm-2·a-1)土样,在NaOH-Na4P2O7分离和HF-HCl脱灰处理的基础上,应用固态13C交叉极化魔角自旋核磁共振(13CCPMAS NMR)方法对HM进行结构表征。【结果】与不施肥相比,施用有机肥后HM的有机碳含量增加,烷基C比例增加,烷氧C和芳香C比例下降,烷基C/烷氧C、脂族C/芳香C和疏水C/亲水C比值增加,上述规律性随有机肥施用量的提高和施用年限的延长表现得更加明显。不施肥处理随年限延长,HM的有机碳含量降低,而烷基C、烷氧C和芳香C比例以及烷基C/烷氧C、脂族C/芳香C和疏水C/亲水C比值均表现出与施肥处理相同的变化规律,但其变化幅度小于施肥处理。【结论】长期施用有机肥使土壤HM的结构向着烷基化和疏水性程度增加的方向发展,这对于土壤肥力的保持是有利的。

应用13C核磁共振技术研究土壤有机质化学结构进展

土壤有机质化学结构对准确评价土壤有机质的稳定性及其在土壤中的功能具有重要意义。土壤有机质化学结构的研究方法中,固态13C核磁共振波谱技术(Solid-state 13C-NMR spectroscopy)具有独特优势,对土壤有机质化学结构的解析更贴近真实状态,近年来已取得诸多新进展和新突破。综述了近年来应用13C-NMR测定土壤全土、团聚体和密度组分、腐殖质组分的有机碳化学结构特征,分析了影响化学结构变化的因素。不同气候条件、植被类型、土地利用管理方式、土壤类型、土壤有机碳含量的全土中有机碳化学结构比较相似,均表现为烷氧碳比例最高,其次为烷基碳和芳香碳,羧基羰基碳比例最低。土壤有机碳主要来源于外源植物残体,植物残体化学结构的相似性可能是导致土壤有机碳化学结构相似的主要原因,环境条件、土壤自身属性和微生物活性的差异使土壤有机碳化学结构产生微小差异。土壤颗粒及化学组分间的有机碳分子结构差异较大,大颗粒有机碳中烷氧碳比例最高,小粒径及与矿物颗粒结合的有机碳中烷基碳和羧基羰基碳比例更高,粉黏粒和腐殖酸组分的有机碳化学结构在土壤类型间差异较大。今后的研究重点应更多地关注土壤有机质来源的定量化分析、土壤微生物对土壤有机碳组分和结构稳定性的贡献及调控机制、土壤有机碳稳定性的生物物理化学保护机制、空间大尺度环境因子/土壤生态过程与微观尺度的有机碳化学分子结构的耦合作用机制、跨学科的多种土壤有机碳化学分子结构测定辨识技术等方面的研究。

北沙参的碳-13核磁共振指纹图谱研究

利用统一的方法获得了反映北沙参整体特征的特征提取物。应用超导脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪测定了不同产地北沙参特征提取物的碳-13核磁共振指纹图谱,并采用向量夹角余弦法计算了该指纹图谱的相似度。研究结果表明,不同北沙参提取物的碳-13核磁共振指纹图谱显示北沙参包含多种成分的共振峰,其特征有效成分的特征共振峰有很高的重现性和较高的特征性。通过北沙参提取物的碳-13核磁共振指纹图谱及其特征区域的共振峰的有效结合,可以做为北沙参真伪鉴别的依据。

^(13)C固体核磁共振法测定CH_4-THF二元水合物的微观结构特征

认识天然气水合物的微观结构特征对于研究其形成机理和储运技术具有重要的意义。为此,采用^(13)C固体核磁共振(SSNMR)技术分析了四氢呋喃(THF)水合物和CH_4—THF二元水合物的笼型结构特征,确定了后者的结构类型和客体分子分布特征,并获得了后者客体分子的笼占有率和水合指数。实验结果表明:①纯THF水合物的2个共振谱峰的化学位移分别为668.3和δ26.1,其THF分子填充在Ⅱ型水合物大笼(5^(12)6~4)中;②CH_4—THF二元水合物和纯THF水合物一样,同为Ⅱ型结构,其THF分子仅填充在大笼(5^(12)6~4)中,笼占有率为0.994 8,而CH_4分子仅占据小笼(5^(12)),笼占有率较低,仅为0.482 5;③由于CH_4分子填充率较低,二元水合物的水合指数为8.67,明显大干理想值(5.67),水合物储气量较小;④CH_4—THF二元水合物中客体分子笼占有率的大小与水合物的生成条件(温度、压力)及制备方法(反应状态、时间等)有关,改变水合物的形成条件,在一定程度上可以调节笼型水合物客体分子的笼占有率,从而提高水合物的储气密度。

脲醛树脂胶粘剂^(13)C核磁共振分析

采用常规化学分析和13C核磁共振相结合的方法,分析研究了脲醛树脂胶粘剂性能与结构的关系。结果表明:在摩尔配比F:U=1.2:1时,粘度越高,游离尿素的含量越低,羟甲基的含量越低,游离甲醛含量降低; 树脂产品的粘度低,聚合度也低,羟甲基的含量偏高,粘接性能下降,同时游离甲醛含量上升,而适量苯酚的添加可改善树脂结构,是一种优化树脂的途径。当增大摩尔配比到F:U=1.4:1时,尿素含量下降,游离甲醛含量上升。因此,摩尔配比的选择在很大程度上影响脲醛树脂的性能。

用^(13)C-核磁共振方法研究有机肥料对胡敏酸结构特征的影响

通过在棕壤上进行的田间试验和模拟试验，研究了施用有机肥料对土壤胡敏酸（ＨＡ）１３Ｃ－ 核磁共振（ＮＭＲ）波谱的影响。结果表明，施用有机肥料能使ＨＡ 的碳骨架发生规律性的变化。一般表现为芳香碳（Ａｒ—Ｃ） 和羰基碳（ Ｃ Ｏ） 含量减少；而烷基碳（Ｒ—Ｃ） 和烷氧碳（ＲＯ—Ｃ） 的含量增加。从而导致ＨＡ 的脂族化。研究还表明，文中所建立的土壤ＨＡ 溶液的１３Ｃ－ ＮＭＲ 方法，用于相对比较土壤有机培肥后ＨＡ 结构特征的变化规律是可行的。

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩干酪根^(13)C核磁共振研究

柴达木盆地北缘是柴达木盆地三大油气区之一 ,其源岩为早、中侏罗世煤系地层。烃源岩有机质类型以Ⅲ1型和Ⅱ型干酪根为主 ,Ⅰ2 型干酪根仅在局部地区有分布。通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中不同类型干酪根的13 C核磁共振研究 ,指出了研究区Ⅰ2 、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的化学结构特征以及化学结构中“芳构碳”、“油潜力碳”与“气潜力碳”的相对含量 ,据此从定量分析的角度对不同类型干酪根的生油气贡献作了评价。Ⅰ2 、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的生烃能力依次减弱 ,对生油的贡献也依次减弱 ,且生成油气的比例不同 ,Ⅰ2 、Ⅱ型干酪根以生油为主 ,Ⅲ1型干酪根则以生气为主。

“I-214杨”心材、边材木质素的红外光谱、质子和碳-13核磁共振波谱特征研究

对从杨树心、边材提取的磨木木质素进行了元素分析和红外光谱 ( FTIR)、质子和碳 - 13核磁共振波谱 ( 1H、13 C NMR)等化学特征研究。研究结果表明 :杨树心、边材木质素的经验式分别为C9H7.16O2 .3 8( OCH3 ) 1.99和 C9H8.6 1O2 .73 ( OCH3 ) 1.3 3 。心材木质素甲氧基含量 2 8.16% ,比边材高8.73 %。两种木质素均具有典型阔叶材的特征 ,化学结构类型基本一致 ,碳骨架结构基本相同 。

两个特殊骨架的C_(20)-二萜生物碱的全部~1H(^(13)C)核磁共振信号指定

两个具有特殊骨架的C_(20)-二萜生物碱北乌灵(kusnezoline)和峨翠灵(omeieline)分别分自中国特产毛茛科植物北草乌(Aconitum kusnezoffii Pritz)、彭州岩乌头(A.racemulosum var.pengzhouense)和峨嵋翠雀花(Delphinium omeiense W.T.Wang).应用2D NMR技术(~1H-~1H COSY,HMQC,HMBC,NOESY)全面归属了这两个生物碱的~1H和^(13)C信号的化学位移。