Способ идентификации химических соединений Советский патент 1987 года по МПК G01N24/00 

Изобретение-относится к ядерному квадрупольному резонансу и может быть использовано для анализа материалов с помощью метода ядерного квадруполь- ного резонанса (ЯКР).

Цель - повышение экспрессности способа и возможности однозначного определения химического соединения в многокомпонентном образце.

ночастотная и двухчастотная серии действуют за время периода (время цикла) tj, -i Т (т, - время спин-решеточных релаксаций). Время между одно частотной и двухчастотной сериями t -(3-5) Т.. Время цикла t- определяется числом импульсов п в серии, временем между импульсами 2€ ( С Т) . В случае действия многоимпульсной На многоуровневую квадрупольную СИС-: 10 серии происходит переход вектора на- тему многокомпонентного образца воздай-, магниченности ядерной индукции во ствуют одночастотной многоимпульсной серией импульсов радиочастотного поля с подготовительным импульсом, сдинутым fto фазе на 90°

J90

- (ir - t.

относительно других -сГ), где t - длиJ5

вращающуюся систему координат. При этом возникает незатухающий сигнал ЯКР за счет действия радиочастотных импульсов. Действие насыщающего импульса на смежном переходе приводит к насыщению перехода, изменению разности населенностей уровней, нарушает фазовую когерентность прецессирую- 20 щих спинов во вращающейся системе координат, тем самым уменьшая интенсивность сигнала.

тельность импульса; с - временной интервал между импульсом в серии о : Т (т, - время спин-спиновой релаксации системы); п - номер импульса в серии При совпадении частоты заполнения серии . с частотой одного из переходов квадрупольной системы возникают сигналы ЯКР (в данном случае сигнал эхо) Увеличение отношения сигнал/шум для таких сигналов эхо производится путем накопления сигналов эхо с шумом после каждого импульса. После быстрого обнаружения сигнала ЯКР на час

), . Наличие двух час- принадлежащих одному

тоте , из банка данных ЯКР запрашиваются сведения о возможных химических соединениях, в спектре которых имеется частота тот ЯКР , и 2 ,

химическому соединению, позволяет его идентифицировать Для уточнения значения j на образец воздействуют двухчастотной серией, состоящей из основной многоимпульсной серии одинаковых импульсов с подготовительным импульсом, с инутым Ъо фазе на 90° сительно других на частоте -5

-t))

отно(t ; и насьщающего им- с - ь,

пульса на частоте -Jg на смежном переходе, действующим после первого подготовительного импульса (длительность этого насьщающего импульса f ). При совпадении частоты с частотой ЯКР химического соединения сигнал ЯКР на частоте , изменяется по интенсивности, т.е. наблюдается эффект захвата.

14

в случае спина ЯКР азота N при действии на частоте и (где и - высокочастотный и низко- частотньм квадрупольные переходы) происходит ослабление сигналов. Од

ночастотная и двухчастотная серии действуют за время периода (время цикла) tj, -i Т (т, - время спин-решеточных релаксаций). Время между одно- частотной и двухчастотной сериями t -(3-5) Т.. Время цикла t- определяется числом импульсов п в серии, временем между импульсами 2€ ( С Т) . В случае действия многоимпульсной серии происходит переход вектора на- магниченности ядерной индукции во

вращающуюся систему координат. При этом возникает незатухающий сигнал ЯКР за счет действия радиочастотных импульсов. Действие насыщающего импульса на смежном переходе приводит к насыщению перехода, изменению разности населенностей уровней, нарушает фазовую когерентность прецессирую- щих спинов во вращающейся системе координат, тем самым уменьшая интенсивность сигнала.

Пример. При исследовании смеси азотсодержащих веществ наблюда- лись сигналы ЯКР на частотах , 4,929 МГц, 3,757 МГц, 2,913 МГц, :) 2,347 МГц при 77 К. Диапазон частот ЯКР азотсодержащих соединений 0„5-5 МГц. Полное время поиска сигналов t npHuf 5 кГц и время включения серии через 2 мин составляет 30ч (uf- ширина линии ЯКР) .

Данные частоты принадлежат нитриту натрия NaNO и мочевине CO(NH ). Для поиска конкретного вещества, например NaNO, подвергаем образец воздействию на частоте , 4,929 МГц. При обнаружении сигнсша ЯКР обращаемся к банку данных. Данная-частота ЯКР может входить в спектр двух соединений NaNO и С,Н„ N0. Частоты NaNOj при 77 К 4. 4.,929 МГц, л1 3,757 МГц. В . N0 . 4,930 МГц, 2,6072. Частоты этих соединений попадают в полосу пропускания спектрометра ЯКР. Ширина линии ЯКР достигает несколько килогерц. Для точного определения вещества необходимо пройти весь спектр. Это связано с тем, что в случае смеси соединений их частоты в спектре образуют сложную картину и некоторые частоты спектров других соединерий могут попадать на частоту NaNO,. Поэтому одночастотное обнаружение сигнала на частоте . 3,757 МГц не является указанием на обнаружение NaNO-. Воздействие двухчастотной серии описанной Bbmie при )+ , 5 приво

3f

дит к резкому ослаблению сигнала ЯКР на частоте (эффект захвата). Это позволяет уверенно утверждать, что эти две частоты принадлежат одному соединению.

Использование двз частотного способа идентификации химических соединений позволяет производить быстрое однозначное ; определение конкретного химического соединения по двум частотам ЯКР. В этом случае нет необходимости получения спектра ЯКР во всем диапазоне возможных частот и последующего анализа спектра. Это сокращает время для поиска конкретного химического соединения, имеющего и спектре ЯКР данные две частоты. Данный метод может найти применение в химии, химической промьшшенности, в геологии при анализе многокомпонентных смесей.

Формула изобретения

Способ идентификации химических соединений, включающий поиск одной

Редактор А.Долинич Заказ 1302/44

Составитель С.Варламов

Техред А.Кравчук Корректоре. Черни

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4.

1 4

из линий -5, спектра ЯКР исследуемого образца путем воздействия на него многоимпульсной одночастотной серией радиоимпульсов с подготовительным импульсом, сдвинутым по фазе на 90 относительно последующих, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния экспрессности способа и возможности однозначного определения химичес

кого соединения в многокомпонентном образце, в банке данных ЯКР выбирают химические соединения, спектры которых содержат компоненту на найденной

частоте v, , для каждого из выбранных соединений в банке данных находят вторую частоту -J , связанную общим энергетическим уровнем с -5, , воздействуют на образец высокочастотным полем на частоте в виде серии ра- диоимпульсов и насьпцающим импульсом на частоте в интервале между первым и вторым импульсом указанной серии, и по изменению сигнала ЯКР на частоте , судят о наличии в образце химического соединения с резонансными частотами ЯКР -5, и j .

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет проводить обнаружение химических соединений с помощью метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Сущность изобретения состоит в двухчастотном воздействии на анализируемый твердый материал. Для этого вещество облучают серией радиочастотных импульсов. Сигнал индукции, появляющийся после каждого импульса, многократно суммируется. Точность обнаружения вещества определяется по эффекту захвата, т.е. по изменению амплитуды сигнала индукции при двухчастотном воздействии (воздействии на образец основной многоимпульсной серии, создающей регистрирующий сигнал ЯКР на данной частоте, и насыщающего импульса на другой частоте, действующего в интервале между первым и вторым им- пульсани основной серии). (Л :о о :о ;о