金属酸化物系固体触媒の表面構造解析のための高磁場固体DNP-NMR技術開発

开发用于金属氧化物固体催化剂表面结构分析的高磁场固态DNP-NMR技术

• 批准号: 20K15319
• 负责人: 永島 裕樹
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15319/
• 关键词: 固体NMR; DNP-NMR; 金属酸化物; 固体触媒; 固体DNP-NMR; 表面構造解析; パルスシーケンス開発

フランスの高磁場固体DNP-NMR装置を利用し、実験を実施する計画だったが、コロナウィルスの状況により、海外出張による実験ができなくなってしまった。このため、研究計画を大幅に変更する必要が生じた。本年度においても国内において研究を進めた。D-RINEPT-MQMAS-QCPMGパルスシーケンスの開発を達成し、様々な試料への応用を進めた。基本的には金属酸化物系の固体触媒の表面構造解析への応用を検討したが、コンクリート材料などにも構造解析として応用可能なことがわかった。17O核の測定が有効であるが、本測定を実施するために17O同位体ラベルの方法を検討する必要がある。解析対象の試料によって17O同位体ラベルの方法が異なるため、各種17O同位体ラベルの方法を構築して、本手法と組み合わせることで非常に有効な解析手法となり得る。17O同位体ラベルの方法は試料の種類によって最適な方法が異なる。現在、メカノケミカル法、スラリー法、酸素ガス法の３つの手法を構築することを目指して取り組んでいる。メカノケミカル法では構造をなるべく維持したまま同位体ラベルを実施するために、現在、粉砕ジャーやボールの材質を変えて検討を行っている。また、1H-Xの２次元相関実験法のパルスシーケンス(D-RINEPT-FSLG-QCPMG)を構築することができた。例えば、1H-17O、あるいは他の1Hと四極子核の二次元相関スペクトルの情報は、特定の試料の構造解析において有用である。

原计划在法国使用高场固态DNP-NMR装置进行实验，但由于冠状病毒的情况，不再可能通过出国旅行进行实验。这需要对研究计划进行重大改变。今年，我们继续在日本进行研究。我们完成了D-RINEPT-MQMAS-QCPMG脉冲序列的开发，并继续将其应用于各种样品。基本上，我们研究了金属氧化物基固体催化剂在表面结构分析中的应用，但我们发现它也可以应用于混凝土材料的结构分析。 17O 原子核的测量是有效的，但为了进行该测量，有必要考虑 17O 同位素标记的方法。由于 17O 同位素标记方法根据待分析样品的不同而不同，因此建立各种 17O 同位素标记方法并将其与本方法相结合可以成为一种非常有效的分析方法。 17O 同位素标记的最佳方法因样品类型而异。目前，我们正在开发三种方法：机械化学法、浆料法和氧气法。在机械化学方法中，我们目前正在考虑改变研磨罐和球的材料，以便在尽可能保留结构的同时进行同位素标记。此外，我们还能够构建用于1H-X二维相关实验方法的脉冲序列（D-RINEPT-FSLG-QCPMG）。例如，1H-17O 或其他 1H 和四极核的二维相关谱信息可用于特定样品的结构分析。

项目成果

Insights into chemical reactions of graphitic carbon nitride with alkali halides

• DOI: 10.1088/2515-7655/aca934
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Journal of Physics: Energy
• 作者: K. Akaike;Ayako Hosokai;K. Tajima;H. Akiyama;H. Nagashima

Chemical reactions of graphitic carbon nitride films with glass surfaces and their impact on photocatalytic activity

石墨氮化碳薄膜与玻璃表面的化学反应及其对光催化活性的影响

• DOI: 10.1039/d2cp01677j
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Akaike Kouki;Hosokai Ayako;Nagashima Hiroki;Wei Qingshuo;Hosokai Takuya
• 通讯作者: Hosokai Takuya

DNP-enhanced MQMAS experiment using D-RINEPT transfer

使用 D-RINEPT 传输的 DNP 增强 MQMAS 实验

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroki Nagashima;Julien Trebosc;Jennifer S. Gomez;Olivier Lafon;Jean-Paul Amoureux
• 通讯作者: Jean-Paul Amoureux

DNP-SENS of Metal Oxides and Sulfides

金属氧化物和硫化物的 DNP-SENS

• 发表时间: 2022
• 作者: Kasamatsu Yoshitaka;Kondo Narumi;Nakamura Kouhei;Kuboki Yuki;Ninomiya Hidemi;Shigekawa Yudai;Watanabe Eisuke;Yasuda Yuki;Toyomura Keigo;Nagase Masahiro;Yokokita Takuya;Komori Yukiko;Haba Hiromitsu;Yoshimura Takashi;Itabashi Hideyuki;Shinohara Atsushi;永島 裕樹
• 通讯作者: 永島 裕樹

Observation of Low-g Quadrupolar Nuclei by DNP-NMR Spectroscopy

通过 DNP-NMR 波谱观察低 g 四极核

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木康介;仲野春香;島津佑輔;平井祥世;松本 歩;八重真治;甲田優太;Hiroki Nagashima
• 通讯作者: Hiroki Nagashima