近日，中科院大連化學物理研究所研究員侯廣進團隊在高場超快魔角旋轉固體核磁共振（NMR）技術應用於材料結構表徵研究中取得新進展。該團隊藉助高場超快1H MAS NMR技術，並結合17O NMR、1H-1H同核、1H-17O異核相關實驗，對富羥基的氧化銦（In2O3）表面結構進行了深入分析，並利用高解析度定量NMR技術研究了羥基的理化性質和催化效能。同時，該研究工作也拓展了高場超快MAS NMR技術在富羥基材料表徵中的應用。相關研究成果發表在《分析化學》上。
羥基是金屬氧化物表面的主要活性位點之一，然而，羥基的光譜表徵非常具有挑戰性，特別是對於一些富羥基表面體系，所獲得譜圖的解析度十分有限，且定量分析過程也比較繁瑣。1H NMR技術得益於NMR對短程結構的高靈敏度、1H的 100%天然丰度和高旋磁比，以及1H易定量分析等優勢，在羥基表徵中展現出較高的優越性。
研究中，該團隊首先借助提高場強和MAS轉速，大幅度提高In2O3奈米顆粒表面羥基訊號的解析度，實現了對9種不同的羥基位點的分辨；再利用17O 3QMAS和1H-17O異核實驗，確定了各類羥基位點分別為2種端羥基、4種雙橋羥基和3種三橋羥基。此外，團隊利用2D 1H-1H SQ-SQ，DQ-SQ和TQ-SQ同核實驗，系統地揭示了在這種複雜的表面環境中，各類羥基之間的空間臨近資訊。最後，團隊還利用1H NMR，定量研究了這些羥基的熱穩定性和CO2活化效能。
該研究將有助於更好地理解In2O3奈米顆粒的表介面微觀結構及催化反應機理。（卜葉）
相關論文資訊：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02759
來源： 中國科學報
