核磁共振波谱在木材改性中的应用

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1、得分：_______南京林业大学研究生课程论文2012～2013学年第二学期题目：核磁共振波谱在木材改性中的应用学院：木材工业学院专业：木材科学与技术学号：3120293学生姓名：朱莉娜任课教师：张彩华二O一三年六月7核磁共振波谱在木材改性中的应用朱莉娜（南京林业大学木材工业学院，江苏南京210037）摘要:对于竹木材我们要对其进行改性提高质量以及使用范围。在实验过程中，使用各种仪器分析改性结果。本文主要介绍核磁共振波谱法的原理，实验方法以及其在木材工业中的应用。关键词:核磁共振波谱法；基本原理；应用ApplicationofNMRi

2、nwoodmodificationAbstract:Forbambootimberwewanttobemodifiedtoimprovethequalityandscopeofuse.Duringtheexperiment,usingavarietyofinstrumentalanalysismodifiedtheresults.Thispaperdescribestheprinciplesofnuclearmagneticresonancespectroscopy,experimentalmethodsandtheirapplica

3、tioninthewoodindustry.Keywords:Nuclearmagneticresonancespectroscopy;basicprinciples;Application我国人工林发展迅速，蓄积量位居世界第一，但由于人工林树木存在密度低、尺寸稳定性和耐久性差等天然缺陷，其使用范围和附加值受到了严重影响。对人工林木材进行浸渍、乙酰化、高温热处理、压缩弯曲、漂白、染色、微波或者液化等物理化学改性处理，不但可以克服其天然缺陷，还可以提高其使用范围和附加值。判断木材改性效果需要借助一定的分析方法。可以通过光学分析法，如原子

4、吸收光谱法，红外光谱分析以及紫外等分析方法，以及色谱分析，电化学分析，热分析等[1]。本文主要介绍核磁共振波谱法（NMR）在木材中的应用。核磁共振波谱与质谱、色谱等相比有许多优点：既能够直观地反应分子结构，又能使样品不受损伤，并且不受样品极性和挥发性的影响。1核磁共振的基本原理以及应用1.1核磁共振的基本原理原子核磁性的大小一般用磁矩μ表示，μ具有方向性，μ=νhI,h是普朗克常数，I为自旋量子数，简称自旋。旋磁比ν实际上是原子核磁性大小的度量，ν值大表示原子核的磁性强，反之亦然。在天然同位素中，以氢原子核(质子)的ν值最大(42.6

5、MHz/T)，因此检测灵敏度最高，这也是质子首先被选择为NMR研究对象的重要原因之一。当把有磁矩的核(I≠0)置于某磁场中，该原子核在磁场的行为就好似陀螺的运动——拉莫尔进动，其频率由下式决定：ω=2πν，式中ω为角频率，ν为拉莫尔进动频率。当外加射频场的频率与原子核的拉莫尔频率相等时，处于低能态的核便吸收射频能，从低能态跃迁到高能态——即发生核磁共振现象。没有自旋的原子核(I=0)没有磁矩，这类核观察不到7NMR信号，如12C，16O，32S等，I=12的原子核是NMR中研究得最多的核，如：1H，13C，19F，15N，29Si，3

6、1P等[2]。1.2核磁共振的应用1.2.1在分子结构的测定中的应用核磁共振技术是测定分子结构的有效工具，现在已经测定了万余种有机化合物的核磁共振图。对分子结构的测定,包括对有机化合物绝对构型的测定和对复杂化合物结构的解析。应用核磁共振技术测定有机化合物的绝对构型,主要是测定R和(或)S手性试剂与底物反应的产物的1H或13CNMR化学位移数据，得到△值与模型比较来推断底物手性中心的绝对构型。有的情况下，我们要做更多的谱才能确定一个分子的结构，包括:有氢谱、碳谱、极化转移谱；氢-氢化学位移相关谱、碳-氢化学转移相关谱、远程化学位移相关谱

7、以及J-分解谱等。对复杂化合物结构解析是核磁共振技术最为主要的应用。1.2.2在定量分析和分子量测定中的应用核磁共振谱峰的面积(积分高度)正比于相应质子数，这不仅用于结构的分析中，同样可用于定量分析。用NMR定量分析的最大优点就是不需要引进任何校正因子或绘制工作，NMR可以用于多组分混合物分析、元素的分析、有机物中活泼氢及重氢试剂的分析等。1.2.3在高分子化学中的应用聚合物固体宽谱线NMR可以提供有关结晶度、聚合物取向、玻璃化温度(T)等有关信息。还可以通过研究聚合反应过程NMR谱线宽度的变化，了解反应过程中正在生长聚合物链的活动度

8、变化，从而获得有关聚合反应动力学方面的信息。聚合物液体高分辨NMR可以提供聚合物的信息有:①聚合物类型的鉴定；②有关聚合物链的异构化信息；③通过13C-NMR谱可以分别研究其不同单元组的序列分布、交替度和不同反应条件下聚