分析仪器

核磁共振波谱法(Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)

  核磁共振波谱法是一种通过核磁共振技术来获取分子结构信息的波谱分析技术。当核磁矩不为零的原子核在外加磁场中受到电磁波的激励时,发生原子核能级间的共振跃迁,从而产生核磁共振信号。核磁共振波谱可以提供分子中化学官能团的数目和种类等信息,是对各种有机物和无机物的成分、结构进行定性分析的强有力工具。

图1 核磁共振谱仪

  NMR波谱按照测定对象分类可分为:1H-NMR谱(测定对象为氢原子核)、13C-NMR谱及氟谱、磷谱、氮谱等。有机化合物、高分子材料都主要由碳氢组成,所以在材料结构与性能研究中,以1H谱和13C谱应用最为广泛,分别称为氢核磁共振谱(1H NMR)和碳核磁共振谱(13C NMR)。
  由氢谱可以得到分子中氢原子的类型、数目和所处化学环境等信息,由碳谱可以得到分子中碳原子的骨架信息。解析氢谱时根据化学位移鉴定基团;由耦合分裂峰数、偶合常数确定基团联结关系;根据各峰积分面积定出各基团质子比。

图2 聚苯乙烯的1H-NMR图

  在聚合物研究中核磁共振波谱可用于分析产物和中间体的结构、研究聚合反应机理、分析高聚物序列结构、未知高分子的定性鉴别、机械及物理性能分析等。
  图1为核磁共振谱仪,图2为原子转移自由基聚合实验中所合成的聚苯乙烯的1H-NMR图。