黃良平臺灣大學：化學研究所朱健志2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51736我們利用雙量子過濾(Double Quantum Filtered NMR, DQF)核磁共振光譜及T1反轉回覆(Inversion Recovery)光譜，研究不同量的D2O吸附在不同孔徑大小的MCM-41裡的運動及相變行為。由於系統中的殘餘四極作用，使用DQF技術可特別針對吸附位置上的D2O分子作分析。我們發現在235 K以下會存在有液-液相變(liquid-liquid phase transition)行為，意味著有弱-強轉移(“fragile-to-strong” transition)的現象產生。另外其相變溫度及運動相關時間會隨著D2O比例及其孔徑大小而有所變化，甚至發現D2O吸附於最小孔徑的樣品內時於215 K~290 K之間會存在Arrhenius行為。上述現象可歸因於在侷限空間中，氫鍵結構與巨觀水分子體系結構受到扭曲或者受到破壞而有所不同的結果。第一章 緒論…………………………………………………………1 1.1 核磁共振的發展及其重要性……………………………………1 1.2 雙量子過濾核磁共振光譜學的發展和其重要性………………2 1.3 研究目的…………………………………………………………3 1.4 參考文獻…………………………………………………………4 第二章 核磁共振基本原理…………………………………………5 2.1 基本觀念…………………………………………………………5 2.1.1 The semi-classical description ……………………5 2.1.1.1 共振條件及射頻場作用……………………………………7 2.1.2 密度算符………………………………………………………9 2.1.2.1 密度算符隨時間的演化……………………………………11 2.1.2.2 不可約張量算符……..……………………………………13 2.1.2.3 狀態多極(state multipole) ……………………………15 2.1.3 核磁共振實驗…………………………………………………16 2.2 弛豫(Relaxation)………………………………………………18 2.2.1 縱向弛豫(longitudinal relaxation) ……………………18 2.2.2.1 反轉回覆實驗(Inversion Recovery Method) …………19 2.2.2 橫向弛豫(transverse relaxation) ………………………20 2.1.2.1 自旋迴響實驗(spin echo) ………………………………21 2.2.3 Bloch equations ……………………………………………22 2.2.4 運動相關時間和弛豫時間的關係……………………………23 2.2.5 Redfield 弛豫理論 …………………………………………24 2.2.6四極弛豫(Quadrupolar relaxation) ………………………25 2.3 參考文獻…………………………………………………………27 第三章 中孔洞材料MCM-41…………………………………………29 3.1 中孔洞沸石M41S簡介……………………………………………29 3.2 界面活性劑的介紹………………………………………………31 3.2.1 分子結構………………………………………………………31 3.2.2 界面活性劑的種類……………………………………………31 3.2.3 微胞……………………………………………………………32 3.2.4 微胞聚集體的型態……………………………………………34 3.3 MCM-41的形成機制………………………………………………36 3.4 參考文獻…………………………………………………………40 第四章 過冷水動力學之研究………………………………………42 4.1 前言………………………………………………………………42 4.2 理論部分…………………………………………………………48 4.2.1 殘餘四極作用力下的弛豫方程式……………………………48 4.2.2 三位置交換模型………………………………………………48 4.2.3 快速運動區域的光譜密度……………………………………52 4.2.4 慢速運動區域的光譜密度及殘餘四極交互作用……………53 4.2.5 光譜模擬………………………………………………………55 4.3 實驗部分…………………………………………………………57 4.3.1 藥品……………………………………………………………57 4.3.2 MCM-41樣品置備………………………………………………57 4.3.3 D2O吸附於MCM-41樣品置備 …………………………………58 4.3.4 產物鑑定………………………………………………………60 4.3.5 核磁共振實驗…………………………………………………63 4.4 實驗結果…………………………………………………………64 4.4.1 MCM-41鑑定結果………………………………………………64 4.4.2 2H NMR實驗結果………………………………………………68 4.5 分析與討論………………………………………………………77 4.6 總結………………………………………………………………86 4.7 參考文獻…………………………………………………………87 附錄……………………………………………………………………892558122 bytesapplication/pdfen-US雙量子過濾核詞共振光譜MCM-41侷限水動力學相變行為Double-Quantum-Filtered NMRconfined-water dynamicsphase transitionthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51736/1/ntu-94-R92223053-1.pdf