精密測量院擁有兩個國家重點實驗室,一個國家大型科學儀器中心,一個國家臺站網等4個國家級平臺,各類省部級重點平臺基地20余個。 現有職工600余人,其中院士4人、杰青13人,各類國家、科學院、省部級人才占比60%以上。2017年至今,在精密測量領域承擔了數十項重大重點項目,其中,國家戰(zhàn)略先導專項(2.5億元)1項、重點研發(fā)計劃12項、各類重大儀器研制專項10余項。精密探測技術和儀器已成為精密測量院滿足國家需求和社會經濟發(fā)展的優(yōu)勢領域方向。 ...
中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院(以下簡稱精密測量院)是由中國科學院武漢物理與數學研究所(始建于1958年)、中國科學院測量與地球物理研究所(始建于1957年)融合組建而成,是湖北省首個中國科學院創(chuàng)新研究院。 回望來時路,崢嶸六十載。在方俊、王天眷、張承修、李鈞、李國平、丁夏畦、許厚澤、葉朝輝等老一輩科學家的帶領下,精密測量院歷經幾代科技工作者的辛勤努力和開拓創(chuàng)新,解決了一系列事關國家全局的重...
近日,精密測量院徐君和鄧風研究團隊在γ-Al2O3微觀結構研究方面取得重要進展,利用35.2 T的超高強磁場,結合所發(fā)展的先進二維固體NMR譜學方法揭示了γ-Al2O3表面和體相中氧物種的結構及其空間關聯。相關研究結果發(fā)表在國際期刊 《自然.通訊》(Nature Communications)上。
γ-Al2O3是一種十分重要的催化劑和催化劑載體,目前被廣泛應用于乙醇脫水、丙烷脫氫、異構化、烷基化和催化裂化等工業(yè)催化過程中。γ-Al2O3上氧原子的形態(tài)(如羥基或缺陷)和配位狀態(tài)影響其局部環(huán)境和表面性質(酸堿性),進而影響其催化性能,因此對氧物種的表征是深入了解其結構和物理化學性質以及進行性能優(yōu)化的基礎。如今17O NMR譜學正逐漸成為表征氧化物材料的一種有效的手段,然而,17O NMR研究常常受到核四極相互作用(I = 5/2)、相對較低的旋磁比(γ = ?5.774 MHz T?1)和極低的17O豐度(0.037%)等多重因素的制約。課題組在前期工作中曾利用動態(tài)核極化表面增強(DNP-SEN)NMR技術結合17O同位素富集方法在γ-Al2O3上獲得了17O NMR信號的兩個數量級的增強,實現了對其表面氧物種的直接觀測(Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20,17218)。盡管同位素富集能夠一定程度上解決17O NMR觀測靈敏度低的問題,然而對各種氧物種空間關聯的NMR觀測仍然是一個巨大的挑戰(zhàn),迄今尚未見報道。
固體NMR譜學的重要特點之一是能夠利用射頻脈沖技術操控特定原子核(nuclei-specific)從原子-分子尺度來探測核間的空間相關(through-space)或鍵連 (through-bond) 結構信息。在該研究工作中,課題組與美國國家強磁場實驗室合作,借助于該實驗室的穩(wěn)態(tài)超高強磁場35.2 T(1.5 GHz)在提升NMR觀測靈敏度和分辨率上的巨大優(yōu)勢,結合課題組前期自主開發(fā)的半整數四極核二維雙量子(DQ-SQ)脈沖實驗方法(J. Magn. Reson. 2009, 200, 251;Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 8657;J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1607),在γ-Al2O3上獲得了第一張二維17O-17O同核雙量子固體NMR相關譜,揭示了不同配位狀態(tài)的氧物種之間空間關聯。同時,研究人員還利用精密測量院的800 MHz(18.8 T)譜儀平臺,通過高速魔角旋轉(MAS,40 kHz)下的氫檢測二維1H-17O異核多量子相關脈沖NMR 實驗,成功區(qū)分γ-Al2O3表面吸附水、羥基以及非羥基(裸氧)物種并獲得它們之間空間臨近的信息,實現了對γ-Al2O3上氧物種結構從體相到表面的高效NMR表征。對氧中心的深入研究將為調控γ-Al2O3的性質和合理設計改進型氧化物催化劑提供了重要依據,該工作也展示了先進NMR譜儀技術和高效NMR脈沖方法相結合在原子-分子尺度挖掘材料微觀結構信息的巨大潛力。
該研究工作得到了國家自然科學基金委、中國科學院以及湖北省科技廳的支持
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-17470-4
γ-Al2O3的二維17O-17O DQ-SQ同核雙量子NMR圖譜以及氧物種的結構模型
科研動態(tài)
精密測量院在氧化鋁催化劑微觀結構研究中取得重要進展
近日,精密測量院徐君和鄧風研究團隊在γ-Al2O3微觀結構研究方面取得重要進展,利用35.2 T的超高強磁場,結合所發(fā)展的先進二維固體NMR譜學方法揭示了γ-Al2O3表面和體相中氧物種的結構及其空間關聯。相關研究結果發(fā)表在國際期刊 《自然.通訊》(Nature Communications)上。
γ-Al2O3是一種十分重要的催化劑和催化劑載體,目前被廣泛應用于乙醇脫水、丙烷脫氫、異構化、烷基化和催化裂化等工業(yè)催化過程中。γ-Al2O3上氧原子的形態(tài)(如羥基或缺陷)和配位狀態(tài)影響其局部環(huán)境和表面性質(酸堿性),進而影響其催化性能,因此對氧物種的表征是深入了解其結構和物理化學性質以及進行性能優(yōu)化的基礎。如今17O NMR譜學正逐漸成為表征氧化物材料的一種有效的手段,然而,17O NMR研究常常受到核四極相互作用(I = 5/2)、相對較低的旋磁比(γ = ?5.774 MHz T?1)和極低的17O豐度(0.037%)等多重因素的制約。課題組在前期工作中曾利用動態(tài)核極化表面增強(DNP-SEN)NMR技術結合17O同位素富集方法在γ-Al2O3上獲得了17O NMR信號的兩個數量級的增強,實現了對其表面氧物種的直接觀測(Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20,17218)。盡管同位素富集能夠一定程度上解決17O NMR觀測靈敏度低的問題,然而對各種氧物種空間關聯的NMR觀測仍然是一個巨大的挑戰(zhàn),迄今尚未見報道。
固體NMR譜學的重要特點之一是能夠利用射頻脈沖技術操控特定原子核(nuclei-specific)從原子-分子尺度來探測核間的空間相關(through-space)或鍵連 (through-bond) 結構信息。在該研究工作中,課題組與美國國家強磁場實驗室合作,借助于該實驗室的穩(wěn)態(tài)超高強磁場35.2 T(1.5 GHz)在提升NMR觀測靈敏度和分辨率上的巨大優(yōu)勢,結合課題組前期自主開發(fā)的半整數四極核二維雙量子(DQ-SQ)脈沖實驗方法(J. Magn. Reson. 2009, 200, 251;Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 8657;J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1607),在γ-Al2O3上獲得了第一張二維17O-17O同核雙量子固體NMR相關譜,揭示了不同配位狀態(tài)的氧物種之間空間關聯。同時,研究人員還利用精密測量院的800 MHz(18.8 T)譜儀平臺,通過高速魔角旋轉(MAS,40 kHz)下的氫檢測二維1H-17O異核多量子相關脈沖NMR 實驗,成功區(qū)分γ-Al2O3表面吸附水、羥基以及非羥基(裸氧)物種并獲得它們之間空間臨近的信息,實現了對γ-Al2O3上氧物種結構從體相到表面的高效NMR表征。對氧中心的深入研究將為調控γ-Al2O3的性質和合理設計改進型氧化物催化劑提供了重要依據,該工作也展示了先進NMR譜儀技術和高效NMR脈沖方法相結合在原子-分子尺度挖掘材料微觀結構信息的巨大潛力。
該研究工作得到了國家自然科學基金委、中國科學院以及湖北省科技廳的支持
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-17470-4
γ-Al2O3的二維17O-17O DQ-SQ同核雙量子NMR圖譜以及氧物種的結構模型