用于碳基能源转化利用研究的高灵敏度原位固体核磁共振技术的发展

The conversion and utilization of carbon based energy involes C-H bond, C-O bond activation and C-C bond coupling reaction. How to develop a more efficient catalyst needs to have an in-depth understanding of the composition, structure and reaction mechanism of the catalyst. Solid-state nuclear magnetic resonance is a powerful tool for studying the structure, reaction mechanism and reaction kinetics of the catalyst at the molecular level. As compared to other spectroscopic characterization techniques, one of the disadvantages of solid-state NMR is the low sensitivity. This project will focus on the development of in situ solid-state NMR techniques with high sensitivity for carbon based energy conversion reactions. On the one hand, sensitivity enhancement techniques including hyperpolarized (HP) 129Xe, parahydrogen induced polarization (PHIP) and dynamic nuclear polarization (DNP) will be established or used. These techniques will be used to study reaction process combined with in situ NMR method . On the other hand, two dimensional solid-state NMR methods and high pressure NMR method also will be developed. All of these new methods will be more efficient and better for the studies of carbon based energy conversion reaction.

碳基能源转化利用反应中涉及C-H键，C-O键的活化以及C-C键耦合反应。如何发展更高效的催化剂需要对催化剂的组成、结构以及反应机理有着深入的理解。固体核磁共振技术是一种在分子水平上研究催化剂结构、反应机理以及反应动力学的有利工具。相比于其他的谱学表征手段，固体核磁共振技术的一个不足是灵敏度较低。本项目将针对发展适用于碳基能源转化反应的高灵敏度原位核磁共振表征技术这一关键科学技术问题展开研究工作。一方面建立灵敏度增强技术（包括超极化129Xe、仲氢诱导极化、动态核极化）并将这些技术与原位核磁共振技术实现联用，另一方面建立适用于碳基能源转化反应的二维固体核磁共振方法，探索发展适合高温高压反应条件下原位表征的核磁共振方法，实现更快、更好的研究催化反应过程。

碳基能源转化利用反应中涉及C-H键，C-O键的活化以及C-C键耦合反应。如何发展更高效 的催化剂需要对催化剂的组成、结构以及反应机理有着深入的理解。固体核磁共振技术是一种 在分子水平上研究催化剂结构、反应机理以及反应动力学的有利工具。相比于其他的谱学表征 手段，固体核磁共振技术的一个不足是灵敏度较低。本项目将针对发展适用于碳基能源转化反 应的高灵敏度原位核磁共振表征技术这一关键科学技术问题展开研究工作。一方面建立灵敏度 增强技术（包括超极化129Xe、动态核极化）并将这些技术与原位核磁共振技 术实现联用，另一方面建立适用于碳基能源转化反应的二维固体核磁共振方法，探索发展适合 高温高压反应条件下原位表征的核磁共振方法，实现更快、更好的研究催化反应过程。