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低场核磁共振技术用于温度升高时活化能研究

什么是活化能？

活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。对基元反应，活化能即基元反应的活化能。对复杂的非基元反应，反应活化能是总包反应的的表观活化能，即各基元反应活化能的代数和。

低场核磁在多孔材料活化能方面的应用

低场核磁共振弛豫时间被证明是饱和液体的多孔材料中吸附质-吸附剂相互作用的独特探针。纵向和横向弛豫时间之比（T1/T2）与吸附质-吸附剂相互作用能（活化能）有关，可以引入一个基于弛豫时间之比的定量度量（ES）来表征这种表面相互作用的强度（活化能）。

多孔介质中液体的表面相互作用非常重要，特别是在多相催化领域，理解表面相互作用的能力对于高效合理的催化剂设计至关重要。探测液体饱和多孔介质中的液体-表面相互作用尤其具有挑战性。现有方法都有局限性，并且没有一个能够在实际反应条件下无损地探测催化剂表面分子的行为。

使用低场核磁共振弛豫测量的优点

相比高场核磁，弛豫测量对吸附相互作用的表征不依赖于NMR线型和“峰位”(与多孔介质中的液体或化学位移相关的实际峰位，可能受吸附质-吸附剂相互作用以外的因素影响)。

自旋晶格与自旋-自旋弛豫时间之比（T1/T2）可直接与脱附活化能有关，脱附活化能表征了吸附剂表面上蕞强的吸附位点，可以由程序升温脱附（TPD）方法确定。

低场核磁共振技术用于温度升高时活化能研究基本原理：

温度升高时活化能会发生变化。核磁共振弛豫技术已成为研究饱和多孔介质中液体表面相互作用的一种非侵入性、化学敏感的分析技术。由于分子运动性的变化，当液体分子吸附在固体表面时，检测到的T1和T2弛豫时间都会缩短；在自由液体中，T1约等于T2。T1和T2都受到被吸附分子(表面水分子)旋转相关时间变化的影响。然而，T2进一步受到与表面扩散相关的平移相关时间的影响。因此，当分子吸附在表面上时，其平移和旋转动力学的变化对T2的影响大于T1，导致T1>T2。

T1/T2值表明了同一催化剂中不同液体表面相互作用的相对强度。T1/T2比率可以用作表面亲和力的定性描述，并可以进一步反映出温度升高时活化能的变化。