电子顺磁共振技术在化工基础研究中的应用

李建喜

电子顺磁共振技术在化工基础研究中能检测自由基、过渡金属离子及缺陷等顺磁性物质，谱图特异性高、背景信号少，可检测溶液和固态样品，检测限低。但在化工领域应用不广泛，因其制样、测样与解谱复杂，且谱图解谱难，需结合多种方法。

一、在催化材料表征中的应用

    用于表征金属氧化物催化剂中的氧空位，氧空位可捕获电子形成顺磁中心，EPR技术可直接检测，具有高灵敏度，还可用于氧空位的定量表征和空间分布研究，但无法区分空位类型。

二、在活性中间体表征中的应用

    研究反应机理时，可用于表征顺磁性活性中间体，如Co（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）或Cu（Ⅰ）活化O₂形成的超氧物种，还可用于原位检测反应过程中的高活性物质，自旋捕获技术是研究ROS的主要手段，EPR在表面过程中也有重要应用。

三、在溶液性质研究中的应用

    可通过加入自旋探针，利用探针在不同溶剂中的EPR参数间接表征溶剂极性，还可用于研究金属螯合型离子液体的极性，以及提供分子运动相关信息，如转动相关时间和谱线增宽等。

四、在材料性能表征中的应用

   可用于研究高分子材料性能，如自组装聚合物囊泡的局部动力学；可表征含钒的焦磷酸盐催化剂中V（Ⅳ）的结构和位置。

1、高分子材料性能研究：自组装聚合物囊泡因其在药物递送中的潜在应用而备受关注，EPR光谱可用于研究其囊泡组装过程中的局部动力学，表征它们在不同外部环境下的多**响应性和形态转变。如Uddin等合成了含氮氧化物自由基的共聚物，应用EPR光谱研究其相关性能。

2、含钒的焦磷酸盐催化剂研究：EPR结果表明催化剂中V是以VO2+ 形式存在的，可表征V（Ⅳ）的结构和位置。

3、MOFs材料研究：一类是利用EPR检测MOFs中的过渡金属离子组分，如Karadeniz等利用EPR表征了含Cu的MOFs材料的结构；Kultaeva等利用EPR表征了含Cu和Zn的新型材料。