實驗利用核磁共振原理檢測固體物質(zhì)的含水量

1、實驗12 利用核磁共振原理檢測固體物質(zhì)的含水量 1一、 研究的目的及意義 核磁共振的原理是利用氫核在磁場中對電磁波的共振吸收,來檢測樣品中的氫核的豐度。本課題旨在探索用核磁共振的原理來檢測固體物質(zhì)(如土壤,巖石,顆粒狀原料及產(chǎn)品等)的含水量。探討使用檢測方法在精測精度,使用的方便程度,對檢測環(huán)境的適應(yīng)性等方面,對于目前常用的方法是否有一定的優(yōu)點。 從理論上來講,這種方法應(yīng)該有很高的精度,同時操作也比較簡便,如果使用弱磁場也能取得好的效果,則裝置可以做得很輕便。 2 目前檢測固體物質(zhì)含水量的常用的方法有:烘干法(木材,蔬菜,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SNT0230.1-93)、微波加熱法、中子吸收法(礦物原料)、

2、射線吸收法(礦物原料)、微波吸收法(300MHZ 300GHZ范圍的電磁波)、電容法(糧食,木材,黏土)、聲學(xué)法(糧食)、電阻法(木材)、近紅外光譜法(中藥材)。目前在對核磁共振的應(yīng)用,主要有以下幾個方面:醫(yī)學(xué)(核磁共振成象)、地質(zhì)探礦(找水,找油)、有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析、含水量,含油量的分析。 檢測固體樣品的含水量的探索和應(yīng)用,能見到的報導(dǎo)很少,有一些關(guān)于檢測含油量的報導(dǎo),然而為了提高檢測裝置的便攜性,和降低成本,探討開發(fā)使用低強(qiáng)度磁場的小型裝置還是有其價值的。 使用低強(qiáng)度核磁共振探測技術(shù)能達(dá)到較高的精度,則這種方法還是大有可為的,因為它使用簡便,且可以用在流水線上。例如相對干中子吸收法,和射線吸

3、收法其成本和安全性是不言而喻的。 3二、實驗室可提供的儀器設(shè)備及材料： 25MHz教學(xué)用核磁共振儀,天平, 烘箱,溫度計,燒杯,試管。 4三、研究內(nèi)容、方法及要求 1.制備幾組各種不同含水量的土壤,細(xì)沙,(或其它固體的顆粒,粉末),方法是將固體的顆?；蚍勰┓Q好合適的分量,烘干后加入適量的水。然后裝入直徑約5mm的塑料管內(nèi)。2.將試樣放入核磁共振儀中,測出各個樣品的核磁共振信號強(qiáng)度。畫出曲線。3.改變樣品的溫度,探討樣品溫度對信號的影響。4.同時記錄弛豫時間,看不同的樣品的弛豫時間有何變化。5.改變環(huán)境的溫度,探討環(huán)境溫度對信號的影響。6.改變環(huán)境的濕度,探討環(huán)境濕度對信號的影響。7.探討樣品中所含的有機(jī)物對信號的影響。 5 因為在這方面的資料較少,因此要多做各種不同樣本的實驗,探索各種影響因素,因該題目有一些不確定的因素,因此在做的過程中,還要隨時總結(jié),修改方案,這個實驗有一定的實用價值,同時對培養(yǎng)學(xué)生的探索精神也是有好處的。 6四、參考文獻(xiàn): 1 杜希林,陳月華,唐倫成 核磁共振(NMR)技術(shù)在水 煤漿研究中的應(yīng)用,