Определение фазового состава гетерогенных систем методом ядерной магнитной релаксации

• Автор: Джиоев, Таймураз Ервандович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 123 с.

Оглавление
Оглавление.
Введение
Глава 1. Метод ядерной магнитной релаксации в количественном анализе фазового состава веществ

1.1. Количественный анализ методом ядерной магнитной релаксации

1.2. Математическая обработка огибающих сигналов спинового эха

Глава 2. Факторы, влияющие на точность количественного анализа фазового состава гетерогенных систем.

2.1. Датчик сигналов ЯМР

2.1.1. Объем анализируемой пробы

2.1.2. Использование эталонных образцов.

2.2. Обработка многоэкспоиенциальных релаксационных кривых

2.3.1. Описание алгоритма программы разделения
2.3.2. Тестирование программы на моделях
2.3.2.1. Влияние уровня нормального шума на точность разделения
2.3.2.2. Соотношение задаваемых значений времен спинспиновой
релаксации и амплитуд сигналов ЯМР.
2.3.2.3. Величина диапазона обрабатываемой релаксационной
кривой.
2.3.2.4. Шаг и сглаживание
2.3. Оценка погрешностей определения времен спинспиновой релаксации и амплитуд сигналов ЯМР при разделении многофазных релаксационных кривых
Глава 3. Практическое применение данных количественного анализа фазового состава
3.1. Определение содержания ионов парамагнитных металлов в многокомпонентных водных растворах
3.2. Оптимизация механистических характеристик гетерогенных дисперсных систем, применяемых в качестве промывочных жидкостей при бурении нефтяных скважин
3.3. Анализ компонентного состава тврдою жира.
3.4. Определение некоторых биохимических показателей качества растительных масел
3.4.1. Определение жирнокислотного состава масла в семенах подсолнечника.
3.4.2. Определение кислотного числа растительных масел
Выводы .1
Список использованной литературы


Время спинспиновой, или поперечной, релаксации Т2 является параметром, характеризующим исчезновение намагниченности в плоскости ху, перпендикулярной направлению внешнего магнитного поля В о Для определения Т2 необходимо измерить величину Мк или Лу в зависимости от времени в процессе установления термодинамического равновесия в спиновой системе. С этой целью спиновую систему образца возбуждают градусным импульсом нутационный импульс. Для спиновой системы, состоящей из магнитоэквивалентных ядер одного сорта, изменение Мх,у в зависимости от описывается одной экспонентой с постоянной времени Т2. На сегодняшний день изучено большое количество объектов, в которых реализуется сложная, многофазная релаксация. Одним из таких объектов являются ткани. Большинство исследований проведено на поперечнополосатых мышцах полученных из различных объектов. Белтон и др. Данные спинспиновой . Т20 мс , мс и мс . Импульсными последовательностями КПМГ для определения Т2 и 0т для определения Т в работе 3 были исследованы агарозный гель полученный из 4,8 масс. В исходном гомогенном агарозном геле релаксация удовлетворительно описывалась одной экспонентой с постоянной времени Г2 мс. После цикла замораживание опаивание релаксация описывалась 3 и 4 экспоненциальными членами. Результаты по спинспиновой релаксации волокон соевого белка также рассчитаны для 3х и 4х процессов релаксации. Сложная релаксация наблюдалась как в сырой так и в варенной мышце спины теленка. Результаты по спинспиновой релаксации обрабатывали, исходя из предположения о 3х и 4х процессах релаксации. В работе приводятся значения времен Т2 и соответствующих амплитуд А найденных при описании процесса релаксации 3 и 4 экспонентами. Все значения времен Т2 в три и болсс раз отличаются друг от друга. Амплитуды отдельных экспоненциальных составляющих имеют значения 1. Это подтверждает реальность получения подобных результатов разделения многоэкспоненциальных релаксационных кривых, однако в то же время в работе не приводится статистическая обработка данных эксперимента. Елисс и Пакер 4 обнаружили сложную релаксацию при исследовании состояния воды в гитратированном эластине. В работе 5 с помощью измерения времени спинспиновой релаксации по спаду свободной индукции сигналов ядерного магнитного резонанса определены промежуточные между твердым и жидким состоянием области в гетерогенных продуктах. Времена Т2 были определены по кривой спада спинового эха, измеренной в импульсной последовательности КМГ на МГц импульсном ЯМР спектрометре РС 0 М1п1рес, ВРАЖЕК. Измерения проводили при 7С. Время наблюдения сигнала 3 с. Длительность и 0 импульсов приблизительно 1, и 2, мке для проб масла семян подсолнечника и молочного жира, соответственно. Каждую пробу нагревали в течение минут до С, затем остужали до комнатной температуры часа и хранили при 7С от одного до трех недель. По мнению авторов мультиэкспоненциальное приближение спада свободной индукции жидкого образца масло или вода дает параметры, которые не имеют никакого физического смысла. Метод ЯМрелаксации отличается высокой экспрессностью, обладает достаточной точностью и неразрушающим действием на анализируемый образец. Эти особенности обеспечивают перспективность применения метода для решения многих прикладных задач, среди которых особое место занимают задачи количественного анализа веществ 6, 7. В методе ЯМрелаксации информация о количестве вещества получается в результате обработки сигналов свободной индукции. При этом определяются амплитуда сигнала свободной индукции или спинового эха, времена спинрешеточной Т и спинспиновой Т2 релаксации. Все они могут быть использованы в качестве аналитических параметров в экспериментах ЯМрелаксации. Р, доля ой экспоненционалыюй компоненты. Времена спинрешеточной Т и спинспиновой Т2 релаксации прогонов растворителя используются для определения концентрации парамагнитных ионов в их растворах 2, 8. Градуировка для парамагнитных ионов индивидуальна, поэтому метод не пригоден для смеси парамагнитных ионов. Точность определения 3 в зависимости от концентрации ионов и состава раствора 6. Рисунок 1. Огибающая сигналов спинового эха. Схема. Неэкспоненциальность огибающих сигналов спинового эха, имеющая место в экспериментах ЯМрелаксации, может быть обусловлена различными причинами, в том числе и многоэкспоненциальным характером релаксации.