Die CIQTEK X-Band-Puls-Elektronenspinresonanz-Spektroskopie (EPR oder ESR) EPR100 unterstützt sowohl Dauerstrich-EPR- als auch Puls-EPR-Funktionen und erfüllt allgemeine CW-EPR-Experimente bei der Durchführung von T1/T2/ESEEM (Elektronen-Spin-Echo-Hüllkurvenmodulation)/HYSCORE (Hyperfein-Unterniveau-Korrelation) und anderen gepulsten EPR-Tests, die eine höhere spektrale Auflösung erreichen und ultrafeine Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Kernen aufdecken können, wodurch den Benutzern mehr Informationen über die Struktur der Materie bereitgestellt werden.
>> Optional ausgestattet mit einem 4-300 K variablen Temperaturgerät, um die Erkennung paramagnetischer Substanzen bei ultraniedrigen (hohen) Temperaturen zu ermöglichen.
>> EPR100 Zubehör:
Dual-Mode-Resonator; Hochtemperatursystem; Flüssigstickstoff mit variabler Temperatur und Kryostat; Flüssighelium mit variabler Temperatur; Flüssighelium-freies trockenes kryogenes System; Zeitaufgelöstes EPR-System; ELDOR-System; ENDOR-System; Goniometer; Bestrahlungssystem; Flachzelle.
Erfüllt unterschiedliche Anforderungen: Licht, niedrige Temperatur, Ecke usw.
Stabile Magnetfelder mit präziser Scan-Steuerung und Über-Null-Feld-Scan-Technik.
Sequenzgenerator mit unbegrenzter Pulszahl für kinetische Entkopplungstechniken mit großer Pulszahl.
Bis zu 450 W Pulsleistung mit Hochleistungs-Puls-EPR-Sonde für eine effizientere schmale Pulsanregung.
Mikrowellenpulszeitauflösung von bis zu 50 ps für eine verbesserte Spektrallinienauflösung im Pulsmodus.
>> Hochpräzise digitale Steuerung zur Impulserzeugung mit Zeitverzögerung
Der hochpräzise digitale Zeitverzögerungsimpulsgenerator mit einer Zeitauflösungsgenauigkeit von 50 ps bietet eine genauere Zeitsteuerungsfunktion, die mit der Bearbeitung von Tabellen oder Codesequenzen kombiniert werden kann, um verschiedene Impulsexperimente effizienter durchzuführen.
>> Fortschrittliches, flüssigheliumfreies System mit variabler Temperatur
Trockene, flüssig-heliumfreie Kryosysteme für die variable Temperaturregelung im Experiment, ohne Verbrauch von flüssigem Helium während der Anwendung, für Dauerbetrieb, mehr Sicherheit, besseren Umweltschutz und geringere Betriebskosten.
>> Unterstützung für die Aufrüstung von Hochfrequenz
Durch die Unterstützung der Aktualisierung einiger Module kann die gesamte Maschine auf Q-Band, W-Band und andere höherfrequente EPR-Spektroskopie für die Hochfrequenz-EPR-Forschung aufgerüstet werden.
Durch das Studium der Elektron-Elektron-Wechselwirkungen kann eine Distanzbestimmung zwischen paramagnetischen Spezies in unmittelbarer Nähe zu physiologischen Reaktionen oder chemischen Reaktionsumgebungen erreicht werden.
Die Wechselwirkungen von Elektronen mit Kernen über Hyperfeinmomente und Kernquadrupolmomente können nachgewiesen werden.
Die Impulsausgabe einer beliebigen Wellenform kann realisiert werden und die Amplitude, Phase, Frequenz und Wellenformhüllkurve des Impulses können geändert werden, um benutzerdefinierte und komplexe Impulsexperimente durchzuführen.
Die Kombination zeitaufgelöster Techniken mit paramagnetischer Resonanzspektroskopie kann verwendet werden, um Transienten wie freie Radikale oder angeregte Triplettzustände während schneller Reaktionen zu untersuchen.
EPR Anwendungsfälle
EPR-Nachweis von freien Radikalen
Freie Radikale sind Atome oder Gruppen mit ungepaarten Elektronen, die entstehen, wenn ein zusammengesetztes Molekül äußeren Bedingungen wie Licht oder Wärme ausgesetzt wird und die kovalenten Bindungen gespalten werden. Stabilere freie Radikale lassen sich mit EPR direkt und schnell nachweisen. Kurzlebige freie Radikale lassen sich mit Spintrapping nachweisen. Beispiele hierfür sind Hydroxylradikale, Superoxidradikale, einfachlineare Sauerstoff-Lichtradikale und andere Radikale, die durch photokatalytische Prozesse entstehen.
Paramagnetische Metallionen
Bei Übergangsmetallionen (darunter Eisen-, Palladium- und Platingruppenionen mit ungefüllten 3d-, 4d- bzw. 5d-Schalen) und Seltenerdmetallionen (mit ungefüllten 4f-Schalen) können diese paramagnetischen Metallionen aufgrund der Anwesenheit einzelner Elektronen in ihren Atomorbitalen mit einem EPR-Spektrometer nachgewiesen werden, wodurch Informationen über Valenz und Struktur gewonnen werden. Bei Übergangsmetallionen gibt es normalerweise mehrere Valenzzustände und Spinzustände mit hohen und niedrigen Spins. Parallele Modi in einer Zweimodus-Höhle ermöglichen die Erkennung des ganzzahligen Spinregimes.
Leitungselektronen in Metall
Die Form der EPR-Linie, die Elektronen leitet, hängt mit der Größe des Leiters zusammen, was im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien von großer Bedeutung ist. EPR kann das Innere der Batterie nicht-invasiv untersuchen, um den Ablagerungsprozess von Lithium in einer nahezu realen Situation zu untersuchen, woraus sich die mikroskopische Größe von metallischen Lithiumablagerungen ableiten lässt.
Materialdotierung und Defekte
Metallofullerene haben als neue nanomagnetische Materialien einen erheblichen Anwendungswert in der Magnetresonanztomographie, bei Einzelmolekülmagneten, bei der Spinquanteninformation und in anderen Bereichen. Durch die EPR-Technologie kann die Elektronenspinverteilung in Metallofullerenen ermittelt werden, was ein tiefgreifendes Verständnis der ultrafeinen Wechselwirkung zwischen Spin und magnetischem Kern von Metallen ermöglicht. Es können Änderungen des Spins und Magnetismus von Metallofullerenen in verschiedenen Umgebungen erkannt werden. (Nanoscale 2018, 10, 3291)
Photokatalyse
Halbleitermaterialien für die Photokatalyse sind aufgrund ihres Anwendungspotenzials in den Bereichen Umwelt, Energie, selektive organische Transformation, Medizin und anderen Bereichen zu einem heißen Forschungsthema geworden. Mit der EPR-Technologie lassen sich aktive Spezies erkennen, die auf der Oberfläche von Photokatalysatoren entstehen, wie etwa e-, h+, •OH, O2 , 1 O2 , SO3 usw. Sie kann Leerstellen oder Defekte in photokatalytischen Materialien erkennen und quantifizieren, bei der Untersuchung von aktiven Stellen und Reaktionsmechanismen von photokatalytischen Materialien helfen, Parameter für nachfolgende photokatalytische Anwendungsprozesse optimieren, aktive Spezies und ihre Anteile während der Photokatalyse erkennen und direkte Beweise für Reaktionsmechanismen des Systems liefern. Die Abbildung zeigt die EPR-Spektren von 0,3-NCCN und CN und weist darauf hin, dass 0,3-NCCN mehr ungepaarte Elektronen, eine höhere Kristallinität und ein erweitertes p-konjugiertes System enthält, was zu einer besseren photokatalytischen Leistung führt. (International Journal of Hydrogen Energy, 2022, 47: 11841-11852)
EPR-Spektren, 3P-ESEEM-Spektrum von CoTPP(py)
EPR-Spektren, ENDOR-Spektren von Kohleproben