Étude par RMN des proximités hétéro-nucléaires dans les solides

par Xingyu Lu

Thèse de doctorat en Molécules et matière condensée

Sous la direction de Jean-Paul Amoureux et de Olivier Lafon.


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est le développement de nouvelles méthodes de RMN à l'état solide pour l’analyse microscopique des structures dans les solides. Les méthodes proposées sont compatibles avec les champs magnétiques élevés et les vitesses de rotation MAS ultra-rapides. Les principales réalisations comprennent:(1) la mesure précise des distances pour des paires isolées entre spin-1/2 et noyaux quadripolaires. Ces mesures reposent sur ​​la symétrie des méthodes de recouplage hétéronucléaire et sur l'application d'impulsion de saturation sur le noyau quadripolaire;(2) l'observation des proximités entre noyaux de spin 1/2 et quadripolaires dans les matériaux inorganiques avec la méthode D-HMQC. Les propriétés des différents découplages dipolaire hétéro-nucléaire ont été comparés;(3) l'observation des proximités entre noyaux quadripolaires demi-entiers dans des verres ou des céramiques d'oxydes. Nous avons montré que les transferts de polarisation entre ces noyaux peuvent être obtenus avec une polarisation croisée obtenue avec des impulsions synchronisées sur le rotor, ce qui la rend plus robuste que celle obtenue avec une irradiation continue pour les noyaux quadripolaires;(4) la haute résolution des protons dans les solides à l'aide de méthodes de découplage dipolaire homo-nucléaires. Nous avons développé la méthode TIMES, qui est efficace à la fois en MAS de basse et haute vitesse;(5) le développement de l'excitation DANTE appliquée aux solides; (6) de nouvelles méthodes D-HMQC permettant de déterminer d'une manière semi-quantitative les distances internucléaires.

  • Titre traduit

    Study of hetero-nuclear proximities in solids by NMR


  • Résumé

    The focus of this thesis is on the development of novel solid-state NMR methods for the characterization of atomic-scale structure in solids. The proposed methods are compatible with high magnetic fields and ultra-fast MAS. The main achievements comprise:(1) the measurement of accurate distances for isolated pairs of spin-1/2 and quadrupolar nuclei. These measurements rely on symmetry-based hetero-nuclear recoupling and the application of saturation pulse to the quadrupolar nucleus;(2) the observation of proximities between spin-1/2 and quadrupolar nuclei in inorganic materials using D-HMQC. The properties of different hetero-nuclear dipolar decoupling have been compared;(3) the observation of proximities between half-integer quadrupolar nuclei in oxide glasses or ceramics. We demonstrated that polarization transfers between quadrupolar nuclei can be achieved by multi-pulses CP, which is more robust than continuous-wave CP for quadrupolar nuclei;(4) the observation of the local environment of protons in organic solids using homo-nuclear dipolar decoupling. In particular, we have developed TIMES, which is efficient both at low and high MAS frequency;(5) the development of DANTE excitation to solids:(6) a novel D-HMQC implementation that allows determining in a semi-quantitative way the inter-nuclear distances.

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