FTIR talk letter (39)
Ostatní | 2022 | ShimadzuInstrumentace
V moderní analytické chemii hrají klíčovou roli jak nové katalytické přístupy k syntéze amoniaku a jiných dusíkatých produktů za mírných podmínek, tak spolehlivá spektroskopická analýza organických i anorganických vzorků. Od vývoje báze–kovových komplexů pro katalytickou fixaci dusíku až po zajištění datové integrity v infračervené mikroskopii a pokročilé zpracování FTIR spekter – všechny uvedené metody přispívají k efektivitě, udržitelnosti a regulačnímu souladu v průmyslové i výzkumné praxi.
1. Navrhnout a otestovat železné a kobaltové dinitrogenové komplexy s PCP-pincer ligandy pro katalytickou tvorbu amoniaku, hydrazinu a silylaminů z molekulárního dusíku při nízké teplotě a tlaku.
2. Vyvinout systém datové integrity (DI) pro mikroskopickou FTIR analýzu kontaminantů v souladu s požadavky farmaceutických regulátorů.
3. Demonstrovat možnosti derivativního zpracování FTIR spekter (1. až 4. derivace) pro přesné stanovení polohy a kvantifikaci složených vibrací.
4. Navrhnout jednoduchou FTIR metodu transmisí k hodnocení degradačního stavu mazacích olejů podle ASTM E2412.
Nové báze–kové katalyzátory nabízejí perspektivu praktické fixace dusíku mimo Haber–Bosch, snižují energetickou náročnost a závislost na fosilních palivech. DI-kompatibilní infračervené mikroskopy podporují regulační audity v farmaceutických a čistých provozech. Pokročilé FTIR zpracování (derivace) rozšiřuje možnosti analýzy polymérů, proteinů a tenkých vrstev v materiálové analýze a procesní kontrole. Rychlé FTIR hodnocení mazacích olejů poskytuje nástroj pro preventivní údržbu strojních zařízení.
Prezentované studie demonstrují synergetický rozvoj katalytických metod pro udržitelnou fixaci dusíku a moderních FTIR analytických postupů se zajištěním datové integrity a pokročilým zpracováním spekter. Kombinace nových katalyzátorů, robustního softwarového ekosystému a metod derivativního zpracování otevírá širší možnosti aplikací v chemickém i farmaceutickém průmyslu.
FTIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
V moderní analytické chemii hrají klíčovou roli jak nové katalytické přístupy k syntéze amoniaku a jiných dusíkatých produktů za mírných podmínek, tak spolehlivá spektroskopická analýza organických i anorganických vzorků. Od vývoje báze–kovových komplexů pro katalytickou fixaci dusíku až po zajištění datové integrity v infračervené mikroskopii a pokročilé zpracování FTIR spekter – všechny uvedené metody přispívají k efektivitě, udržitelnosti a regulačnímu souladu v průmyslové i výzkumné praxi.
Cíle a přehled studie / článku
1. Navrhnout a otestovat železné a kobaltové dinitrogenové komplexy s PCP-pincer ligandy pro katalytickou tvorbu amoniaku, hydrazinu a silylaminů z molekulárního dusíku při nízké teplotě a tlaku.
2. Vyvinout systém datové integrity (DI) pro mikroskopickou FTIR analýzu kontaminantů v souladu s požadavky farmaceutických regulátorů.
3. Demonstrovat možnosti derivativního zpracování FTIR spekter (1. až 4. derivace) pro přesné stanovení polohy a kvantifikaci složených vibrací.
4. Navrhnout jednoduchou FTIR metodu transmisí k hodnocení degradačního stavu mazacích olejů podle ASTM E2412.
Použitá metodika a instrumentace
- Katalytická fixace dusíku: syntéza železných (Fe0/FeI) a kobaltových (CoI) komplexů s aniontovým PCP-pincer ligandem; IR spektroskopie (1950–2010 cm–1), jednofotonová redukce KC8, protonace oxoniovými solemi, rentgenová krystalografická analýza.
- Infračervené mikroskopy: IRSpirit FTIR v dontaktové glove box, AIM-9000 IR mikroskop s řídicími softwary LabSolutions IR a AIMsolution DB/CS, audit trail, správa uživatelů a report setů.
- Zpracování FTIR spekter: Savitzky–Golayova filtrace a výpočet 1. až 4. derivace pro rozlišení překryvných a širokých pásem; baseline alignment v softwaru LabSolutions IR.
- Transmisní měření mazacích olejů: Specac Pearl horizontální měřicí buňka, FTIR spektrometrie v oblasti 4 000–500 cm–1, vyhodnocení nárůstu absorpčních komponent oxidace, nitrace a znečištění vodou.
Hlavní výsledky a diskuse
- Železný katalyzátor (PCP–Fe) dosáhl až 252 ekv. NH3 a 68 ekv. N2H4 při –78 °C, celkem 388 ekv. N2 na katalyzátor, nejlepší výkon mezi Fe komplexy.
- Kobaltové komplexy generovaly až 371 ekv. N(SiMe3)3 při tlaku 1 atm, aktivita závisí na elektronovém charakteru substituentů v ligandové sféře.
- Implementace LabSolutions DB/CS + AIMsolution DB/CS umožnila kompletní DI management mikroskopického FTIR v laboratořích s kontaminanty bez narušení stávajících pracovních postupů.
- Derivativní FTIR analýza prokázala schopnost rozlišit a přesně lokalizovat široké nebo překryvné pásy u degradovaných PET fólií, sekundární struktury proteinů (konformace v pásmu Amide I) i kvantitativně zpracovat obsahy P, B v SiO2 filmách (r2 až 0,99).
- Při měření opotřebení mazacích olejů podle ASTM E2412 bylo možné rychle detekovat nárůst oxidovaných a nitridovaných složek, zvýšenou vlhkost a jiné kontaminanty.
Přínosy a praktické využití metody
Nové báze–kové katalyzátory nabízejí perspektivu praktické fixace dusíku mimo Haber–Bosch, snižují energetickou náročnost a závislost na fosilních palivech. DI-kompatibilní infračervené mikroskopy podporují regulační audity v farmaceutických a čistých provozech. Pokročilé FTIR zpracování (derivace) rozšiřuje možnosti analýzy polymérů, proteinů a tenkých vrstev v materiálové analýze a procesní kontrole. Rychlé FTIR hodnocení mazacích olejů poskytuje nástroj pro preventivní údržbu strojních zařízení.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další optimalizace elektronových a prostorových vlastností pincer ligandů pro ještě účinnější katalyzátory dusíku.
- Integrace elektrochemických procesů pro bezfosilní dodávání elektronů a protonů v katalýze N2.
- Rozšíření DI principů na další spektroskopické a mikroskopické technologie v souladu s globálními regulacemi.
- Automatizované, cloud-based zpracování FTIR dat s real-time prediktivními modely pro chemometrickou analýzu a monitorování procesů.
Závěr
Prezentované studie demonstrují synergetický rozvoj katalytických metod pro udržitelnou fixaci dusíku a moderních FTIR analytických postupů se zajištěním datové integrity a pokročilým zpracováním spekter. Kombinace nových katalyzátorů, robustního softwarového ekosystému a metod derivativního zpracování otevírá širší možnosti aplikací v chemickém i farmaceutickém průmyslu.
Reference
- [1] D. V. Yandulov, R. R. Schrock, Science 2003, 301, 76–78.
- [2] Y. Tanabe, Y. Nishibayashi, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 5201–5242.
- [3] K. Arashiba et al., Nat. Chem. 2011, 3, 120–125.
- [4] Y. Ashida et al., Nature 2019, 568, 536–540.
- [5] Y. Ashida, Y. Nishibayashi, Chem. Commun. 2021, 57, 1176–1189.
- [6] S. Kuriyama et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. 2022, 95, 683–692.
- [7] S. Kuriyama et al., Inorg. Chem. 2022, 61, 5190–5195.
- [8] Y. Tanabe, Y. Nishibayashi, Coord. Chem. Rev. 2019, 389, 73–93.
- [9] R. Kawakami et al., Chem. Commun. 2019, 55, 14886–14889.
- [10] R. Kawakami et al., Chem. Lett. 2020, 49, 794–797.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Shimadzu FTIR talk letter Vol. 37
2021|Shimadzu|Ostatní
C103-E134 Vol. 37 Development of Heterogeneous Catalytic Systems Based on Crystalline Mixed Oxides and the Mechanism of Molecule Activation on a Solid Catalyst Surface Using FTIR Spectroscopy ------- 02 Optical Systems in Infrared Microscopes ------- 07 Features of the UV-Damaged…
Klíčová slova
light, lightmirror, mirrorplastics, plasticsoxides, oxidescatalyst, catalystcamera, camerapath, pathtransmission, transmissionmicroscope, microscopecondenser, condensercatalytic, catalyticaperture, aperturelibrary, librarydamaged, damagedbase
FTIR TALK LETTER (vol. 38)
2022|Shimadzu|Ostatní
C103-E137 Vol. 38 Development of a Boron Nitride Solid Base Catalyst and Evaluation of its Structure and Solid Basic Properties Using FTIR Spectroscopy ------- 02 Using FTIR Data across Software Platforms ------- 06 Good Spectra and Peak Distortion ------- 08…
Klíčová slova
nitride, nitrideatr, atrboron, boronwavenumber, wavenumberabsorption, absorptionftir, ftirrefractive, refractiveindex, indexspectra, spectradistortion, distortionspectrum, spectrumpeak, peakball, ballspectroscopy, spectroscopydata
Infrared Microscope AIMsight
2025|Shimadzu|Brožury a specifikace
C103-E142D Infrared Microscope AIMsight An automatic analysis system that can be used with confidence from your first analysis Equipped as standard with enhanced functionality to support analyses Wide-field camera Automatic contaminant recognition system Highest class S/N Length measurement function Original…
Klíčová slova
aimsight, aimsightinfrared, infraredabs, absmeasurement, measurementimage, imagecamera, cameracontaminant, contaminantvisible, visiblespectra, spectraatr, atrmicroscope, microscopefunction, functionmicroplastics, microplasticsprogram, programfilm
FTIR Talk Letter Vol. 44
2025|Shimadzu|Ostatní
C103-E155 Vol. 44 The garden of Kyoto’ s Heian Shrine includes a “hashi dono” covered bridge that provides a spectacular view of the garden. Far-Infrared Fourier Transform Infrared Spectroscopy (Far-IR FTIR) for Observation of the Status of Zeolite Cations ………
Klíčová slova
vibration, vibrationstretching, stretchinglattice, latticeinfrared, infraredabs, absmct, mctfar, farzeolite, zeolitecations, cationszeolites, zeolitesgroups, groupsabsorption, absorptionoxygens, oxygenscarbonyl, carbonyladjacent