ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

FTIR talk letter (39)

Ostatní | 2022 | ShimadzuInstrumentace
FTIR Spektroskopie
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Shimadzu

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.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Shimadzu FTIR talk letter Vol. 37
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)
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
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
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
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.