强酸性环境中氧氟沙星的荧光光谱与质子化作用研究

研究了氧氟沙星(ofloxacin, 简称OFL)在不同浓度H₂SO₄溶液中的荧光光谱,紫外光谱和质子化作用。OFL分子上含3个N原子,4个O原子和1个F原子,当将其溶于适当的溶剂中时,OFL会随所处溶液的酸度不同获取或释放H离子,从而改变其质子化状态。质子化状态的不同会影响分子结构的共轭范围,进而对其荧光光谱和紫外可见光谱行为产生深刻影响。在高浓度H₂SO₄溶液中,OFL分子质子化程度较高,最大荧光发射波长为400 nm。在低浓度H₂SO₄溶液中,OFL分子质子化程度较低,最大荧光发射波长为505 nm。在中等浓度的H₂SO₄溶液中,OFL的荧光发射光谱则有400和500 nm两个发射峰,且其强度随着H₂SO₄浓度的变化而变化,这说明至少有两种质子化结构状态共存,其浓度随着H₂SO₄浓度不同而彼消此长。随着H₂SO₄浓度的降低,OFL的荧光激发光谱和紫外吸收光谱均发生了红移,也表明H₂SO₄浓度直接影响OFL的质子化状态。基于此,有望开发出一种高酸度条件下的紫外和荧光探针。     

水溶液中硫酸根离子的拉曼光谱定量分析

拉曼光谱因其具有无损、非接触以及原位的技术优势被广泛应用于科学研究领域。但是,当前拉曼光谱主要应用于定性研究,即根据拉曼波数偏移进行物质分子的鉴别,相比之下,拉曼光谱定量分析则明显不足。因此,有必要进一步开展拉曼光谱定量方面的研究。根据拉曼光谱原理分析可知,拉曼光谱定量研究应当根据相对强度比进行,也就是在定量化过程中需要选择一个参考系,可以分为内标法和外标法。拉曼光谱定量可以根据被测分子与该参考系的拉曼强度比值进行,通过这个方法可以消除测试条件的影响。对水溶液而言,可将液态水的OH伸缩振动作为内标,进行拉曼光谱定量分析。本文研究了Na₂SO₄-H₂O,K₂SO₄-H₂O以及NaCl-Na₂SO₄-H₂O体系的拉曼光谱特征。通过将水分子的OH伸缩振动（2 750~3 900 cm-1附近）拟合为两个高斯谱峰,并以I_SO2-4/I_W为参数来确定溶液中的硫酸根离子浓度,其中I_SO2-4为硫酸根离子的特征峰强度,I_W为水的两个高斯谱峰强度之和。实验结果表明,水溶液中SO2-₄浓度与拉曼强度比I_SO2-4/I_W之间有较好的线性关系,其中,R2=0.997 73,符合定量要求。据此,本文应用拉曼光谱定量分析,建立了一种相对快速、准确测量水溶液中SO2-₄浓度的方法。     

热处理竹材的化学成分傅里叶变换红外光谱分析

化学热处理是实现可再生木质生物能源中纤维素高效利用及半纤维素糖化转换的关键步骤。通过预处理过程可以快速去除难溶木质素,实现细胞壁中半纤维素的物理化分离,使得植物细胞壁中化学成分发生变化,从而增加木质纤维素的产出量。以硫酸(H₂SO₄)、稀碱(NaOH)及甘油(glycerol)为预处理介质,采用不同的热处理温度(硫酸(H₂SO₄)、稀碱(NaOH)热处理温度为117和135 ℃;甘油(glycerol)热处理温度为117 ℃)),对竹材处理前后的主要化学组分进行对比分析,并通过傅里叶变换红外光谱进一步证实化学热处理前后竹材化学组分的变化,以获得不同的化学热处理介入下竹材化学成分转换的主要变化规律和机理。结果表明：热化学处理后竹材的纤维素产出量明显增加。纤维素得率及木质素的去除率在不同的处理介质条件下的变化规律为,稀碱(NaOH)处理效果优于稀酸(H₂SO₄)和甘油(glycerol);此外,在相同介质条件下135 ℃热处理效果比117 ℃热处理效果显著。对于不同处理条件的半纤维素的降解程度大小变化结果与此相同。通过红外光谱分析可知,热处理后纤维素环状C-O-C不对称伸缩振动峰出现峰值分解,半纤维素的红外吸收特征峰出现明显陡降变化,木质素苯环特征吸收峰明显减弱,证明纤维素产出量明显增加,半纤维素降解趋势明显,木质素去除效果良好。傅里叶红外变换光谱分析结果与标准测定结果一致。     

绿松石的激光拉曼光谱研究

对湖北、安徽地区绿松石进行了激光拉曼光谱测试分析。结果表明,绿松石中H₂O,OH-及PO3-₄的基团振动是导致其激光拉曼光谱形成的主要原因。3 510～3 440 cm-1的谱峰是由ν(OH)伸缩振动所致,其中ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3 470 cm-1附近,ν(H₂O)伸缩振动致拉曼谱峰位于3 290～3 070 cm-1附近的较为宽缓的弱谱峰处;由ν₃(PO₄)伸缩振动致强拉曼特征谱峰在1 200～1 030 cm-1之间,其中ν₃(PO₄)振动导致的强拉曼特征谱峰在1 039 cm-1附近,ν₄(PO₄)弯曲振动位于650～540 cm-1范围,ν₂(PO₄)的弯曲振动谱峰位于500～410 cm-1处;不同产地、不同结晶类型的绿松石表现出的拉曼谱峰特征基本一致。     

改性高岭土的制备、表征及其光催化性能

通过焙烧和H₂SO₄浸渍制备了改性高岭土。利用热重-差热(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)结合能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)及BET比表面积测定等手段对所获得样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了样品的光催化活性。同未经酸改性的焙烧高岭土相比,改性高岭土的UV-Vis光谱吸收边带产生明显红移。样品具有更高的光吸收效率,促进了其光催化活性。吡啶吸附红外光谱(Py-IR)分析显示,改性高岭土表面具有酸性。当酸浸过程的H₂SO₄溶液浓度高于30%时,得到的样品同时具有Brnsted和Lewis酸位。光谱分析结果结合光催化评价结果表明,样品的酸性是影响其光催化性能的主要因素。     

拉曼光谱在优化处理绿松石中的应用研究

优化处理绿松石的大量面市,给绿松石的鉴定带来了挑战。通过激光拉曼光谱测试分析、压制及人工注塑处理绿松石为研究对象,对优化处理绿松石的激光拉曼光谱特征进行了研究。结果表明,拉曼光谱技术是一种有效鉴别绿松石及其处理品的无损检测方法,OH,H₂O,PO₄ 及CH₂基团的振动模式和频率决定了优化处理绿松石的激光拉曼光谱特征。优化处理绿松石除具绿松石典型拉曼光谱特征外,在2 937和2 883 cm-1处普遍出现一组具鉴定意义的由外来添加物中CH₂伸缩振动及CH₂弯曲振动致拉曼谱带。依据这些特征拉曼谱带,有助于将天然绿松石与优化处理品区分开。该研究为快速、准确、无损鉴别绿松石提供了一种新思路。     

DKDP晶体的拉曼散射谱分析

根据空间群理论分析和指认了磷酸二氘钾晶体[K(D_xH_1-x)₂PO₄,简称DKDP]的拉曼活性晶格振动模,测量了其室温拉曼光谱。结果表明DKDP晶体的晶格振动谱主要是由D₂PO-₄阴离子团簇的内振动引起的。与H₂PO-₄阴离子稀溶液的拉曼谱和NaD₂(PO₄)₂晶体的拉曼谱比较,DKDP晶体中D₂PO-₄阴离子的四个特征内振动模可被指认为881 cm-1(ν₁),357 cm-1(ν₂),514/541 cm-1(ν₃),965 cm-1(ν₄)。     

常见氯盐溶液中阳离子对水分子氢键影响的拉曼光谱研究

为了全面认识地质流体中常见阳离子对水的结构的影响, 在室温下通过对NaCl—H₂O,CaCl₂—H₂O,MgCl₂—H₂O,CuCl₂—H₂O,ZnCl₂—H₂O和FeCl₃—H₂O体系中水的O—H伸缩振动拉曼谱3 400 cm-1左右的最大峰频率的移动和低于3 433 cm-1强肩峰强弱的系统研究,考察了常见阳离子的离子电荷、离子半径、离子所属族以及络合效应等因素对水的O—H伸缩振动拉曼光谱的影响。并首次通过络合物的生成和阳离子破坏效应的共同作用来讨论相同浓度的不同种类氯盐溶液中阳离子对水氢键的影响,得到结论,对水的氢键的破坏作用：CaCl₂＞MgCl₂＞FeCl₃＞NaCl＞ZnCl2＞CuCl₂。     

通孔阳极氧化铝膜的制备及其性能的研究

在15% H₂SO₄阳极氧化液中添加硝酸镨制备阳极氧化铝(AAO)膜以提高AAO膜的性能,采用化学腐蚀和微波处理相结合的方法,去除AAO膜的阻挡层,制备通孔的AAO膜。分别研究镨的添加量、氧化电压对AAO膜的厚度和硬度的影响及腐蚀时间、微波处理时间分别对AAO膜的阻挡层的影响,分别用能谱和扫描电镜等对AAO膜进行了表征。在15% H₂SO₄阳极氧化液中添加硝酸镨,制备出的AAO膜具有更大的厚度和硬度,当氧化电压为23 V时,在15% H₂SO₄+0.14 Pr g·L-1混合液中制备的AAO膜的厚度和硬度分别为162 μm和275.1 HV,与在阳极氧化液为15% H₂SO₄溶液中制备的AAO膜的厚度和硬度(150 μm和224.8 HV)相比,分别提高8.0%和22.4%。当氧化电压在19～23 V范围时,AAO膜的厚度随着氧化电压的增大而增加;AAO膜的硬度随着氧化电压的增大而减小。将AAO膜在35 ℃和5% H₃PO₄溶液中腐蚀13 min,再用超声波处理10 min,可得到通孔的AAO膜。腐蚀后AAO膜表面絮状物为Al₂O₃。     

3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑及其铕和铽配合物的合成与光谱学研究

以六水合硝酸铽和六水合硝酸铕,3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑(HL),1,10-邻菲罗啉和三苯基氧磷(TPPO)合成了TbL₃·2H₂O,TbL₂(phen)·H₂O,TbL₂(TPPO),EuL₃·2H₂O,EuL₂(phen)·2H₂O,EuL₂(TPPO)·2H2O 6个固体配合物。用元素分析,红外光谱,荧光光谱对配合物进行了组分确定和结构表征。IR表明,自由配体HL与稀土离子配位后,位于1644 cm-1处的ν_CC发生移动,相应的ν_CN振动吸收峰降到了1 600 cm-1,结合元素分析等其他表征说明HL和稀土离子发生配位。室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱,激发光谱表明配合物EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O的最佳激发波长分别为310和320 nm, 在此激发波长下扫描发射光谱,EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O相对荧光强度最强,第二配体phen对Eu3+和Tb3+离子的荧光发射强度有明显的增强作用。     

Characterization of copper SERS-active substrates prepared by electrochemical deposition

Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) on copper substrates of various morphologies, prepared by electrochemical deposition on platinum targets, was investigated. The substrate preparation procedures differed by the coating bath compositions, applied current densities and the duration of individual steps. The surface morphology of the substrates was visualized by means of Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). SERS spectra of selected organic thiols were measured and the relation between SERS spectral intensity and the surface structure of SERS-active substrates was studied. It has been shown that good Raman surface enhancement can be achieved on the copper substrates prepared by electrochemical deposition from ammoniac baths. Copper substrates fabricated from acidic baths did not show efficient Raman surface enhancement. The results of microscopic measurements demonstrated that the average surface roughness value does not play a substantial role, whereas the shape of the surface nanostructures is a key parameter.     

铜薄膜等离子改性及表面增强拉曼光谱的研究

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术是一种基于探测吸附于金属基底表面分子振动光谱的快速无损检测方法,目前广泛应用于表面吸附、电化学催化、传感器、生物医学检测和痕量的检测与分析等领域。本实验采用直流磁控溅射技术在BK7玻璃基底上沉积一层厚度为50 nm的金属铜薄膜,在Ar离子轰击作用下获得不同表面粗糙度的金属铜薄膜样品,从而制备具有不同表面增强拉曼光谱活性的金属基底。实验样品分别通过X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）、分光光度计、拉曼光谱仪表征其结构、表面形貌及光学性质。测试结果表明铜膜在Ar离子束轰击前后,样品X射线衍射谱的峰值强度没有发生变化,说明其晶相结构未发生改变;随着离子束能量的增加,薄膜表面粗糙度改变,光学散射强度随着表面粗糙度的增加而增强;离子束薄膜表面改性后,以罗丹明B(Rh B)为探针分子,表征薄膜样品表面增强拉曼的活性,通过对比不同样品表面Rh B的拉曼光谱,发现其光谱强度随金属铜薄膜样品表面粗糙度的增加而增强。     

基于硫蒸气处理转移的单层二硫化钼的荧光增强

采用化学气相沉积法在SiO2/Si衬底上制备了单层MoS2,再通过300℃硫蒸气处理用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)转移下的单层MoS2.使用原子力显微镜、真空荧光检测和拉曼光谱等手段表征了样品的形貌和光致发光性能.结果表明:经过硫蒸气处理转移后的单层MoS2的光致发光强度比由化学气相沉积法制备的未处理的单层MoS2的光致发光强度增强了约5倍.光致发光强度增强是由于在硫蒸气处理过程中,单层MoS2的部分硫空位被硫原子纳米团簇所填补,从而提高了光致发光效率.此外,分别将单层MoS2转移到SiO2/Si衬底、石英、三氧化铝及氟化镁衬底再经过硫处理后,也观察到了类似的荧光增强现象.     

Synthesis and characterization of CdS nanocrystals in Maleic anhydride–Octene-1–Vinylbutyl Ether terpolymer matrix

A Maleic anhydride–Octene-1–Vinylbutyl Ether terpolymer was synthesized via the radical terpolymerization method in order to prepare a new matrix for CdS nanocrystal synthesis. CdS nanocrystals were synthesized through the reaction of thiourea with cadmium chloride. The synthesized terpolymer/CdS nanocrystal composites were characterized by several methods. Energy Dispersive X-ray analysis, Raman spectroscopy and powder X-ray diffraction methods. The room temperature UV–visible absorption spectra show a shift of the absorption edge towards higher energies. The band gap of the CdS nanocomposite is bigger than that of bulk CdS. Raman spectrum exhibits characteristic peaks of CdS. Images of the nanocomposite obtained with Atomic Force Microscopy and Transmission Electron Microscopy are the evidences of CdS nanocrystal formation in the terpolymer. Thermal investigation shows that the nanocomposite is more thermostable than the terpolymer which could be useful for application in thermo aggressive medium.     

超细钨丝的电解腐蚀制备及其性能表征

 直径小于7 μm的超细钨丝是制备Z-pinch丝阵负载的主要原料，为了满足Z-pinch物理实验需要，利用电解腐蚀法原理，制备出了直径最小为3.0 μm的超细钨丝。研究了电解液温度、电解液质量分数、电解电压和收丝速度等工艺条件对钨丝的影响，并用扫描电镜、原子力显微镜和万能测力计测试了所制备钨丝的直径、形貌及抗拉强度。实验表明，电解电压和收丝速度是影响钨丝腐蚀速度的主要因素，所制备的钨丝表面光滑,均方根粗糙度为2.42 nm，直径为3.5 μm的钨丝其抗拉强度为2.32 g。利用这种方法所制备的超细钨丝已用作Z-pinch丝阵负载的靶材料，取得了很好的物理实验结果，X光能量已达到36.58 kJ。     

Comparative investigation of photoluminescence of silicon wire structures and silicon oxide films

Photoluminescence spectra and their dependence on temperature as well as Raman scattering spectra and Atomic Force Microscopy investigations have been used to study the peculiarities of the red photoluminescence band in low-dimensional Si structures, such as porous silicon and silicon oxide films. It has been shown that the red photoluminescence band of porous silicon is complex and can be decomposed into two elementary bands. It was discovered that elementary band intensities depend very much on surface morphology of porous silicon. The same positions of the photoluminescence bands are also observed in silicon oxide films for different oxide composition. Comparative investigation of the PL temperature dependences in porous silicon and silicon oxide films indicates that silicon-oxide defect related mechanisms of some elementary photoluminescence bands are involved.     

温和氧气等离子体对薄层二硒化钼的荧光调控

近年来,二硒化钼(MoSe_2)作为二维过渡金属硫属化合物(TMDs)中的一员,引起学术界和产业界的高度关注和广泛研究.薄层MoSe_2由于其比单层MoSe_2厚度大所以光密度较高,在光电器件领域中具有潜在的应用.采用一种处于电容放电模式(E-mode)的温和氧气电感耦合等离子体对薄层MoSe_2进行处理,实现其荧光增强到15倍.结合拉曼、荧光、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪的表征,发现氧等离子中的氧原子通过物理和化学吸附修复了薄层MoSe_2的原始缺陷,从而使其荧光大大增强,同时氧气的化学吸附诱导在MoSe_2层中引入了p型掺杂,由负激子转变为中性激子,此研究为调控薄层MoSe_2的光学特性提供了新途径.     

Installation of a combined Raman and AFM microscope as a sample environment for nuclear resonance scattering at P01, PETRA III

A combined Raman and atomic force microscope (AFM) has been installed at beamline P01, PETRA III, DESY in Hamburg and is now available for all users of this beamline. With this unique setup nuclear resonance scattering and simultaneously performed Raman or Atomic Force Microscopy experiments are possible. Here we report on technical details of this new sample environment and on first tests with respect to the study of microstructures of spin crossover materials using ⁵⁷Fe nuclear resonance scattering.     

Thin films of arylenevinylene oligomers prepared by MAPLE for applications in non-linear optics

This paper discusses two arylenevinylene oligomers with optical nonlinear properties. Their trans molecular structure was confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance. Second Harmonic Generation and two-photon fluorescence have been observed on Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation-deposited thin films. We have seen two local maxima in UV-Vis spectra and a red shift of the photoluminescence peak for carbazole-based oligomer, which can be correlated with a higher conformational flexibility and with strong polarization interactions in the solid state. Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy images have revealed a grainy morphology of the film deposited on titanium and a higher roughness for carbazole-based oligomer. Second harmonic measurements have shown nearly equal values of the second-order nonlinear optical coefficient for the triphenylamine and carbazole-based oligomers for P_laser < 100 mW. z-Scan and x-scan representations of the carbazole-based oligomer film have shown strong two-photon fluorescence intensity inside the sample confirming a volume process, and a strong second harmonic at the surface of the sample determined by the surface morphology.     

Mn掺杂对ZnO薄膜结构及发光性能的影响

利用脉冲激光沉积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的Mn掺杂ZnO薄膜.X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其它相,随着掺杂量的增加,c轴晶格常数增大.原子力显微镜结果显示:Mn的掺杂引起了ZnO薄膜表面粗糙度的变化.由光致发光谱发现,在387 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰,还有以4...