聚对苯二甲酸乙二醇酯C=O伸缩振动模式ATR二维相关红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)结合二维相关红外光谱技术,分别研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的羰基红外伸缩振动模式(νC=O)。研究发现:玻璃转化温度(Tg)以下时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1700cm~(-1)、1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(313~343K),其红外吸收强度变化快慢顺序为:1709cm~(-1)1700cm~(-1)1718cm~(-1);而当在Tg以上时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(353~393K),PET的νC=O红外吸收强度变化快慢顺序为:1718cm~(-1)1709cm~(-1)。本项研究拓展了ATR二维相关红外光谱技术在PET高分子材料热变性研究的范围。     

可溶性与不可溶性聚苯胺的红外与Raman光谱研究(英文)

本文比较了可溶性与不可溶性聚苯胺的红外吸收光谱与 Raman 光谱,表明两种聚苯胺在结构上有明显差别。可溶性聚苯胺的主要红外特征峰频率向高频方向移动,吸收带变窄,肩峰清晰可辨。对应于醌基团振动的1595cm~(-1)谱线相对于苯基团振动的1499cm~(-1)谱线强度减弱,1300cm~(-1)谱峰消失。表明可溶性聚苯胺中醌结构单元的数量少,而且含有偶氮基团 N=N 伸缩振动的特征吸收峰1450cm~(-1)。比较两者的 Raman 光谱也给出了相同的结果。可溶性聚苯胺中相对于氧化单元中醌结构的特征峰1566cm~(-1)谱线比相对于还原单元中苯结构的特征峰1620cm~(-1)谱线强度弱得多,也表明可溶性聚苯胺比不可溶性聚苯胺含有较少的醌结构。根据聚苯胺导电机制的质子化模型,由红外与Raman 光谱中相应谱的相对强度的差别可以估计,可溶性聚苯胺具有氧化型与还原型交替结构,质子化程度较低,仅约15%,因此电导率显著下降。     

镁合金阳极氧化膜腐蚀特性的红外显微成像分析

采用显微红外成像技术对镁合金阳极氧化膜表面的腐蚀特性进行了研究。镁合金在7.3 Wt% Na₂SO₄溶液中浸泡后,表面氧化层中的部分MgO逐渐转化为Mg(OH)₂,进而发生溶解和脱落,使得镁合金失去保护作用。当浸泡时间达到2 h时,显微红外成像结果表明阳极氧化膜中Mg(OH)₂的红外吸收信号最强,Mg(OH)₂的含量最多。而4 h后Mg(OH)₂的红外吸收信号开始减弱,Mg(OH)₂开始减少,镁合金不断被腐蚀。氧化膜中另一成分Al₂O₃随浸泡时间的显微红外成像信息与Mg(OH)₂的变化规律相同。采用电化学阻抗谱技术对阳极氧化膜的阻抗进行测试,其阻抗随时间的变化特点基本符合氧化膜腐蚀规律。本研究对于镁合金阳极氧化膜的表征具有很好的指导作用和推广应用价值。     

锂锰尖晶石红外光谱的研究

本文对锂锰尖晶石的红外光谱进行了研究。由于锂锰尖晶石的晶体结构属于Fd3m空间群,锂离子占据四面体空隙(8a位置),锰离子占据八面体空隙(16d位置)。根据群论的知识,对锂锰尖晶石晶体中离子的振动方式与红外活性之间的内在关系进行了讨论。并列出了锂锰尖晶石的红外光谱实验数据。通过理论分析,我们推断:位于618.6和501.5cm~(-1)的红外吸收带分别来源于Mn(Ⅳ)-O和Mn(Ⅲ)-O键在晶体中的不对称伸缩振动(单元为Mn(Ⅳ)O_6和Mn(Ⅲ)O_6八面体),位于1124cm~(-1)的弱红外吸收带来源于Li-O键的不对称伸缩(单元为LiO_4四面体)。还有一些低于400cm~(-1)的可能吸收带在400～4000cm~(-1)范围内未能检测到。这一结论的可靠性通过锂锰尖晶石和掺杂的锂锰尖晶石的红外光谱实验数据得到证实。     

ZnSe∶Cr晶体的红外发光

在4.2°K的温度下研究了ZnSe∶Cr在4000-11000cm~(-1)光谱范围内的红外发光。共光谱含有三个有结构的带。能量最低的带峰值位于4746cm~(-1)附近,还有强度很弱的两条线,位于4964和4971cm~(-1)(T=4.2°K)。ZnSe∶Cr在4700cm~(-1)附近的红外发射,可     

质子辐照聚苯胺的Raman与红外光谱研究

本文用Raman与红外光谱表征质子辐照聚苯胺的结构。聚苯胺的红外光谱的主要吸收峰经低能和高能质子辐照后分别向高频移动2—12cm~(-1)和5—26cm~(-1)。在1228,1344,1380和1444cm~(-1)处的Raman带在低能质子辐照后分别移到1236,1348,1392和1456cm~(-1),在804,1588和1620cm~(-1)处的Raman带,经高能质子辐照后分别移到808,1592和1624cm~(-1)。醌型结构的拉曼线1588cm~(-1)也上移4cm~(-1)。这些结果表明,质子辐照不同于质子酸的掺杂(质子化过程)而是引起聚苯胺中分子链的断裂。     

多孔CeO_2膜的制备及其光谱性能（英文）

以铈箔为原料,采用阳极氧化法和热处理法制备多孔的CeO_2膜。将阳极氧化铈膜分别在400,500和800℃下进行热处理,分别研究阳极氧化铈膜的晶体结构、组成和表面形貌,分别研究多孔的CeO_2膜红外光谱特征吸收和热膨胀性能。阳极氧化铈膜是Ce(OH)_3,CeF_3,Ce_2O_3,CeO_2和Ce的混合膜,并吸附水和乙二醇,其中Ce(OH)_3,CeF_3,Ce_2O_3分别为六方晶型结构,CeO_2和Ce分别为立方晶型结构。阳极氧化铈膜中的Ce(OH)_3,Ce_2O_3和Ce分别在400和500℃进行热处理时可能分别转变为CeO_2,分别在400和500℃热处理后的膜为CeF_3和CeO_2的混合膜。阳极氧化铈膜中的Ce(OH)_3,CeF_3,Ce_2O_3和Ce在800℃进行热处理时可能分别转变为CeO_2,在800℃热处理后的膜为CeO_2膜。该CeO_2膜是多孔的膜,且孔为直孔,在1 600~4 000cm~(-1)范围内具有强吸收。该CeO_2膜在170~900℃范围内热膨胀系数变化不大,该膜的热稳定性较好。     

磁控溅射结合脉冲激光制备钛掺杂硅薄膜的研究（英文）

发展了一种改进的新型超掺杂工艺,通过真空磁控溅射多层镀膜后结合532nm波长可见纳秒脉冲激光熔融处理,进行超掺杂钛的硅薄膜材料的制备,并对材料的超掺杂层的性质和红外吸收性能进行了探究.结果表明,硅膜层中掺杂的钛原子的百分比浓度超过1%左右,对应钛原子浓度约为5×10~(20) cm~(-3)左右,超过钛在硅中形成超掺杂所对应的原子浓度.钛超掺杂层的厚度超过200nm左右,相对传统工艺具有明显提升,并且钛原子的浓度变化范围不超过20%,分布比较均匀.小角度X射线衍射测试表明经过可见脉冲激光熔融处理后的硅薄膜层材料结晶度为25%左右,呈多晶结构.同时红外吸收谱测试表明,样品的钛掺杂硅膜层在大于1 100nm波长的区域具有很高的红外吸收效果,最高的红外吸收系数达到1.2×10~4 cm~(-1),远超过单晶硅材料.具有比较明显的亚能带吸收的特征,呈现出Ec-0.26eV的掺杂能级.霍尔效应测试表明硅膜层具有较高的载流子浓度,超过了8×10~(18)cm~(-3).     

红外光谱法氧化石墨烯表面氧化度的测定

氧化石墨烯是由sp~2和sp~3两种杂化碳原子构成的单原子层二维网络结构,富含羟基、环氧基和羧基多种含氧基团,是众多功能化石墨衍生物的前驱体;其中,羟基和环氧基主要分布在氧化石墨烯片层表面,羧基主要位于片层结构的边缘,利用氧化石墨烯表面的羟基或环氧基可以得到垂直于表面的有序结构材料,利用边缘的羧基可得到多种悬垂结构的功能复合材料。利用不同氧化方法和同种氧化剂不同用量进行氧化得到石墨烯的氧化度不同,从而功能化后的石墨烯性能有很大差异。氧化石墨烯的氧化度测定是对其进行改性的基础。科学家们通过XRD, XPS, FTIR, Zeta,拉曼光谱法等研究石墨烯中不同杂化的碳原子和氧原子比例,但是几乎没有报道可以直接测量氧化石墨烯上含氧官能团的量。主要通过苯酚作为标准利用傅里叶变换红外光谱建立一种氧化石墨烯片层间羟基含量的测定方法。采用化学氧化-还原法制备薄层氧化石墨烯(GO),由于苯酚和GO具有相似骨架结构,以苯酚的红外光谱谱图可以作为标准图谱,苯酚红外光谱在1 597, 1 500和1 474 cm~(-1)为其苯环结构的伸缩振动吸收峰;在1 374 cm~(-1)处为苯环C—H面内弯曲振动吸收峰;而在1 234 cm~(-1)处为酚类C—OH伸缩振动吸收峰。氧化石墨烯的红外谱图中1 630 cm~(-1)出现类苯环骨架CC的伸缩振动吸收峰,在1 400 cm~(-1)出现氧化石墨烯片层上C—O(H)的伸缩振动吸收峰。利用测试苯酚中苯环和羟基C—OH吸收峰面积的比值,与氧化石墨烯上类苯环结构CC和片层上羟基C—O(H)吸收峰面积的比值,可以得到片层上羟基含量的值。同时利用场发射扫描电镜,透射电镜,原子力显微镜,紫外可见分光光度计和激光拉曼光谱仪对计算结果进行验证,结果表明类比红外光谱法,可以作为测定氧化石墨烯片层上羟基含量的一种有效方法。     

独居石微晶玻璃中玻璃相含量的红外光谱定量测定

独居石微晶玻璃由偏磷酸盐玻璃和独居石两相组成。玻璃和独居石的红外吸收谱带彼此不相重叠,且1275和616cm~(-1)谱带的吸收强度随玻璃相的含量变化而变化。两谱带的对数吸光度比值与玻璃相含量(w％)的相关系数r=0.9975,其回归方程为y=48.356 25.93x。合成独居石的IR谱中952和616cm~(-1)谱带的吸光度比值也随不同的Ce_2O_3/La_2O_3比值规律变化。其r=0.9917,回归方程为y=0.2211exp(0.0221x)。高的相关性表明IR技术可在磷酸盐微晶玻璃物相定量分析中得到实际应用。     

乳胶C-H面外摇摆振动模式ATR二维红外光谱研究

在303~393K温度范围内,采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术,研究了乳胶的分子结构。实验发现:在3500~600cm~(-1)的频率范围内,乳胶主要存在着C-H伸缩振动模式(ν_(C-H))、C=C双键伸缩振动模式(ν_(C=C))、CH_2弯曲振动模式(δ_(CH2))、CH_3弯曲振动模式(δ_(CH3_)和双键上C-H面外摇摆振动模式(ω_(C-H))等五种。本文主要以乳胶ω_(C-H)为研究对象,进一步开展相关二维红外光谱的研究,考查温度对于乳胶分子结构的影响。研究发现:乳胶ω_(C-H)在837cm~(-1)和841cm~(-1)频率处有红外吸收峰,而随着测定温度的升高,乳胶ωC-H红外吸收强度的变化快慢顺序为:837cm~(-1)841cm~(-1)。此项研究拓展了ATR-FTIR技术在乳胶热变性方面的研究范围。     

秦始皇兵马俑一号坑出土弓韬表面纺织品残留物的红外光谱及显微分析研究

为了研究秦始皇兵马俑一号坑第三次发掘出土弓韬遗迹表面的纺织品残留物,使用红外光谱仪、扫描电子显微镜、三维视频显微镜对其进行了分析。发现纺织品残留物的红外光谱在876 cm~(-1)波数处有纤维素中β-D-葡萄糖苷键的特征吸收振动谱带,在1 080 cm~(-1)波数处和1 033 cm~(-1)波数处有纤维素中葡萄糖环中C—O醚键的伸缩振动峰。结合样品红外谱图在动物纤维应有的峰位1 658 cm~(-1)左右和1 534 cm~(-1)左右未出现吸收峰推测弓韬表面的纺织品残留物为棉、麻类植物纤维编织而成。此外,样品红外光谱在1 637 cm~(-1)处有木质素中共轭羰基和■伸缩振动的重叠吸收峰,以及1 434 cm~(-1)处有纤维素与木质素中CH_2的弯曲振动峰。基于棉纤维在1 434 cm~(-1)左右无吸收峰,亚麻纤维在1 730和1 434 cm~(-1)附近有吸收峰,而苎麻纤维只在1 434 cm~(-1)附近有吸收峰的判断标准,推测弓韬遗迹表面的纺织品残留物为苎麻织物。扫描电镜分析发现样品表面形态均一,呈细微片状垒结,未见平行排列的纤维以及表面的节理信息。判断是因纺织品长时间埋藏、降解,导致纤维物理结构消失所致。三维视频显微镜测量结果表明,纺织品残留物的纺织密度为9×9根·cm~(-2),与其他遗址出土的纺织品痕迹相比经纬稀疏,密度并未达到制作服饰的要求。经纬线直径分别为(0.965±0.029)和(0.982±0.019) mm(95%置信水平),且通过独立样本t检验发现经、纬线径差异不显著。根据以上分析结果得出了弓韬制作之初在其表面曾缠绕过苎麻织物的结论,推测其用途为包裹以便于持握及加固弓韬。     

金属表面吸附有机分子的红外激光光声光谱研究

本文利用支线调谐的连续CO_2激光器,在9.2～10.8μm的波段范围内,采用光声光谱的方法作了金属银表面吸附有机分子的红外激光光声光谱工作,测量了覆盖在银表面上的四层花生酸分子(Arachidicacid)以及面密度分别为σ_1=1.4×10~(15)cm~(-2)和σ_2=5.5×10~(15)cm~(-2)的 2-醋酸纤维素分子(cellulose dia-cetate)的红外激光光声谱.观察到了覆盖在银表面上的四层花生酸分子在944cm~(-1)附近的光声谱峰值,与其固体样品的红外傅里叶谱比较,没有发现可观察到的移动;我们也观察到了σ_1=1.4×10~(15)cm~(-2)和σ_2=5.5×10~(15)cm~(-2)的2-醋酸纤维素样品分别在1054cm~(-1)和1059cm~(-1)处的峰值,与同样样品的固体红外透射谱比较,发现前者的峰值有约5cm~(-1)的红移,而后者在实验精度范围内没有明显的峰值的位移.     

天然水晶与水热法合成水晶的近红外光谱对比分析

水热法合成水晶与天然水晶的物理化学性质相似、内含物少见,常规检测方法无法鉴别。本论文采用德国布鲁克(Bruker)TENSOR27红外光谱仪测试分析,发现合成无色水晶以3585cm~(-1)谱带为特征;烟水晶特征吸收峰在3300~3000cm~(-1)附近,而合成烟水晶位于3600~3300cm~(-1)附近;合成黄水晶仅有5200cm~(-1)吸收峰,黄水晶不具有此特征吸收;紫水晶具有5228cm~(-1)、4450cm~(-1)特征谱带,合成紫水晶在4000~3000cm~(-1)内有特征吸收峰;合成绿水晶仅有5200cm~(-1)吸收峰。     

nc-Ge/SiN_x多层膜材料的可调控非线性光学特性

采用等离子体增强化学气相沉积和后退火的方法制备了纳米锗/氮化硅(nc-Ge/SiN_x)多层薄膜。借助Raman光谱仪对其微结构进行表征,测得样品的晶化率大于46%。由样品的光吸收谱可知,nc-Ge的尺寸越小,其光学带隙越大。利用Z扫描技术对样品的非线性光学特性进行研究,以波长为1 064 nm、脉宽为25 ps的锁模激光作为激发光,测得样品的非线性折射率系数在10~(-10)cm~2/W数量级。实验结果表明,通过改变nc-Ge的尺寸可以使材料的非线性光学折射率由自散焦转变为自聚焦特性,而负的非线性折射率系数可归因于两步吸收产生的自由载流子散射效应。当激发光强增大时,在锗层厚度为6 nm的多层膜中同时存在两步吸收过程和饱和吸收过程。两种非线性光学吸收过程之间的竞争是样品呈现不同非线性光学特性的主要原因。     

红外光谱分析的二个实例

(一)紫乌定(episeopalidine)红外光谱的解释和应用紫乌定(Ⅰ)是从紫乌头(aconifum episcopale level)根中提取得到的C_(20)二萜生物碱,其红外光谱(图1)中1739cm~(-1)和1710cm~(-1)分别指定为AcO和P hCOO的羰基吸收,而C(13)和C(6)的酮基吸收在什么     

同位素标记和二维红外光谱研究菌紫质的局部构象动力学

将~(13)C同位素标记的赖氨酸作为红外探针引入细菌视紫红质中,借助傅里叶变换红外光谱和二维红外光谱,我们对该蛋白质的局部结构动力学进行了探究。结果表明一些特定位点的酰胺-Ⅰ带吸收峰发生了明显的红移。在标记的七个赖氨酸残基中,位于细胞外侧螺旋-D的环区域中的赖氨酸129残基,在高频1690cm~(-1)处具有独特的酰胺-Ⅰ带吸收,为利用线性和非线性手段研究细胞外表面结构和水合动力学提供了局部探针。     

儿茶素-黑米花色苷复合物红外光谱及其热力学研究

以黑米花色苷为原料,乙醛介导化学合成儿茶素-黑米花色苷复合物,通过红外光谱法和热力学参数测定探究儿茶素-黑米花色苷复合物缩合反应机制。试验结果表明,儿茶素-黑米花色苷复合物在红外光谱特征区3650～3 200 cm~(-1)—OH伸缩振动区3 207.90和3 217.90 cm~(-1)处具有宽且强的吸收峰;在1 680～1 540 cm~(-1) ■伸缩振动区1 604.92和1 605.65 cm~(-1)处出现了苯环骨架振动吸收峰;在1 300～1 000 cm~(-1) C—O伸缩振动区1 278.01, 1 138.34和1 018.19 cm~(-1)处出现红外吸收峰。由此可见,儿茶素-黑米花色苷复合物与黑米花色苷结构框架基本相同主要以—OH, ■和C—O取代基组成的芳环结构为主。儿茶素-黑米花色苷复合物与黑米花色苷相比,在■伸缩振动区不仅在1 604.92和1 493.59 cm~(-1)处出现了吸收峰,而且还在1 454.78, 1 233.98和817.56 cm~(-1)处出现了三个新的吸收峰。通过吸收峰归属分析发现, 1 454.78 cm~(-1)吸收峰属于—CH_3反对称变形或—CH_2变形振动波段,该吸收峰出现证明了儿茶素-黑米花色苷复合物结构中"乙基桥"的存在,证实了儿茶素和黑米花色苷之间确实发生了缩合反应。817.56和1 233.98 cm~(-1)两处吸收峰的出现意味着儿茶素和黑米花色苷缩合反应发生后产物结构中的部分基团的平面价键发生弯曲,迫使其结构框架中C—O键极性增强。此外,热力学参数测定结果证实儿茶素和黑米花色苷之间的缩合反应为吸热、非自发反应,反应产物儿茶素-黑米花色复合物结构稳定。     

CF_3CDCl_2分子红外多光子光热吸收谱

本文报道用铂丝光热吸收池作为探测器得到了CF_3CDCI_2的红外多光子吸收谱。并发现在线性吸收谱中944cm~(-1)处的吸收峰在多光子吸收谱中分裂为947cm~(-1)和927cm~(-1)两个吸收峰。这一现象与科里奥利力和非谐性引起的简正振动的耦合作用有关。这样,在用CF_3CDCI_2/CF_3CHCI_2体系分离氘同位素时,可以根据这一新结果选择更合适的激发波长。 实验还发现在线性吸收谱中986cm~(-1)处的吸收峰在多光子吸收谱中出现约6cm~(-2)的红移。这种红移现象起源于分子振动能级的非谐性。     

FTIR结合主成分分析鉴别残留包衣剂的玉米幼苗

为了鉴别残留包衣剂农药的玉米幼苗,使用傅里叶变换红外光谱结合主成分分析研究了玉米幼苗的根和叶片。包衣剂包裹的玉米种子和未经过包衣剂包裹的玉米种子在相同条件下种植,并测试它们幼苗根和叶片的红外光谱,进行平行对照试验。同时测试纤维素和包衣剂的红外光谱用于参考。包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱在1 384 cm~(-1)附近出现C—H的弯曲振动吸收峰,而未经过包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱中C—H的弯曲振动特征吸收峰出现在1 375 cm~(-1)附近。参考纤维素和包衣剂的红外光谱,可以确定1 384 cm~(-1)吸收峰源自包衣剂残留的吸收。在根的红外光谱中, 1 384 cm~(-1)的包衣剂农药残留吸收峰尤为明显,与1 375 cm~(-1)的峰形对比,较为尖锐。随着玉米植株的生长,根中1 384 cm~(-1)的特征峰相对强度有减弱的趋势,这是由于包衣剂农药残留被不断输送到植株的地上器官,导致根中的农药残留浓度降低。在经过包衣剂包裹种子的幼苗叶片的红外光谱中,除了1 384 cm~(-1)的农药残留特征峰外,酰胺Ⅱ带的吸收峰呈现明显的肩峰,而这一肩峰在种子没有被包衣剂包裹的幼苗叶片中未被观察到。光谱分析显示一些农药残留的特征吸收峰被较强的纤维素吸收峰所掩盖,而纤维素的一系列特征吸收峰又造成了光谱信息的重叠和数据冗余,因此主成分分析被用于挖掘光谱中的特征信息。在根的主成分1和主成分2得分图中,含农药残留的样本和未含农药残留的样本被聚为两类,两类样本散点没有重叠,正确识别率为100%。在叶片的主成分1和主成分2得分图中,含农药残留的样本和未含农药残留的样本虽然也分为两类,但是少量样本散点存在重叠,正确识别率为93%。结果表明,傅里叶变换红外光谱结合主成分分析可以作为一种客观、便捷的方法鉴别含有包衣剂农药残留的玉米幼苗。