宝石级钠沸石的振动光谱表征

国际珠宝交易市场上最近出现了一批价值不菲的无色透明的宝石级钠沸石刻面成品,为提供快速区分其与仿制品材料的依据,文章通过红外光谱和拉曼光谱对三颗钠沸石样品的振动光谱进行了研究。结果表明, 其红外光谱主要表现为：4 000～1 200 cm-1的吸收峰是结构中水导致的吸收;1 200～600 cm-1 的强吸收与TO₄四面体的内部T—O(T为Si或Al)的反对称和对称伸缩振动有关。拉曼光谱散射峰主要分布在300～600和700～1 200 cm-1两个区间。300～360 cm-1处较弱强度的拉曼散射峰是由于结构中水分子所导致。482 cm-1处中等强度的峰归属于硅氧四面体内部由于变形导致的拉曼位移。726 cm-1处的拉曼散射峰归属于Al—O的伸缩振动;974,1 038,1 084 cm-1的三处拉曼散射峰都是Si—O的伸缩振动导致的拉曼位移。     

云南龙陵黄龙玉的振动光谱及XRD光谱表征

黄龙玉是云南省龙陵县近年发现的新玉石品种,在国内市场热度较高。目前对其矿物组成和光谱特征还未有报道。在常规的宝石学测试基础上,重点采用激光拉曼光谱仪、红外光谱仪和X射线粉晶衍射(XRD)分析方法,对其振动光谱特征和矿物组成进行了细致的研究。结果表明,黄龙玉显示典型的石英质玉石的振动光谱特征,主要红外吸收谱带位于1 162,1 076,800,779,691,530和466 cm-1处,分别属于Si—O—Si非对称伸缩振动、Si—O—Si对称伸缩振动、Si—O—Si弯曲振动。其中在800 cm-1附近谱带有分裂,表明黄龙玉结晶程度较好。拉曼光谱中,归属Si—O—Si弯曲振动的谱带强度较高,主要拉曼散射峰为463和355 cm-1。XRD结果证实,其矿物组成为较纯的石英,红色样品中还含有微量的赤铁矿,是其产生红色的原因。这是首次系统研究黄龙玉的红外光谱、拉曼光谱及XRD谱学特征,为其鉴定、定名及后续的研究提供科学依据。     

莫桑比克摩根石的谱学特征研究

近几年摩根石凭借它独特的色彩悄然兴起。采用常规仪器测试、激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)、紫外-可见吸收光谱(UV)、红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman),对产自莫桑比克的摩根石基本性质、化学成分特征、谱学性质进行了较为详细的分析。紫外-可见光谱获得样品主波长、饱和度、明度等相关颜色参数;成分测试显示样品摩根石中Li,Rb,Cs,Mn等含量较高,计算所得到的晶体化学式为Be_3.2090Al_2.0757Li_0.425Si_5.664O₁₈(Na_0.1420Cs_0.1316);红外光谱显示,摩根石的结构振动区主要在指纹区400～1 200 cm-1,其中900～1 200 cm-1为Si—O—Si环的振动区,550～900 cm-1为Be—O振动区,而450~530 cm-1为Al—O振动区。由于摩根石中的Cs元素的含量较高,而Cs为原子序数较高的元素,其存在可能令Si—O—Si环振动谱峰向低频位移。拉曼光谱显示1 065 cm-1为Si—O非桥氧伸缩面内振动,1 000 cm-1左右为Be—O的非桥氧伸缩面外振动,685 cm-1为Si—O—Si的变形面内振动,400 cm-1为O—Be—O的面外弯曲振动,在390 cm-1处为Al—O的面外变形振动,在320 cm-1处为Al—O的面外弯曲振动。     

马达加斯加黄色方柱石的谱学特征研究

利用常规宝石学仪器、电子探针、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪等,对马达加斯加黄色方柱石的宝石学性质及谱学特征进行了研究分析。马达加斯加方柱石的宝石学特征与方柱石理论值基本一致;方柱石样品颜色均匀,具有玻璃光泽,原石晶型较为完好且表面普遍可见纵纹及褐红色杂质,部分样品表面可见晕彩效应,样品内部可见多种包裹体,如黑云母、无色晶体包裹体等。红外光谱分析结果表明,样品在指纹区均显示1 039,1 105和1 196 cm-1处 Si（Al）—O伸缩振动吸收峰;752 cm-1处Si—Si（Al）伸缩振动吸收峰;551,687和624 cm-1处O—Si (Al)—O 弯曲振动吸收峰;459 cm-1处Si—O—Si的弯曲振动与Na（Ca）—O伸缩振动的耦合吸收峰;416 cm-1处Si—O—Si弯曲振动吸收峰。红外光谱官能团区的诊断性鉴定依据为：3 530和3 592 cm-1处O—H振动引起的吸收峰;2 499,2 629和2 964 cm-1处CO2-₃振动产生的吸收峰。拉曼光谱分析结果表明,桥氧弯曲振动产生459和538 cm-1两处吸收峰;Al—O振动导致775 cm-1吸收峰;硅氧四面体Q₄结构单元振动产生1 114 cm-1吸收峰。紫外-可见光吸收光谱可知,马达加斯加方柱石为过渡金属元素致色,铁离子的存在导致了379和420 nm两处吸收峰,且420 nm吸收峰的强弱影响着方柱石的颜色深浅。致色原因为占据了晶体结构中四面体位置的Fe2+与Fe3+之间电荷转移,从而产生黄色。三维荧光光谱分析显示,方柱石具有较为一致的发光行为,均可见一强一弱两个荧光峰,多集中在302 nm(λ_ex)/343 nm(λ_em)附近。电子探针成分分析结果表明样品属于方柱石族系列中的针柱石,Ma值范围为66%～69%, 平均Ma值为68.1%,且随着Ma值的增高,双折射率随着变小。谱学测试作为无损测试技术,适用于鉴定宝石品种。对鉴定马达加斯加方柱石具有重要的意义,同时为产地溯源、区分优化处理品种提供数据支持。     

一种“冻地”鸡血石相似玉石的宝石学及谱学研究

研究对象是一种与“冻地”鸡血石外观高度相似的玉石,该种玉石半透明“地”中含有橙红色矿物。利用X射线粉晶衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、拉曼光谱仪对该玉石的宝石学及谱学特征进行研究。结果表明：该玉石“地”的主要组成矿物为有序度较高的地开石、橙红色矿物为雄黄;地开石晶体为自形假六边形片状,约15～20 μm,厚2～4 μm,粒径均一且形态一致,集合体在三维空间无序排列;部分样品“地”中含有少量黄铁矿、萤石、石英、方解石等矿物。“地”的红外光谱指纹区具有高岭石族矿物的主要特征峰,分别位于430,470,540,698,755,795,913,937,1 002,1 034和1 118 cm-1;官能团区以3 622,3 653和3 706 cm-1处的吸收峰为特征,3 622 cm-1吸收峰由内羟基OH1的面内伸缩振动引起,3 653 cm-1归属于内表面羟基OH2和OH4的同相伸缩振动;从高频峰到低频峰强度依次增大,且内表面羟基OH3伸缩振动引起的吸收峰位于3 706 cm-1,表明“地”为有序地开石;拉曼光谱测试表明“血”为雄黄,具有186,222,235,273,346和355 cm-1的特征拉曼位移,其中186和222 cm-1归属于S-As-S的弯曲振动,346和355 cm-1由As-S的伸缩振动引起;拉曼光谱同样可用于“地”的矿物组成研究,低频区具有133,241,266,336,436,463,747,792和914 cm-1的高岭石族矿物的特征位移,高频区可见三个与红外光谱相似的阶梯状谱峰,3 624 cm-1强度最大,归属于OH1的伸缩振动,次强峰3 646 cm-1由OH2和OH4的同相伸缩振动引起,归属于OH3的伸缩振动峰强度最小且位于3 706 cm-1,高频区拉曼位移特点指示“地”为地开石,且有序度较高,与红外光谱测试结论一致。尽管研究样品的“地”与“冻地”鸡血石的主要组成矿物相同,为地开石,且具有外观细腻、温润等特点,但其“血”并非辰砂而是雄黄,所以不应与鸡血石混淆,其正确的珠宝玉石名称应为“粘土矿物质玉”。     

古交飞灰不同粒径颗粒的XRD及FTIR研究

我国每年产生大量的粉煤灰,不同粒径的粉煤灰在处置利用方面存在较大差异。为探究不同粒径粉煤灰物质组成及结构的差异,选取古交飞灰为研究对象,将其筛分成8个粒度级别,运用X射线衍射(XRD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:XRD图谱显示古交飞灰主要物质组成为非晶相玻璃体(61.93%～74.76%),莫来石(20.45%～29.59%)与少量石英(1.23%～5.64%)。随着粒径的增加,莫来石含量降低,石英含量先增加后降低,而玻璃体呈现整体上升的趋势。FTIR图谱显示Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动峰为主要化学键(58.86%～67.39%),其次为Si—O—(Si)弯曲振动(15.28%～21.40%), Si—O—Si对称伸缩振动(6.18%～9.67%), Si—O—(Al)对称伸缩振动(0.79%～4.02%)。随着粒径的增加, Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动相对增加, Si—O—(Si)弯曲振动降低,而Si—O—Si对称伸缩振动与Si—O—(Al)对称伸缩振动波有明显变化规律。FTIR中Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动峰主要为飞灰中的玻璃体的吸收峰,其相对含量随着粒度的增加而增加与XRD定量所得玻璃体含量变化趋势整体一致。464 cm~(-1)附近石英的Si—O—(Si)弯曲振动, 1 090 cm~(-1)附近石英的Si—O—Si反对称伸缩振动相对含量的变化趋势与XRD定量所得石英百分含量的结果基本一致。不同粒飞灰中莫来石556 cm~(-1)处强吸收峰的相对含量(y)与XRD计算所得莫来石含量(x%)呈线性关系:y=0.396x-1.997,R~2=0.868。     

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。     

田黄的红外与拉曼光谱研究

对中国寿山田黄石进行了X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱和拉曼光谱测试, 以获得田黄的谱学特征。研究表明田黄有地开石质、珍珠陶石质和伊利石质三类,其红外特征吸收峰分别为3 621,3 629和3 631 cm-1,拉曼特征峰分别为3 626,3 627和3 632 cm-1,3 550～3 750 cm-1间OH振动所致拉曼谱峰与红外结果一致。地开石质田黄含无序、有序两类,无序地开石OH3振动吸收峰相对有序地开石向低波数方向移动8 cm-1,相对强度增强,无序结构可能与高含量的Fe有关。3 550～3 750 cm-1间地开石OH振动红外吸收峰强于珍珠陶石,表现为珍珠陶石质田黄的红外光谱明显叠加有副矿物地开石的强吸收峰。伊利石质田黄主要为2M₁型伊利石,并含有少量1M型伊利石。这些特征为科学鉴定田黄提供了理论依据。     

傅里叶红外光谱在微波水热合成镁皂石中的应用研究

微波水热法在不同压力(1×105, 5×105, 1.5×106, 2.5×106, 3.5×106 Pa)条件下合成得到的皂石矿物进行了傅里叶红外光谱研究。结果显示,低频振动(归属于Si—O—Mg)强度和峰形对于合成条件变化非常敏感。特别是归属于Si—O—Mg弯曲振动模式的吸收强度随着合成压力的增加有了明显的增强。随微波水热合成压力的提高,Si(Al)—O伸缩振动频率红移清晰地反映了层状材料片层结构大小,揭示了硅氧四面体层铝取代量的多少,可以作为分析合成皂石样品结晶度的一个简单而有效的指示性参数。此外,对微波水热法合成皂石还进行了SEM和XRD表征。     

俄罗斯“绿龙晶”的成分和结构特征研究

随着近几年文玩市场的兴起,"绿龙晶"成为人们喜爱的一类新兴的宝玉石品种。目前对于"绿龙晶"的主要矿物组成的认识仍存分歧。采用常规宝石学仪器测试、电子探针、红外吸收光谱和X射线粉晶衍射测试方法对产自俄罗斯的"绿龙晶"玉的基本性质、化学成分、红外吸收光谱及矿物组成特征等进行了较为详细的研究分析。结果显示:俄罗斯"绿龙晶"玉主要为深绿至灰绿色,表面具有特殊的放射状花纹及典型的丝绢光泽,折射率约为1.57,密度为2.61g·cm-3。"绿龙晶"中SiO2的含量为36.177%~36.651%,MgO含量为36.439%~36.730%,Al2O3含量为11.961%~12.318%,FeO含量为2.304%~2.853%,具富镁贫铁特点。样品中Al/(Al+Mg+Fe)为0.185 3~0.215 9,推测其为镁铁质岩蚀变成因。样品中的Si=3.10~3.40,Fe~(2+)/R~(2+)=0~0.024 8,属叶绿泥石类型。"绿龙晶"的红外吸收光谱为特征的绿泥石振动谱峰,高频区3 673cm~(-1)附近的吸收峰为OH伸缩振动所致,1 400cm~(-1)附近吸收峰属OH弯曲频率,1 000cm~(-1)附近的三个吸收峰由Si—O伸缩振动致,400~600cm~(-1)之间的吸收谱带属于Si—O弯曲振动。其中中频区1 000cm~(-1)附近分裂的三个吸收峰1 051,1 006和968cm~(-1)可作为鉴定其为叶绿泥石的关键证据。X射线粉晶衍射分析结果与化学成分及红外吸收光谱分析结果一致,显示"绿龙晶"中的主要组成矿物为叶绿泥石,非斜绿泥石。     

三例同构稀土/钨氧簇化合物二维红外相关光谱研究

多酸化合物(POMs)是一类重要的多金属氧簇,由过渡金属在其高氧化态(V~Ⅴ, Nb~Ⅴ, Ta~Ⅴ,Mo~Ⅵ,Mo~Ⅴ及W~Ⅵ)与氧桥联的簇阴离子组成。在前人研究基础(H_2en)_2{SiW_(11)O_(39)Sm(H_2O)_2}·(H_3O)·6H_2O之上,改变稀土盐,成功合成了与其同构的三例晶体(H_2en)_2{SiW_(11)O_(39)Ln(H_2O)_2}·(H_3O)·6H_2O[Ln=Ce(1), Pr(2), Nd(3)], X-射线单晶衍射实验测得四者属于三斜晶系,■空间群,晶胞参数一致,表明它们晶体结构相同; X-射线粉末衍射实验显示四者峰位相同,表明物相一致。此类同构的晶体,由于簇阴离子相同,仅取代的稀土离子不同,在许多表征方式上,显示出类似的现象,例如一维红外光谱吸收曲线相似,在1 039, 949, 889和787 cm~(-1)均出现了归属于Keggin簇阴离子骨架的振动吸收,在3 600～3 300和1 600～1 630 cm~(-1)附近均出现ν_(as)(O—H)及δ(O—H)的吸收峰,在3 277, 2 927和2 855 cm~(-1)内均出现了乙二胺配体N—H和C—H伸缩振动峰。但是磁微扰下的二维红外相关光谱,磁性粒子对磁场响应很敏感,热微扰下的二维红外相关光谱,易于捕捉氢键振动模式的细微变化。因此,二维红外光谱可以用于精细测定分子结构,并且此类同构钨氧簇合物的二维红外光谱对比分析还未见报道。磁微扰下的二维红外相关光谱,化合物1在468, 560和810 cm~(-1)出现响应峰,分别归属于ν_(as)(Ce—O),骨架ν(W—O),ν_(as)(W—O_b)。化合物2在450,464和475 cm~(-1)出现ν_(as)(Pr—O), 570和675 cm~(-1)处响应峰归属于骨架ν(W—O)。化合物3在452, 468和472 cm~(-1)处响应峰归属于ν_(as)(Nd—O), 518, 533, 545, 565和695 cm~(-1)响应峰为骨架ν(W—O)。化合物1, 2, 3归属于骨架ν(W—O)的响应峰数目增多,这是由于磁微扰下的二维红外光谱, Ce~(3+), Pr~(3+), Nd~(3+)价电子组态分别为4f~1, 4f~2, 4f~3,价电子数增加,磁性粒子Ln~(3+)对邻近W—O键影响变大。热微扰下的二维红外相关光谱,化合物1, 2, 3均在400 cm~(-1)左右出现了ν_(as)(Ln—O)响应峰, 810, 860和940 cm~(-1)左右均出现了ν_(as)(W—O_b)和ν_(as)(W—O_d)的响应峰,这是由于三个化合物的簇骨架相同,氢键相同。但是化合物1, 2, 3的ν_(as)(W—O)振动响应最强峰分别出现在810, 850和855 cm~(-1),这可能由于取代在簇骨架上的Ln离子极性不同,对邻近W—O键偶极矩产生不同影响。因此通过二维红外光谱,可以很好地对此类同构的稀土取代钨氧簇的异同点进行分析。     

1.0～4.4GPa下奥长石拉曼光谱特征的变化

常温、1.0～4.4GPa下,利用激光拉曼光谱研究了奥长石晶体结构随压力的变化。发现,压力为2.9GPa时,517cm-1附近出现新的谱峰,奥长石开始相变。3.4GPa时,源于奥长石结构中M—O伸缩振动的288cm-1拉曼谱峰频移发生突变,517cm-1附近谱峰消失,奥长石由三斜晶系完全相变为单斜晶系(P1-I1)。随压力增加,归属于奥长石四面体结构中Si—O—Si弯曲振动的458及516cm-1谱峰随压力增加有规律地向高频方向偏移,斜率分别是1.667cm-1/GPa和3.560cm-1/GPa,而源于Al—O—Al弯曲振动的480cm-1谱峰与压力没有明显的线性变化关系。卸压过程中,288cm-1拉曼谱峰频移保持不变,458,480及516cm-1谱峰向低频偏移。长石类矿物的相变压力与结构中八元环所含阳离子种类有关。     

福建寿山溪蛋石的矿物学和谱学研究

溪蛋石是寿山石的著名品种之一,指散落在月洋溪中的一种山坑石,系寿山石中的芙蓉石品种的风化产物。残块经过雨水冲刷流入溪中,复受水流、河沙等长年冲击,形成浑圆卵石状外表,因其易于雕刻塑形,广受近代雕刻家好评。为了探究寿山溪蛋石的矿物学和谱学特征,运用常规的宝石学测试方法、X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪和电子探针等测试方法,对几件黄色溪蛋石样品的矿物组成、红外及拉曼光谱特征、化学成分等展开了全面研究。常规宝石学测试结果表明,溪蛋石样品的相对密度约为2.8,摩式硬度小于3;为了避免层状硅酸盐矿物的择优取向性,XRD实验采用侧压法,测试结果表明,溪蛋石由较纯的叶蜡石组成,并以单斜晶系（2M型）叶蜡石的形式存在,以2θ=19°~22°之间4.44Å（020）,4.24Å（12）和4.17Å（111）三个衍射峰为特征,其中（12）和（111）两个衍射峰相距很近,在（12）衍射峰（2θ=21.06°）右侧出现了一个衍射肩;在2θ=28°~31°之间,以3.06Å（003）强峰（2θ=29.05°）为特征;采用红外光谱仪可以有效的确定溪蛋石基质和石皮部分的矿物成分。样品的红外光谱表明,溪蛋石的风化皮与基质部分矿物成分均为叶蜡石,指纹区的主要特征峰为1 122,1 068,1 052,949,853,835,812,541和484 cm-1,其中,1 122 cm-1归属于Si-O伸缩振动,1 068和1 052 cm-1附近强而尖锐的吸收峰由简并解除的Si-O-Si伸缩振动引起,949 cm-1左右的吸收窄带由Al-OH面内弯曲振动引起;853,835及812 cm-1处强度较弱的倒“山”字形吸收谱带属于Al-OH面外弯曲振动,541 cm-1处吸收峰为Si-O-Al伸缩振动引起,484 cm-1归属于Si-O弯曲振动;官能团区3 675 cm-1处尖锐的吸收峰由Al-OH伸缩振动所导致,指示了叶蜡石结构的高度有序化。采用显微激光拉曼光谱对溪蛋石中的包裹体进行测试,以确认其矿物成分。结果显示,点片状黑色包裹体为赤铁矿,拉曼特征峰为224,291,409,494以及1 315 cm-1,灰白色矿物为硬水铝石,拉曼特征峰出现在448,499和667 cm-1,还存在707,788和1 194 cm-1处弱峰,与硬水铝石的标准谱峰吻合。此外,基质部分在111,194和261 cm-1处的拉曼峰由Si-O键伸缩振动所致,706 cm-1处强而尖锐的拉曼峰以及3 670 cm-1处的峰是由O-H伸缩振动所致,与叶蜡石的拉曼光谱一致,也与红外光谱的测试结果对应。根据矿物单位分子中的电价平衡原则和正电荷总数,利用电子探针测试数据计算溪蛋石的平均晶体结构化学式为：(Al_1.98Na_0.02Cr_0.01)[(Si_3.98Al_0.02)O₁₀](OH)₂。溪蛋石化学成分稳定,主要含有Si（64.88%）,Al（27.55%）。寿山溪蛋石中含0.2%左右的Cr和0.02%左右的Fe和Cr元素含量远大于Fe元素,因此推测溪蛋石的浅黄色由Cr和Fe离子共同作用所致。     

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。     

江西“高洲石”的矿物学和谱学特征研究

印章石是我国特有的具有民族历史文化特色的艺术品, 江西“高洲石”是近年来新发现并在市场上流通的印章石品种。采用X射线粉晶衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)及差热分析(DTA)对“高洲石”的矿物学特征和谱学特征进行了系统的研究。粉晶衍射结果表明, “高洲石”的主要矿物成分为高岭石族矿物和叶蜡石, 其次含有少量的绢云母和伊利石等。其中高岭石和地开石多型可通过18°～40°(2θ)范围内一系列地开石特有的衍射峰鉴别。“高洲石”中高岭石族矿物同时出现高岭石和地开石的特征衍射峰, 主要为高岭石-地开石过渡矿物。“高洲石”主要化学成分为SiO2和Al2O3, 次要成分为Fe2O3和K2O和Na2O等, 这与高岭石族矿物的化学成分相一致。红外光谱的结果显示“高洲石”中高岭石-地开石过渡矿物在高频区一般出现3 689, 3 645和3 615 cm-1三个谱带, 其中归属于面外羟基振动的3 689 cm-1谱带和面内羟基振动的3 615 cm-1谱带强度近似相等, 部分略有变化, 其变化因含高岭石层或地开石层较多造成。扫描电镜下观察到“高洲石”中高岭石矿物的形态主要呈直径为0.5～4 μm的不规则片状或假六方板状, 与我国其他产地印石的扫描电镜特征较为相似。差热分析结果表明高岭石族矿物的脱羟吸热谷温度与其矿物种属有一定对应关系, 同时此温度还受矿物颗粒大小的影响。综合研究表明, “高洲石”的矿物类型与我国四大印石(寿山石、昌化石、青田石、巴林石)相似, 作为四大印石的替代品, “高洲石”具有广阔的市场前景。     

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。     

不同静水压力条件下正长石的红外、拉曼光谱特征研究(英文)

选择新疆巴里坤花岗岩中的无色和粉红色两种正长石矿物进行了静水压力实验研究。使用立方氧化锆压腔,以石英做压标对正长石矿物进行了常温和100~600MPa不同静水压力条件下的原位压力测试实验。对不同压力条件下正长石矿物的含水性进行了拉曼光谱和傅里叶转换红外光谱表征。分析发现正长石的拉曼位移与样品所受到的静水压力呈显著的正相关关系。长石结构基团的M—O振动峰、AlⅣ—O—Si弯曲振动峰和[SiO4]四面体基团振动的拉曼峰随静水压力的增大而有规律地向高频方向偏移,漂移距离分别为2,2.19和小于2cm-1。红外光谱分析表明在一定的压力条件下进入到粉红色长石中的水较无色长石中的水含量为多。正长石红外光谱中以3 420cm-1为中心的水分子吸收峰的强度和积分面积随着静水压力的增大而增强。无色长石和粉红色长石的积分面积分别由常压下的120和1 383cm-1提高到600MPa条件下的1 570和2 001cm-1。实验结果预示着正长石在地壳一定深度的含水围压条件下,围岩中的水可以进入到长石矿物中。     

柠檬酸和乙二胺改性前后麦秸秆的红外光谱分析比较

对天然麦秸秆(NWS)、柠檬酸改性麦秸秆(CWS)、乙二胺改性麦秸秆(EWS)的红外光谱进行了比较分析.NWS的红外吸收光谱主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.NWS表面的羟基吸收峰出现在3405.16cm-1、2916.81cm-1处的吸收峰来自亚甲基中C—H的伸缩振动.1736.02cm-1和1602.21cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;苯环的骨架伸缩振动峰出现在1511.33cm-1;1425.47cm-1处的吸收峰是来自羧基的C—O伸缩振动,1376.19cm-1处为CH2的弯曲振动峰.与NWS的红外光谱图相比,CWS的主要变化为1738.13cm-1和1592.06cm-1处C=O吸收峰强度显著增加;EWS的主要变化为3405.16cm-1处的吸收峰蓝移至3417.43cm-1,且强度增加,1736.02cm-1处的吸收峰消失,CH2的C—H伸缩振动峰(2903.49cm-1)和弯曲振动峰(1382.91cm-1)强度显著增加,结果说明改性后分别引入了羧基和胺基.     

梧桐树叶吸附铜离子前后红外光谱分析比较

本文对吸附Cu2 前后梧桐树叶的红外光谱进行了分析比较.梧桐树叶的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.1735cm-1和1615cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;1515cm-1的吸收峰是苯环的骨架振动峰,1243cm-1处是苯羟基中C-O的伸缩振动峰.1447cm-1处的吸收峰为CH3和CH2的不对称弯曲振动峰,1370cm-1处是甲基的弯曲振动峰.吸附Cu2 后,羧基的羰基峰(1735cm-1附近)向低波数移动1-2cm-1,酮羰基峰(1616cm-1附近)向高波数移动2-8cm-1;天然树叶1242cm-1处的吸收峰红移至1238cm-1处.红外光谱比较分析的结果表明吸附Cu2 后树叶的结构仍保持完整.     

银(Ⅰ)、镉(Ⅱ)4-巯基吡啶配合物的光谱研究

采用常规溶液反应蒸发法以4-巯基吡啶(简写为4-MPy)为有机配体与银、镉的硝酸盐合成了两种金属有机配合物。并利用红外、拉曼、紫外-可见光谱技术对4-MPy及合成的配位化合物进行了研究,对主要红外和拉曼谱带进行了经验归属,并进一步讨论了配体和配合物的特征吸收谱带与配合物结构间的关系。在红外光谱中,配体在1 459cm-1处的吸收峰归属为CC和CN复合振动峰,形成配合物后在两种配合物中,此吸收峰分别向高波数位移至1 464和1 464cm-1。在拉曼光谱中,两种有机配位化合物在1 004和1 008cm-1处归属为环呼吸振动峰、在1 617和1 615cm-1处归属为环伸缩振动峰、在720和720cm-1处归属为β(C—C)和ν(C—S)的复合振动峰,各自十分相似。