光谱分频型PV/T系统中纳米颗粒优化分析

将纳米流体用于光谱分频(spectral beam splitting,SBS)型PV/T系统可提高系统效率,合适粒径的纳米颗粒(nanoparticles,NPs)能有效过滤光伏电池光谱响应外的太阳辐射。采用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)模拟了Au、Ag、Cu、Fe₃O₄、ZnO、TiO₂六种NPs的光学特性,以单晶硅太阳能电池的光谱响应为例,研究了粒径为20 nm～200 nm六种NPs的光吸收性能,并将契合度作为评价指标优化粒径。结果表明：NPs的光学性质对其粒径大小非常敏感,通过改变NPs粒径,可在较宽范围内调节散射、吸收和消光峰位置,且其峰值均随粒径增大而增加。金属NPs对太阳辐射的吸收能力优于非金属NPs,6种NPs单位体积最大吸收功率分别为21.88 GW/m³、17.95 GW/m³、20.16 GW/m³、2.54 GW/m³、1.02 GW/m³     

TNAs/g-C3N4/Au NPs异质结同时作为光催化剂和SERS衬底:一种可回收的多功能检测平台

新型掺杂异质结的TiO₂纳米管阵列(TNAs)被广泛用作污染物的光催化剂,其残留检测通常采用其他方法。该研究制备了一种新型的TNAs/g-C₃N₄/Au NPs异质结,可同时用作光催化剂和SERS衬底。成功降解了结晶紫染料,并用拉曼光谱法检测了其残留浓度。在10.0μmol·L^-1～100.0 pmol·L^-1范围内,拉曼强度与结晶紫浓度呈良好的线性关系,检出限为87.9 pmol·L^-1。制备的异质结用于废水处理和生物染色检测。在检测应用中,异质结在拉曼增强方面表现出良好的可循环性。计算出原始增强因子为7.43×10⁶,10次循环后EF略有下降,仍为6.17×10⁶。     

AAO/Ag NPs复合体系光吸收特性

利用时域有限差分法设计并分析了基于多孔氧化铝与纳米银颗粒的AAO/Ag NPs光吸收器模型,采用物理气相沉积方法制备了AAO/Ag NPs复合体系样品,表征并测试了不同实验参数下样品的光吸收特性.测试结果表明制备的AAO/Ag NPs复合体系样品在400～2 500nm波段的光吸收率高达98%,且高的光吸收率几乎不受银纳米颗粒氧化的影响.理论计算与测试分析表明多孔氧化铝孔内壁沉积的颗粒越多,沉积深度越深,沉积的银颗粒尺寸范围越大,光吸收率越高,而多孔结构有效降低了入射光的反射率,其表面的银膜有效降低了出射光的透射率.     

银胶溶液pH值对结晶紫的表面增强拉曼光谱增强效果的影响

通过NaBH4还原AgNO3制得银溶胶, 分析了结晶紫溶液表面增强拉曼光谱随银胶溶液pH值减小而逐渐减弱的机理。其原因是当加入酸改变银胶溶液pH值时, 在静电力作用下H+聚集在粗糙且存在偶电层(Ag+─负吸附质)的银胶表面, 使胶体中存在的表面等离子体共振吸附态的光吸收源随着H+浓度的增加逐渐减弱。并且H+与结晶紫的竞争作用又使结晶紫与银颗粒之间的吸附数量减少, 最终使结晶紫SERS强度随着pH值减小而逐渐减弱。我们测得银胶溶液的紫外──可见吸收光谱吸收峰强度随着pH值减小而逐渐减弱, 证明了分析的正确性。     

金属纳米颗粒的导入对顶发射OLED光取出影响的FDTD模拟与研究

由于有机发光二极管（OLED）中存在金属阴极和有机层界面,故部分光子会转化为表面等离子激元沿金属表面传播耗散掉。同时,金属阴极自身也会吸收部分光能量。这两种情况均会导致器件出光率降低。分析了在结构为Ag （100 nm）/MoO₃（5 nm）/NPB （35 nm）/EML （20 nm）/Alq₃（40 nm）/Al （20 nm）/MoO₃（50 nm）的器件内部引入银纳米颗粒（Ag NPs）或者金纳米颗粒（Au NPs）后器件出光效率的变化。同时,改变金属纳米颗粒的位置以观察其对出光效率的影响。利用有限差分时域法对无金属纳米颗粒的器件和金属纳米颗粒位于器件不同位置时的出光效率进行了模拟计算。结果显示,Ag NPs或者Au NPs都可以提高器件出光效率且Ag NPs优于Au NPs。在468 nm波长下,Ag NPs位于Al阴极表面、电子传输层（ETL）中间和Ag表面时器件的透光率分别是51.1%,50.5%和45.5%,而未掺杂Ag NPs的参考器件的透光率仅为43.3%。     

银/二氧化硅薄膜对硝酸钠红外吸收特性的影响

采用银氨溶液与二氧化硅溶液混合的方法制备银/二氧化硅(Ag/SiO₂)薄膜材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及紫外—可见吸收光谱进行了表征。研究了Ag/SiO₂薄膜对硝酸钠水溶液的红外吸收光谱特性的影响。结果表明硝酸根的反对称振动吸收峰随着硝酸钠的浓度提高而变化,这可能与Ag/SiO₂薄膜材料的表面等离子体增强效应和有效表面积增大效应有关。     

2-噻吩甲酸在Fe3O4@Ag基底上的吸附及表面增强拉曼光谱

采用共沉淀法合成Fe₃O₄纳米颗粒,再以柠檬酸三钠还原AgNO₃获得了具有SERS活性的Fe₃O₄@Ag磁性纳米复合材料。基于密度泛函理论(DFT)的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱(SERS)技术,从理论计算和实验测定表征探讨了2-噻吩甲酸(2-TCA)在Fe₃O₄@Ag表面的吸附行为和增强效应。结果表明:理论计算得到的拉曼光谱与实际测得的常规拉曼光谱基本一致,而在DFT理论计算中所键连的Ag原子数越多,与实测值就越接近。溶液的浓度和pH对拉曼增强效果有很大的影响,当溶液的pH=3且浓度为1×10^-4 mol·L^-1时有最大拉曼增强效应。峰强随2-TCA浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,浓度过大会导致大量2-TCA分子吸附聚集在Ag表面形成局部"拥堵",阻碍了激发光尤其是光谱信号的散射通过,从而减弱了拉曼增强效应。pH的变化使溶液中2-TCA分子形态发生改变,结构形态不同,其在Ag表面的吸附方式也不同。中性C₄H₃SCOOH分子以环上S:形式垂直吸附键合在Ag表面,形成S—Ag配位键而产生SERS光谱。-1价C₄H₃SCOO^-离子以S—Ag配位和O—Ag共价"双键合"侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱。在Ag表面,以单独S—Ag配位键吸附或键合的能力比S—Ag配位和O—Ag共价共同吸附方式要弱,但其产生的SERS信号更强,故2-TCA中性分子比2-TCA^-离子更有利于SERS的产生。随着pH值的增加,溶液中的2-TCA由中性分子逐渐转化为-1价的C₄H₃SCOO^-离子,因而在pH>3以后,拉曼增强效应逐步减弱。     

CdTe量子点功能化玻片的制备及其对Pb2+浓度的检测

通过羟基化和氨基硅烷化处理,得到表面接枝氨基的玻片载体。水相合成巯基乙酸修饰的CdTe量子点(CdTe-TGA),采用EDC/NHS活化反应,将量子点偶联到氨基化玻片表面,制备出具有荧光性能的功能化玻片。考察了量子点与EDC的量比、活化时间、偶联温度以及偶联时间对偶联效果的影响。结果表明,在量子点与EDC的量比为1:30、活化时间1 h、偶联温度30 ℃、偶联时间4 h条件下获得的功能化玻片具有最佳的荧光性能。将该条件下制备的功能化玻片用于水溶液中Pb²⁺的浓度检测,得到玻片相对荧光猝灭强度随Pb²⁺浓度变化的线性曲线,线性范围为1.0×10^-9~4.0×10^-8mol·L^-1,检出限为3.8×10^-9mol·L^-1,且具有良好的选择性。该方法可以灵敏而准确地检测Pb²⁺浓度。     

单位点表面电荷调控提升拉曼检测灵敏度

单位点调控作为一种重要的材料修饰手段,近年来在催化、能源、环境等领域中蓬勃发展。调控单位点,可以有效地调控表面电荷、电子结构、原子空间构型,从而实现材料整体性能的提升。在拉曼检测领域,表面电荷等关键因素被广泛认可并是当下研究热点。然而,单位点对表面电荷调控,乃至对拉曼灵敏度影响尚无系统研究。该研究全新提出单位点(包括单分子、单原子、单原子中心的配体络合物等)的表面电荷调控作用并研究其对拉曼检测灵敏度的影响。其中,利用经典的特异性反应：4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑(AHMT)与甲醛生成6-巯基-5-三唑啉[4,3-b]-s-四嗪(MTT),使得经单位点AHMT调控的Ag材料具有极低的检测限10^-12 mol·L^-1,低于不经单位点AHMT调控表面电荷的10^-9 mol·L^-1,实现了对甲醛分子的超低浓度检测。还研究了单钨原子氧化物调控,对于非特异性反应中的标准分子、农药残留分子检测能力的影响。其中罗丹明6G的检测限可以从10^-12 mol·L^-1     

CdTe量子点-罗丹明B荧光共振能量转移法测定溶菌酶

合成了以硫代乙醇酸为稳定剂的CdTe量子点,以发射波长为530 nm的量子点为供体,罗丹明B为受体,建立一种以十六烷基三甲基溴化铵为介质的荧光共振能量体系检测溶菌酶含片中溶菌酶含量的方法。结果表明:在pH=5.0时,溶菌酶的浓度与共振能量转移效率降低值在2×10^-7~ 8×10^-6 mol·L^-1范围内呈线性关系,其线性方程为Y=306.07-13.85X,相关系数为0.991 0,检出限为2×10^-8 mol·L^-1,RSD为5.8%,平均回收率为101%(n=5)。     

基于磺胺掺杂氮硫的碳点制备及对Hg2+的光化学识别

为提高碳点对汞离子光化学识别的选择性及检测方法的可行性,以柠檬酸和磺胺为原材料采用热解法制备一种新型氮、硫共掺杂碳点（NS-CDs）。用红外光谱仪、紫外-可见光吸收光谱仪、透射电镜、元素分析仪和荧光光谱仪等对其结构和光学性能进行表征。结果表明：该量子点水溶性和分散性高,平均粒径4.78 nm左右,具有类石墨结构;其在3 446和3 261 cm-1处存在N-C和O-H键振动吸收峰;2 966和2 923 cm-1处为C-H键振动吸收带;1 630和1 570 cm-1处吸收峰归属于苯环骨架C═C双键振动;1 388 cm-1处为-CH₃剪式振动峰;1 268,1 192,1 146及1 071 cm-1处的振动吸收峰表明存在为C-N,C-S,C-O,C-O-C及-SO-₃键,912 cm-1处为环氧基的特征吸收峰,739 cm-1处吸收带归属于N-H键变形振动,可见,该碳点不仅含有苯环骨架结构,还有N和S等元素参与的成键结构存在。其在21.4°处出现一个明显且宽的(002)晶面衍射特征峰,晶格间距为0.41 nm,稍大于石墨晶格间距（0.34 nm）。NS-CDs的C,N,S和O元素含量分别为68.72%,7.37%,6.24%及17.67%,与红外分析结果吻合。NS-CDs在309 nm处有一个由C═C键的π→π*电子跃迁产生的较强吸收峰,且在可见光区域内有一个很长的拖尾;同时在335 nm处出现了一个由C═O键的n→π*电子跃迁而产生的吸收肩峰。当激发波长小于390 nm时,NS-CDs原液荧光发射峰值随激发波长增大而逐渐增大,且在390 nm时,荧光强度最强;大于390 nm时,随激发波长增大而逐渐减弱。同时发现随激发波长增加,发射峰逐渐红移。当NS-CDs溶液逐渐稀释时,其最佳激发峰也由390 nm蓝移至360 nm;当pH值＜11.0时,NS-CDs的荧光强度变化很小,在pH值为7.0时荧光峰最强;在pH＞12.0时,荧光强度急剧下降,故选用PBS缓冲溶液（pH 7）进行金属离子检测实验。在16种金属离子中只有Hg2+对NS-CDs荧光强度具有极其显著的影响,使碳点荧光完全猝灭,基于NS-CDs对Hg2+具有高选择性及Hg2+对NS-CDs强荧光猝灭作用,建立了其对Hg2+的荧光化学识别方法。该识别方法的线性方程为y=5.559 02x-13.860 39,其线性范围为1×10-3~1×10-9 mol·L-1,R2为0.9947,检出限为7.11×10-3 nmol·L-1,相对标准偏差小于2.5%,对实际样品检测精度和回收率高,可用于实际水样中Hg2+的检测,在生物和环境分析领域具有良好的应用前景。     

(Au)_核(Ag)_壳纳米微粒-火焰原子吸收光谱法测定过氧化氢

在90 ℃水浴条件下,以粒径为10 nm的纳米金做晶种,用柠檬酸三钠还原硝酸银,制备了平均粒径为30 nm的（Au）核（Ag）壳纳米微粒,用高速离心纯化除去过量的柠檬酸三钠获得了较纯的（Au）核（Ag）壳纳米微粒。在pH 3.8的HAc-NaAc缓冲溶液中,Fe2＋催化H2O2反应产生的羟基自由基可氧化（Au）核（Ag）壳纳米微粒生成银离子。离心后,离心液中的银离子可用火焰原子吸收光谱法在328.1 nm波长处测量。随着H2O2浓度增大,离心液中银离子浓度增加,其吸光度值增加。H2O2浓度在2.64～42.24 μmol·L-1范围内与上清液中银离子的原子吸收值ΔA呈良好的线性关系,回归方程为ΔA=0.014c-0.013 1, 相关系数为0.998 4,检出限为0.81 μmol·L-1 H2O2。当用于水样中H2O2的测定,获得了满意的结果。     

反相高效液相色谱法测定花生红衣中白藜芦醇的含量

建立了反相高效液相色谱测定白藜芦醇的方法,采用Ultimate-C18色谱柱,以乙腈:水(30:70)为流动相,流速为1.0mL·min-1,检测波长306nm,采用外标法进行定量.结果为白藜芦醇在1.22×10-5-0.1g·L-1的范围内线性关系良好,检出限为3.6×10-7g·L-1.所建立的方法具有分析速度快、...     

茜素蓝S与氯霉素的显色反应及应用

研究了茜素蓝S与氯霉素的显色反应,建立了测定氯霉素的可见分光光度法。在酸性Britton-Robinson缓冲介质中,茜素蓝S与氯霉素反应生成的络合物导致吸光强度(ΔA)显著增大。最大正吸收波长位于638nm,表观摩尔吸光系数(ε)为1.32×104L·mol-1·cm-1;最大负吸收波长为566nm,表观摩尔吸光系数(ε)为8.00×103L·mol-1·cm-1;氯霉素的浓度在0—2.0×10-5mol.L-1范围内遵从比耳定律。探讨了适宜的反应条件、主要分析化学性质及方法的精密度和可靠性。方法用于市售氯霉素药物中氯霉素的测定,结果满意。     

光助Fenton法氧化垃圾渗滤液中有机物的研究

根据日光辐射强度随时间的变化规律,选择光强最大时间区域进行试验,研究了不同Fe2+/H₂O₂、pH值、Fenton试剂用量对垃圾渗滤液色度去除率和UV₂₅₄的影响,利用光谱扫描研究了垃圾渗滤液在光助Fenton技术处理前后有机物的变化情况。研究结果表明, 光助Fenton技术对垃圾渗滤液的色度有较好的去除效果。光助Fenton技术处理垃圾渗滤液的优化条件是：Fe2+/H₂O₂为1/95,Fe2+浓度为5.00 mmol·L-1,H₂O₂浓度为5.70×102 mmol·L-1,pH值为2.5。论文还对光助Fenton技术处理垃圾渗滤液的动力学进行了分析。研究结果显示,光助Fenton技术对垃圾渗滤液中有机物的降解符合二级反应动力学,反应方程为dc/dt=-4.34[c]1.92;光谱扫描结果表明,光助Fenton技术对垃圾渗滤液中的有机物有很好的去除效果。     

2-（3,5-二氯-2-吡啶偶氮）-5-二乙氨基酚分光光度法测定啤酒中微量铬的研究

在0.09—0.16mol·L-1硫酸介质中,Cr2O72-与2-（3,5-二氯-2-吡啶偶氮）-5-二乙氨基酚作用,形成二离子缔合物,最大吸收波长533nm,表观摩尔吸光系数为为4.51×104L·mol-1·cm-1,铬含量在0—3.3μg·mL-1内符合比耳定律,用于啤酒样品中微量铬的测定,结果满意。     

茜素分光光度法测定磷霉素钠

在乙醇体系中,磷霉素钠与茜素发生反应,生成稳定的1∶1的络合物,溶液颜色发生明显改变,其最大吸收波长为545nm,磷霉素钠的浓度在1.4—60mg·L-1范围内遵守比耳定律,表观摩尔吸光系数ε=3.47×103L·mol-1.cm-1,基于以上反应,本方法测定药物制剂含量与文献方法一致,回收率在99.6%—100.5%之间,结果满意。     

油溶性CdSe量子点荧光探针直接检测农药水胺硫磷

基于农药水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的现象,建立了一种简单、快速、直接检测农药水胺硫磷的新方法。在最佳实验条件下,油溶性CdSe量子点的荧光猝灭程度与水胺硫磷浓度在2.30×10-7～1.09×10-5 mol·L-1范围内呈较好的线性关系,相关系数为0.999 9,对水胺硫磷的检出限为1.1×10-7 mol·L-1。本法已成功用于大米和小麦面粉样品中水胺硫磷农药残留的检测,加入回收率在93.3%～105.0%之间,结果满意。结合紫外-可见吸收光谱及时间分辨荧光光谱,探讨了水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的机理。研究结果表明,水胺硫磷能有效改变油溶性CdSe量子点的表面状态,增大了表面缺陷和非辐射重组的发生,从而使油溶性CdSe量子点的荧光猝灭。     

槲皮素与不同浓度氢氧化钠反应的紫外-可见时间分辨吸收光谱

采用带有快门的增强型光谱探测器ICCD,对槲皮素与不同浓度NaOH的反应过程进行了实时监测,测得了浓度为5×10-5 mol·L-1的槲皮素分别与浓度为2, 0.2, 0.1, 0.04和0.02 mol·L-1的NaOH反应的紫外-可见时间分辨吸收光谱。对每种浓度,一次连续拍摄200幅,每幅光谱曝光时间为0.1 ms, 每两幅间时间间隔为前5幅20 ms,中间50幅1 s, 最后100幅2 s。实验结果表明槲皮素极易与NaOH发生反应,反应过程中有中间产物生成,对应不同浓度的反应物,反应中吸收光谱的变化是相同的,只是变化发生的时刻不同,且整个反应时间从1～100 s不等。所拍光谱图清楚地显示出槲皮素的特征峰254和374 nm的消失,槲皮素-NaOH反应过程中中间产物的吸收峰427 nm的产生和消失,及反应最终产物的吸收峰314 nm产生的过程。所获得的瞬态光谱在国内外还未见有报道,这些光谱信息为研究槲皮素和NaOH反应的微观过程提供了实验依据。     

Spectroscopic Analysis of Organophosphorus Pesticides Using Colorimetric Reactions

The UV-Vis and infrared (IR) absorption spectra of organophosphorus (OP) pesticides have been studied. A correlation in spectra was developed to optimize the OP pesticides in the environments. The spectroscopic (UV-Vis and IR) spectrum of OP pesticides like methyl parathion, malathion and parathion has been interpreted in detail. A complete calculation of the normal frequencies and absolute intensities of UV-Vis and IR absorption bands are interpreted with the help of corresponding experimental data. In the colorimetric reactions, the bands appear at 2 077, 1 637, 1 455, 1 015, 655 cm-1 for malathion; 2 081, 1 639, 1 316, 1 015, 794, 683 cm-1 for parathion; 2 078, 1 632, 1 032, 794 cm-1 for methyl parathion were used for quantitative or qualitative analysis. All these IR spectra were acquired by averaging 100 scans at a resolution of 4 cm-1. It is determined experimentally in the region 200～450 nm for UV-Vis absorption bands and in the region 400～4 000 cm-1 for IR absorption bands. It is concluded that the mainly optically active groups (P—OH, CO, PO, C—O—C, P—O—C, PS, —OH) present in pesticides which are responsible in change in significant data for quantitative and qualitative analysis. The various optical properties like wavelength, band energy, wave number, and frequency, also are calculated.