LaCl_3溶液中微团簇的光谱研究

对LaCl_3溶液拉曼和荧光光谱及其变化进行了理论计算和实验研究,得到了较为全面的光谱信息。基于密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d,p)+Def2-SV(p)基组水平上计算了氯化镧溶液中的微团簇结构,结果表明微团簇分子趋向于形成9配位结构,验证了计算方法的可行性。理论拉曼光谱与实验光谱相比基本一致,随着LaCl_3的加入溶液拉曼光谱在300~600cm~(-1)范围内峰的强度稍微增大,原因可能为La—O振动与水中O—H的面内、面外摇摆峰叠加形成的;在3 000~4 000cm~(-1)范围内,氯化镧溶液与水相比峰形变窄,可能是由于在溶液中原有的水团簇结构破坏后形成的镧水合物中O—H的伸缩振动导致。荧光发射光谱在350nm处出现明显的新峰,且与浓度呈良好的线性关系,从络合物角度实现了对氯化镧溶液的定量分析;同样的基组水平上计算了团簇的荧光发射中心,在误差允许范围内,理论计算与实验值基本吻合,实现了对实验光谱中新峰的指认与归属。     

水汽分子碰撞加宽的理论研究

本文利用考虑短程强相互作用势、电四极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)和电偶极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)—相互作用的QFT理论(以下简称为QFT~*理论),计算了水汽分子纯转动带和_(v_2)振动带谱线的碰撞加宽线宽,以及v_(_2)振动带谱线线宽的温度依赖关系。结果表明:①利用QFT~*方法的计算值比Gamache等人的理论计算值更接近于实验值。③在计算水汽分子吸收谱线的氮分子碰撞加宽时,短程强相互作用势的影响是十分重要的,而电四极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)相互作用的影响在任何情况下都是不大的,其贡献仅为1%左右。②压力加宽线宽的温度依赖关系是十分复杂的,字不仅与J有关,而且还与K_α有关。     

二硫化碳在四氢呋喃中的费米共振特性研究

费米共振现象广泛存在于分子的振动光谱中,如红外光谱、拉曼光谱等。变换浓度方法是光谱分析的一种主要手段。文章中测量了二硫化碳(CS_2)在四氢呋喃(THF)中不同浓度下的拉曼光谱,引入Bertran理论分析研究v_1-2v_2费米共振现象随浓度的变化规律。研究表明,随着二硫化碳体积浓度的降低,溶液中的费米共振特性参数(如光谱强度比、频率间隔、耦合系数、非谐力常数)将随溶剂效应的影响发生明显的变化。例如,光谱强度比逐渐减小,耦合系数逐渐增加等。这些变化不仅受到溶液散射系数的影响,更重要的是弱氢键的形成对振动光谱的影响。光谱图中还出现了拉曼谱线的非对称移动,基频v_1基本没有发生频移,倍频2v_2却逐渐向高波数方向移动,这与理论上的对称移动不相符。通过对分子间微观作用的研究,弱氢键的作用机理可以很好的解释这种现象。这些分析对于进一步研究溶剂效应对费米共振的影响意义重大,对于溶液中的分子振动光谱研究更加具有参考价值。     

BaSnO3纳米粒子的制备及对亚甲基蓝的光催化性能

以结晶四氯化锡(SnCl4·5H2O)和乙酸钡[Ba(CH3COO)2]为原料,以有机碱四甲基氢氧化铵N (CH3)4OH为矿化剂,采用共沉淀法制备BaSnO3光催化剂,并研究了其对亚甲基蓝溶液的光催化性能.结果表明:在可见光照射下,BaSnO3光催化剂对亚甲基蓝溶液有明显的光催化降解作用.当催化剂浓度为40mg/L,反应时间为100min时,降解率可达93％以上.     

SF_6分子V_3带P、R支高分辨吸收光谱

在四个全新频段内记录下SF_6分子吸收光谱,光谱分辨率达多普勒极限;所得108条谱线被分别归属为SF_6v_3振动带的P(29)～P(26)、P(39)～P(36)、R(20)～R(23)、R(334)～R(40).     

乙酰丙酮-5,10,15,20-四取代苯基卟啉稀土铥络合物的吸收光谱

络合物Tm(g)Tppacac(g:H,O—NO_2,P—NO_2,O—Cl,m—Cl,P—Cl,P-CH_3O;HTpp:5,10,15,20-四苯基卟啉;Hacac:乙酰丙酮)在可见和红外区的吸收光谱被讨论。HTpp、H(P—CH_3O)Tpp、H(O—NO_2)Tpp、H(P—NO_2)Tpp、H(P—Cl)Tpp、H(O—Cl)Tpp和H(m-Cl)Tpp的核的N—H伸缩振动分别在3317、3318、3318、3320、3321和3324cm~(-1),取代物与HT_(pp)比较向长波位移1—7cm~(-1)。络合后,由于N—H上的氢被稀土离子取代,此带消失·络合物中的1516—1518cm~(-1)谱带在卟啉和过渡金属卟啉中不存在,它们与乙酰丙酮配位相关,是乙酰丙酮环上的C—C伸缩振动。但对Tm(O—NO_2)Tppacac和Tm(P—NO_2)Tppacac,产生强宽谱带1523和1519cm~(-1),这是由于邻、对位硝基苯基卟啉的反对称N—O伸缩振动1512和1524cm~(-1)与乙酰丙酮的C—C伸缩振动的迭加结果。TmTppacac的M—O伸缩振动在372cm~(-1),取代络合物此带向低波数发生明显位移,其位移次序为: Tm(m—Cl)Tppacac>Tm(O—Cl)Tppacac>Tm(P—Cl)Tppacac> Tm(P>NO_2)Tppacac>Tm(O—NO_2)Tppacac>Tm(P—CH_3O)Tppacac 按此次序,它们的带频率分别为350、355、356、357、360和366,向低波数位移6—27cm~(-1)。还有一些谱带,如吡咯的βC—H摇摆和C—H弯曲振动、吡咯和苯环的—C=C—伸缩振动等也参照文献进行了归属。可见谱带中,取代络合物与TmTppacac比较,大多数谱带都向长波或短波长方向发生位移。     

溶液pH对羟基苯硫酚同分异构体脱羟基反应影响的SERS研究

金属纳米结构因表面等离激元(SPR)而产生光学增强和催化效应已成为表面科学研究热点之一。SPR和电化学联用可以诱导催化一些非常规反应,并且不同pH值电解质溶液可改变表面吸附分子的存在形式,影响SPR光催化反应。以羟基苯硫酚的同分异构体为探针,采用电化学表面增强拉曼光谱(SERS)研究了取代基羟基位置、溶液pH值等对其在银电极表面吸附和SPR催化反应行为。结果表明,不同羟基取代基位置的羟基苯硫酚SPR催化脱羟基反应对溶液pH值的敏感程度不同,邻羟基苯硫酚(OHTP)的C—O键谱峰强度的变化与溶液pH值相关,其O端更易与金属作用而吸附在表面,且随pH增大而增强。对羟基苯硫酚(PHTP)在碱性条件下被完全抑制的脱羟基反应在间羟基苯硫酚(MHTP)和OHTP中均可发生。MHTP在中性(pH 7)溶液中SPR催化脱羟基反应效率最高,约为酸性(pH 2)的1.36倍,碱性(pH 12)的2.70倍。OHTP在碱性(pH 12)溶液中SPR催化脱羟基反应效率最高,约为酸性(pH 2)的13.71倍,中性(pH 7)的4.95倍。SPR催化脱羟基主要源于非去质子化条件以及形成Ag—O键这两种途径。酸性条件下MHTP及OHTP的脱羟基反应主要是未去质子化的羟基反应,碱性条件主要因去质子化后形成Ag—O键所致。中性条件下,两种贡献同时发生。对MHTP而言,由于位阻效应仅部分分子去质子化后形成Ag—O键而促进SPR催化脱羟基,因此pH 7溶液中两种效应的同时作用导致催化效率最高。对于OHTP分子,去质子化状态的O端更易与电极表面发生作用,且pH升高羟基呈现的去质子化程度更加彻底,更有利于发生脱羟基反应,在pH 12溶液中脱羟基反应主要由于形成Ag—O键,其效率亦最高。同分异构体结构以及介质酸碱度对SPR催化脱羟基反应的研究对于拓宽SPR催化反应类型及从分子水平解析其机理具有重要意义。     

脂肪族碳硝基化合物中硝基特征频率位移规律研究

在有机硝基化合物的分子振动光谱中,由于存在硝基偶合效应,均会出现特征的对称与不对称伸缩振动吸收频率。另一方面,分子取代基的不同又可使硝基化合物在结构因素上产生差异,从而导致硝基的特征频率在小范围内变化,如脂肪族碳硝基化合物的v_(S·NO2)在1370—1300cm~(-1),其v_(as·NO2)在1570—1500cm~(-1)区域变化。为了了解脂肪族碳硝基化合物的硝基化学键性质,研究不同取     

用可调谐二极管激光光谱仪观测3657—3708cm~(-1)区域CO_2高分辨振转光谱

用可调谐二极管激光光谱仪观测到3657—3708cm~(-1)区域内CO_2各种同位素分子的9个振转谱带。首次观测到~(12)C~(16)O~(17)O的10011—00001谱带和~(12)C~(16)O~(18)O的11111—01101谱带,对其余7个谱带则扩充了其观测振转线的数目。用最小二乘方拟合法计算了各谱带的光谱常数,发现CO_2分子常数表中~(12)C~(16)O~(17)O的10011—00001谱带中心v的计算值比本实验观测值大0.287cm~(-1),而~(12)C~(16)O~(12)O的11111—01101谱带中心v_0的计算值则比本实验观测值小0.048cm~(-1)。     

TBP-Pd（Ⅱ）-HCl萃取体系微乳的生成及溶液聚集态的谱学研究

采用动态激光光散射(DLS)、Fourier变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(31P-/1H NMR)等谱学技术,研究了TBP-Pd(Ⅱ)-HCl萃取有机相中微乳的形成以及溶液聚集态结构的变化。结果表明:(1)伴随钯的萃取,TBP萃取有机相中形成微乳。(2)萃取有机相中酸含量的变化导致溶液结构发生相应改变:胶团聚集体平均流体力学半径随有机相中酸含量的增加先增大而后又减小。微乳"内核水"的O—H伸缩振动吸收谱带逐渐宽化,与邻近的C—H伸缩振动区形成交迭,且有机相含酸量越高,交迭程度越大。水分子O—H—O弯曲变角振动吸收峰形也发生很大变化。TBP的PO伸缩振动明显向低频移动。核磁共振31P化学位移与活泼氢1H化学位移变化行为相反,说明TBP分子与酸和水分子发生缔合,形成RP=O.H 或RP=O.H3O ,并与PdCl42-存在相互作用。(3)有机相形成微乳水团后,由于大量H 的进入,微乳水团中酸浓度表现出明显的"增浓效应"。微乳水池内部微观环境的改变是导致钯萃取行为变化的主要原因。     

在线毛细管柱SFC／FTIR联用方法

建立了一种以CO_2为流动相的毛细管柱SFC/FTIR联用方法,实现了对多环芳烃混合物和催眠药混合物的分离。其在线红外光谱图具有高信噪比,可直接用于混合物组分定性分析。该法对甲基丙烯酸甲酯的v_(c—o)带和对萘的v_(c—c)带的检测限分别为25ng和102ng。     

CH2Cl2分子中CH的摇摆振动与伸缩和弯曲振动的耦合

用傅立叶变换光谱仪和光学长程装置,记录了CH_2Cl_2分子振动量子数v=1～4的红外吸收光谱(1200～12000 cm~(-1)),归属出CH的伸缩(v_1,v_6)振动和弯曲(v_2)振动和CH_2基团相对于CCl_2基团的摇摆振动(v_8)的泛频和合频能级共47个。考虑了摇摆振动与伸缩和弯曲振动的耦合,使用简正模模型对v_1,v_2,v_6和v_8这四种振动模式的泛频和合频能级进行了拟合,得到了非谐性常数和费米(Fermi)共振和达宁-丹尼生(Darling-Dennison)共振系数。结果表明,摇摆振动与伸缩振动之间的Fermi共振(k_(188)=-254.63 cm~(-1))大于弯曲振动与伸缩振动之间的Fermi共振(k_(122)=-54.87 cm~(-1))；伸缩振动之间的Darling-Dennison共振(k_(1166)=-215.28 cm~(-1))大于弯曲振动与摇摆振动之间的Darling-Dennison共振(k_(2288)=-5.72 cm~(-1))。用拟合得到的光谱参数计算出CH_2Cl_2分子的振动能级,与实验数据很好地符合。     

乙炔(2v_5-v5)、(v_4+v_5)-v_4和(2v_4-v_5)_I-2v_4Q—支高分辨二极管激光光谱

用高分辨二极管激光光谱仪对乙炔v_5区域的几个Q支作了研究.在725cm~(-1)附近观察到(2v_4+v_5)I-2v_4的Q支.并对(2v_5-v_5)和(v_4+v_5)-v_4的Q支进行了观察.观测到一些微扰现象.对观测到的谱线利用最小二乘法进行了拟合,得到了部分分子常数.     

激发态卟啉衍生物研究(Ⅶ)——取代基对卟啉—硝基苯化合物发光特性的影响

本文报导共价链相连的X-P-Y“三合板”型化合物在二甲基甲酰胺(DMF)和苯溶液中的发光特性.结果发现:引入取代基X=Cl—,CH3O—和Y=苯、硝基苯对中心卟啉的吸收和荧光光谱均无明显影响,仅其峰值频率将因溶剂不同而有所偏移.此外,由Cl—取代的卟啉—苯的荧光强度总比CH3O—取代时高;若将Y取代基由苯改换为硝基苯时,将使CH3O—P—Y化合物的荧光增强,但在Cl—P—Y化合物中则出现相反的趋势.不论在何种化合物中,在Y取代基中的苯环上引入NO2—基后,均可使其消光系数减小,而且当硝基在邻位取代时,这一效应更为显著.所有这些变化规律均不因溶剂不同而异.如果我们认为X—P—Y化合物的发光强度变化和其中心的卟啉大环上的π电子云密度偏移有规律性的关联,那么上述的一些取代基效应是可以理解的.进而,我们认为:本文所报导的事实将有助于充实巧妙设计高效利用太阳能的分子体系的科学依据.     

铝-邻苯二酚紫-四元鎓盐离子对在胶束体系中的分配平衡的研究——分光光度法测定铝

以分光光度法研究了在表面活性剂胶束溶液中铝-邻苯二酚紫络合物与氯化十四烷基二甲基苄基铵(zeph),溴化十六烷基三甲铵(溴化HTA)或氯化四苯基磷(氯化TPP)所形成的离子对的分配平衡。在胶束中离子对的溶解引起光谱的紫移。测定铝选择了TPP体系,因为TPP离子对在水和曲拉通X-100之间的分配,比HTA或zeph离子对的少。在0.1%曲拉通X-100溶液中,波长为710纳米处,摩尔吸收系数为64000升/摩尔·厘米。本方法曾用于测定海藻中的铝。     

非线性光学 位相共轭、自聚焦等相关效应

O4372006054150阿秒和频相位共轭极化拍频的不对称色锁二阶相干控制=Asymmetric second-order color-locking coherent controlof phase-conjugated attosecond sum-frequency polarizationbeats[刊,中]/余孝军(西安交通大学电子科学与技术系.陕西,西安(710049)),葛浩…//光学学报.—2006,26(6).—953-960研究了级联三能级系统中孪生色锁随机光场的相位共轭阿秒和频极化拍频(ASPB)不对称新效应。从理论上分析了自关联单光子简并四波混频(DFWM)和双光子非简并四波混频(NDFWM)信号辐射场与物质间不对等效应、混合型太赫兹失谐振荡特性,…     

卟啉类的发光与光电压谱

自从1934年,Robinowitch观察到了叶绿索的发光性质,Stern等人对卟啉类的电子光谱作了系统研究之后,卟啉类的发光越来越受到人们的重视。如所周知,自然界中广泛存在的叶绿素、人体内的氯化血红素、维生素B12等都具有卟啉的基本骨架结构。鉴于卟啉类化合物在生物化学、药物(特别是抗癌药物)、表面活性剂、催化剂和发光材料等方面的应用价值,近年来该领域的研究仍十分活跃。本工作的目的是测定meso—四苯基卟啉(TPP)、meso—四—(4-N)吡啶基卟啉(TPyP)以其Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ)络合物,在氯仿溶液中的吸收光谱、荧光光踏。也测定了叶绿素-a(Chl-a)、脱镁叶绿素-a(Phn-a)、Cu(Ⅱ)与Zn(Ⅱ)置换的脱镁叶绿素-a(Cu-Phn-a与Zn-Phn-a)在丙酮溶液中的吸收光谱、荧光光谱。同时,测定了这些卟啉类化合物的固体试样的光电压谱。企图通过这种比较研究,寻找光电压谱和吸收光谱、荧光光谱之间的关系,分析过渡金属离子与卟啉环上π电子之间的强相互作用对电子能级的影响。     

几种外场对费米共振的影响:费米共振的拉曼光谱研究

费米共振是分子内和分子间发生的基团间的振动耦合和能量转移现象。有关外场中费米共振的认识、拉曼光谱的研究方法及应用均待开发和推广。本文系统阐述了利用高压DAC技术、变温技术特别是课题组独创的变换溶剂浓度、LCOF等方法获得的有关费米共振的研究成果,即分子场、压力场、温度场等外场对分子内和分子间费米共振的影响:(1)分子场中a.由C_5H_5N在CH_3OH和H_2O中拉曼光谱变化研究表明溶剂效应对费米共振有明显影响;b.通过改变溶液浓度发现了其他方法未能发现的费米共振双线对非对称移动及双线对中倍频的基频亦受费米共振调谐的现象;c.溶液中的氢键、反氢键使分子基团重组而对费米共振产生显著影响;d.C_7H_8和m-C_8H_(105分子间发生会费米共振,且费米共振特性随溶液浓度明显改变;(2)压力场中a.随压强增加谱线蓝移,且频差△随压强改变而引起W改变;b.随压强增加CCl_4在C_6H_6中的v_1+v_4~v_3的W减小速度比纯液体中快,费米共振消失提前。这表明,压强引起的费米共振现象可揭示溶剂效应机理;(3)温度场中温度会影响分子费米共振特性,且对不同分子影响亦不同,温度对CO_2的费米共振影响较大,而对CS_2几乎无影响。本文对分子谱线的认证与归属、分子构象的确定及异构体的鉴别、氢键对分子结构与性质的影响等方面的研究提供了系统的理论与实验依据。     

基于光谱分析探讨磷酸与焦磷酸改性生物炭的磷素形态

通过磷酸（H₃PO₄）和焦磷酸（H₄P₂O₇）对生物炭改性能够使其更适于农业应用。探明H₃PO₄和H₄P₂O₇改性生物炭的P赋存形态与结合方式，将有助于揭示其表面P的生物有效性。以麦秆生物炭（WBC）与棉秆生物炭（CBC）为原料，分别通过H₃PO₄和H₄P₂O₇制备了H₃PO₄改性生物炭（P-WBC和P-CBC）和H₄P₂O₇改性生物炭（PA-WBC和PA-CBC）。利用拉曼光谱（Raman）与扫描电镜能谱（SEM-EDS）对改性生物炭结构与P分布变化进行表征，采用傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）探究改性生物炭表面P结合方式，并结合Hedley磷分级方法与可见分光光度法，定量分析改性前后生物炭中P形态及含量变化。结果表明，H₃PO₄和H₄P₂O₇改性后生物炭I_G/I_D值增大，石墨化结构增强，形成了含P颗粒状结构。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性促进了生物炭表面羧基（—COOH）、P—O—P和P—H等酸性官能团与含P基团的形成，且H₃PO₄改性生物炭和H₄P₂O₇改性生物炭表面官能团种类相似。XPS结果显示，与WBC和CBC相比，改性处理中的O(1s)峰相对含量显著增加了13.15%~32.44%，P(2s)峰相对含量显著增加了18.54%~27.02%（p<0.05）。反褶积分峰将P(2s)与O(1s)分为C—P—O，C—O—P，OPO，CO与（或）PO，C—O—C与（或）P—O—C和P—O—P六类。较H₃PO₄改性而言，H₄P₂O₇改性能够促进更多C—O—P，OPO，C—O—C与（或）P—O—C和P—O—P键的形成。改性也使得生物炭中总P含量显著增加，且PA-WBC和PA-CBC中P含量显著高于P-WBC和P-CBC。与WBC和CBC相比，改性处理中活性P含量显著提高2.36~14.77 g·kg-1，稳定态P含量显著降低0.06~0.17 g·kg-1（p<0.05）。与P-WBC和P-CBC相比，PA-WBC和PA-CBC的活性P、中等活性P分别显著增加了5.27~15.66和0.53~0.64 g·kg-1, 稳定态P含量减少了0.03~0.34 g·kg-1（p<0.05）。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性改变了P在生物炭表面的结合方式，同时增加了P的活性。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性生物炭间，不同形态P含量和结合方式的差异对进一步探究P的生物有效性具有重要意义。     

硅甲烷CARS光谱的研究

测量和分析了硅甲烷(SiH_4)v_1带和v_3带的CARS光谱,并采用偏振CARS技术,解除了v_1带的影响,获得了完全的v_3带的CARS谱.偏振测量和理论模拟计算给出了v_1带和v_3带Q支峰值间的频率位移及两者喇曼跃迁截面平方的比值.