离散泡沫的光学衰减原理研究

为研究泡沫的光学干扰原理，基于几何光学原理和电磁波传输理论，对离散泡沫的光线折射及吸收等现象进行了分析，从光线传播方向和透射能量变化的角度研究了泡沫对光线的衰减，建立了衰减模型。通过计算和红外光谱及热成像试验，发现：泡沫结构和泡沫材料是造成光线强烈衰减的重要原因。结果显示：泡沫溶液的溶质/溶剂的消光能力、浓度等对特定波段光波的吸收产生关键影响；泡沫通过改变光线的传播方向，大大分散出射光线的能量密度；随着光线穿过泡沫液膜界面的次数增多，透射光强迅速衰减，透射能量迅速下降；其漂浮运动还将导致出射光线方向和能量密度分布的不确定性。     

蔬菜农药残留检测的红外光谱法研究

对常用高残留农药敌百虫和敌敌畏在蔬菜汁溶剂中的中红外衰减全反射光谱 (ATR)数据进行了研究。在中红外两种农药特征吸收区域 ,蔬菜中的各种色素对农药的特征吸收基本没有干扰 ;农药在蔬菜汁溶液中与在标准试剂溶液中反映出基本相同的吸收特性。研究结果表明 ,应用红外光谱技术可以直接对蔬菜上的农药残留进行检测 ,通过农药在水中的吸收建立模型来模拟其在蔬菜体内的吸收 ,为实现对蔬菜上的农药残留进行快速检测提供了一条可能的途经     

取代铁卟啉的拉曼及红外光谱分析

合成了系列取代铁卟啉化合物,研究了拉曼光谱及红外光谱.对二价铁卟啉RTPPFe(Ⅱ)和三价铁卟啉RTPPFeCl(Ⅲ)的红外光谱和拉曼光谱进行了对比分析,结果表明,二价铁卟啉在常温下是不稳定的,通常在其轴向位置上吸附氧分子而形成铁卟啉的超氧化物RTPPFe-O2,其稳定的立体构型为end-on式结构.采用量化软件对化合物的分子结构进行了模拟,得出了其分子结构参数,并结合化合物的红外及拉曼光谱,研究了分子结构对波谱位移的影响.不同结构的二价铁卟啉RTPPFe-O2拉曼及红外吸收峰的位置发生了不同程度的位移,其位移情况与分子的扭曲程度有关.即RTPPFe-O2的Fe-O2特征拉曼吸收峰以及红外特征吸收峰(Fe-O)的位置随着Fe-O-O角的增大而向高波数移动.     

基于地基观测的时序卫星红外光谱建模与分析

针对地基观测的卫星红外光谱受复杂因素的影响和外场试验对测量卫星物性信息的缺乏,无法解释卫星红外光谱反演出特征的有效性和具体物理意义的问题,提出了一种基于地基观测的卫星热红外光谱的建模和分析的方法.首先,考虑了太阳辐射、地球辐射、卫星各面对探测器的可见情况、地基探测器可探测卫星的范围、大气衰减等因素的影响,更加准确地建立卫星热红外光谱模型.然后,以风云三号卫星为例,利用该模型计算了在观测时序上卫星在地基探测器入瞳上的3—14μm红外光谱辐照度;分析了影响卫星红外光谱变化的主要因素.最后,利用普朗克函数拟合卫星红外光谱,提取出特征与卫星的物性比较,并对其进行分析.结果表明:在各种影响因素中,由卫星运动引起的对探测器可见情况的改变是影响卫星红外光谱数据的主要因素.等效温度和等效面积物理含义能被有效地解释,等效温度接近于太阳帆板的温度,温差仅在15 K左右,等效面积能表征卫星投影面积的变化;发现利用帆板和本体有较大的温差,能实现帆板和本体的分离,并实现新特征的提取.     

中红外光谱法在无创血糖检测技术中的应用

构建了中红外无创血糖检测的实验方案，利用傅里叶红外光谱仪对葡萄糖溶液及手指进行了中红外光谱检测并进行分析，得到葡萄糖的中红外特征吸收峰在1000cm^-1附近，证实了中红外光谱在无创血糖检测中的可实现性，选择激光器和光导探测器进行特征峰处的光电检测实验，并得到了有效信号。     

o-三苯基锗炔基膦酸的红外光谱研究

研究了o－三苯基锗炔基膦酸的红外光谱,讨论了它们随化合物的结构而变化的规律。归属了这些化合物的特征红外光谱吸收峰。     

寿山水坑石的透明度影响因素

采用红外光谱(IR)、X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差热分析(DTA)等测试，分别从地开石的有序度。矿物微形貌特征以及地开石中水的存在形式对水坑石透明度的影响因素进行了深入研究。红外光谱和XRD测试结果显示样品主要矿物组成为地开石。红外光谱中高频区3 704和3 621 cm-1两吸收峰的分裂程度和XRD图谱中2θ为19°~24°之间的衍射峰的分裂程度可表示地开石有序度，分别计算样品红外光谱中3 704和3 621 cm-1两吸收峰的强度比值(OI)及XRD图谱中(111)晶面衍射峰和(111)晶面衍射峰的分裂程度指数(DHI)；计算结果表明这两个表征有序度的参数与透明度并无密切关系。扫描电镜测试结果显示地开石矿物晶体颗粒整体发育越均匀，晶体颗粒形态越相近、粒径大小越均一时，样品透明度越高，但晶体颗粒自身的结晶度、自形程度和粒径的绝对大小与透明度并无关系。差热分析测试结果表明水坑石的透明度与地开石晶体结构中结构水和吸附水的含量有关，结构水含量越接近理论值，样品晶体结构越完整，透明度越高；结构水的含量降低时，部分羟基缺失导致晶体结构完整性下降，结构单元层内部的电荷平衡被破坏，层间域中吸附更多水分子，吸附水在层间域中作为杂质分子存在，使样品的透明度下降。     

温度对鱼鳞胶原蛋白二级结构的影响

从草鱼鱼鳞中提取酶溶性胶原蛋白(PSC),通过SDS-PAGE电泳分析为典型Ⅰ型胶原蛋白且达到电泳纯.在此基础上利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和圆二色谱(CD)研究了温度对鱼鳞胶原蛋白二级结构的影响.FTIR分析表明:鱼鳞胶原蛋白具有典型的胶原蛋白特征吸收带,酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ带的特征吸收频率分别出现在1 658,1 552和1 238 cm-1处.随温度升高,酰胺A和酰胺B峰位向低波数移动,1 658 cm-1处吸收峰裂解成多个吸收峰;1 552 cm-1处的吸收峰在35℃微略红移,随后发生明显蓝移;1 238 cm-1处吸收峰随温度升高向低波数移动.在拉曼光谱中,胶原蛋白的酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ带的特征吸收频率分别出现在1 669,1 557和1 245cm-1处,都较红外光谱的波数高;此外,921和855 cm-1处脯氮酸的特征谱峰在拉曼光谱中体现出来.圆二色谱分析表明,胶原蛋白溶液在221.6和204.4nm分别有一正、负峰,具有典型胶原蛋白三螺旋结构的特征圆二色谱峰型.胶原蛋白冻干品的FTIR光谱和Raman谱线大都在35～60 ℃时发生波数和强度改变,而胶原蛋白乙酸溶液的CD谱线在20～35 ℃之间发生剧烈改变.由此可以判断胶原蛋白在固态和溶液状态下,变性温度存在一定差异,胶原蛋白冻干品比其乙酸溶液更稳定.     

聚丙烯酸甲酯二乙烯苯交联度的红外光谱研究

采用红外光谱法对聚丙烯酸甲酯-二乙烯苯的交联度进行了表征.结果表明:(1)随交联度增加,红外光谱图中两单体特征峰位置不变,DVB特征峰强度逐渐增加.(2)交联度与特征峰吸收强度比ADVB/AMΛ间存在如下函数关系:y=12.694lnx 44.382,r2=0.9985.     

邻苯二甲酸二丁酯中红外吸收光谱的理论分析及检测

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为邻苯二甲酸酯类(PAEs),是一种常用的塑化剂。DBP极易转移进入大气、水体、土壤和食品中,对环境与人体健康造成伤害。应用第一性原理,采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平上对DBP分子基态的平衡几何构型和能量进行优化,利用Gaussesview 5.0软件得到了DBP的红外(infrared,IR)振动光谱。与实验得到的DBP溶液的傅里叶变换红外光谱相比较,在400~4 000cm-1波段范围内,理论模拟与实际测得的红外光谱的特征吸收峰基本保持一致,且实验测得的基团振动位置也可与红外理论基团特征峰位置相对应。考虑到实验条件以及温度等因素的影响,理论光谱与实验光谱吻合得较好。通过对实验光谱相对于理论光谱对应峰值的线性拟合发现,其相关度≥99%。这为DBP的检测与分析提供了一定的理论依据。     

嘧螨酯波谱学数据全归属

嘧螨酯为一种新型杀螨剂和STAT₃激活抑制剂. 该文对嘧螨酯的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)、DEPT谱、¹H-¹H COSY谱、异核单量子相关谱(HSQC)、异核多键相关谱(HMBC)进行了解析,并对该化合物所有的核磁信号进行了全归属;同时讨论了紫外光谱吸收带位置和吸收强度与该化合物的生色团对应关系、红外光谱特征吸收峰与该化合物的各官能团的对应关系、氟原子(F)对其¹³C NMR的影响以及质谱离子碎片的归属和化合物的裂解规律. 该研究将为嘧螨酯的结构确证及其他相关研究提供参考.     

高强高效近红外光源的不同光源强度对玉米杂交种鉴别的影响

以2009年产自海南的农华101玉米种子作为研究对象,基于近红外漫透射光谱法(波长范围908.1~1 677.2nm),研究了一种高强高效近红外光源在不同光源电压以及光源至光谱仪不同距离两种条件下对玉米杂交种鉴别的影响。对光谱进行一阶导数、矢量归一化的预处理后,使用主成分分析(PCA)和正交线性判别分析(OLDA)提取光谱特征,使用支持向量机(SVM)分别建立种子纯度鉴定模型,统计不同实验条件下的识别率。结果表明,在电压较低或者光源至光谱仪的距离较大的时候,光源强度较低,得到的光谱曲线有较多的毛刺,此时的识别率较低,增大电压或者降低光源至光谱仪的距离时,光谱曲线变得较为平滑,识别率明显升高,说明在一定范围内增大光源强度会提高模型的正确鉴定率。     

猪肉组织色素浓度的近红外无损检测

基于血红蛋白、肌红蛋白等色素在近红外波段的吸收谱,采用近红外光谱(NIRS)技术,通过检测出射光相对入射光的衰减,可解算生物组织中上述色素的浓度。基于稳态空间分辨的NIRS研发了可检测组织中色素浓度的装置,该装置的传感器包括一个可发射3个不同波长的LED光源,以及与LED位于同一直线上且距离分别为30和40 mm的2个检测器。用该装置检测了2块猪肉组织(分别为新鲜的猪背长肌和股直肌)的色素浓度,结果表明,背长肌和股直肌中血红蛋白、肌红蛋白等色素的总浓度分别为(6.42±1.51)μmol·L~(-1)和(15.48±4.54)μmol·L~(-1),接近于现有报道的经验值。在无损、实时、直接、简便检测猪肉组织的色素浓度方面,上述NIRS方法及装置是可信的。     

利用二维相关红外光谱方法确定气体最优定量波数区间

气体检测中需选用最优波数范围来进行气体光谱的定量分析。传统波数范围的选取主要根据标准光谱的特征吸收,存在抗干扰性较差、在实际情况中容易出现较大偏差的问题。文章将二维相关红外光谱方法用于气体检测,对SO2,NO及NO2进行光谱结构分析和光谱信息发掘,以确定最优定量波数区间。以浓度值为微扰量,用含不同浓度某气体成分的一组红外吸收光谱,做二维相关得到SO2,NO及NO2的动态光谱,利用同步相关光谱和异步相关光谱来分析对气体浓度变化最敏感的波数区间,确定了被测气体定量分析的优选波数范围,包括一系列独立的波数点和连续的波数区间。作为一种新颖的最优定量波数区间选取方法,其得到的结论与理想的分析谱带选取的结果相吻合,证明了此方法的有效性。     

江西朱溪钨矿床矽卡岩矿物热红外光谱学特征研究

朱溪钨矿床白钨矿化与矽卡岩化密切相关,白钨矿多与石榴子石、透辉石等矽卡岩矿物一起产出。该研究对朱溪典型矽卡岩矿物如石榴子石、透辉石、符山石、硅灰石、阳起石等进行显微红外光谱测量和电子探针分析,探究朱溪矽卡岩矿物的热红外光谱特征及其对成矿的指示意义,并建立朱溪地区的矽卡岩矿物热红外光谱库。结果表明,朱溪钨矿床石榴子石主要为钙铝—钙铁榴石系列,在800和920 cm^-1附近存在一大一小两个吸收峰,在880 cm^-1附近存在特征吸收谷;当石榴子石成分中钙铝榴石含量大于50%时,石榴子石特征吸收谷位于880～900 cm^-1,当钙铝榴石含量小于50%时,石榴子石吸收谷位于865～875 cm^-1。随着Al₂O₃含量增加,其特征吸收谷向高波数方向移动,钙铝榴石偏向高波数,钙铁榴石偏向低波数;辉石主要为透辉石—钙铁辉石系列,在850～950 cm^-1波数范围内存在诊断式、呈阶梯状降低的吸收峰,且在1 050 cm^-1处存在吸...     

Infrared radiation characteristics of liquid oxygen/kerosene rocket engine plume with different number of nozzles

A method for calculating the liquid oxygen (LOX)/kerosene rocket engine plume infrared radiation characteristics was proposed, infrared radiation characteristics of the gas oxygen/kerosene model engine were studied by simulation and experiment, and the accuracy of the method was proved. On this basis, studies on infrared spectral radiation characteristics and infrared imaging characteristics of single- and double-nozzle 120?ton thrust LOX/kerosene engine plume were carried out. It is found that, the engine nozzle number can be determined according to infrared imaging characteristics of the engine plume at the appropriate detection angle. Compared to using 2–5?µm band, the infrared radiation imager with clearer plume structure can be obtained using the spectral band such as 2.7 and 4.3?µm bands. The change in the detection angle and the increase in the engine number will have a significant effect on the infrared radiation intensity of the LOX/kerosene engine plume, but they will not change the infrared spectral radiation characteristics.     

近红外光谱结合非负回归系数回归法(配方回归)解析混合样品的组成比例

准确、快速解析混合样品的组成比例对食品、农产品加工过程的质量控制和配方设计具有重要作用。传统的解决方法多是利用大量代表性样品建立统计模型来实现,耗时耗力。以醇类及酸类液体混合样品及其低浓度溶液混合样品(无近红外特征吸收的四氯化碳(CCl4)为溶剂介质)的透射光谱,以及片状烟叶样品漫反射光谱为例,采用导数和S.G.平滑,结合非负回归系数回归法(配方回归)验证了在一定条件下解析混合样品组成比例的可行性。结果表明,对醇酸类液体透射光谱,根据非负回归系数回归法得到的解析比例更接近于醇酸类液体的实际摩尔比例,与实际摩尔比例的误差在8%以内,其低浓度溶液的解析效果更优,与实际摩尔比例的误差在4%以内;对片状烟叶的漫反射光谱,根据非负回归系数回归法得到的解析比例与实际质量比例的误差在10%以内;同时,混合样品的实际光谱与理论解析光谱之间均具有高度一致性,F和t检验的结果均在0.01水平上,无显著性差异,从理论上分析了解析比例的可靠性。该方法只需已知几种纯样品的光谱数据,即可解析出混合样品的纯样品组成比例,具有较好应用前景。     

First-principles study of plasmons in doped graphene nanostructures

The operating frequencies of surface plasmons in pristine graphene lie in the terahertz and infrared spectral range,which limits their utilization. Here, the high-frequency plasmons in doped graphene nanostructures are studied by the timedependent density functional theory. The doping atoms include boron, nitrogen, aluminum, silicon, phosphorus, and sulfur atoms. The influences of the position and concentration of nitrogen dopants on the collective stimulation are investigated,and the effects of different types of doping atoms on the plasmonic stimulation are discussed. For different positions of nitrogen dopants, it is found that a higher degree of symmetry destruction is correlated with weaker optical absorption. In contrast, a higher concentration of nitrogen dopants is not correlated with a stronger absorption. Regarding different doping atoms, atoms similar to carbon atom in size, such as boron atom and nitrogen atom, result in less spectral attenuation. In systems with other doping atoms, the absorption is significantly weakened compared with the absorption of the pristine graphene nanostructure. Plasmon energy resonance dots of doped graphene lie in the visible and ultraviolet spectral range.The doped graphene nanostructure presents a promising material for nanoscaled plasmonic devices with effective absorption in the visible and ultraviolet range.     

显微-反射傅里叶变换红外光谱研究油酸钠与胶磷矿吸附机理

红外光谱已经成为浮选药剂作用机理研究的最重要手段之一。由于矿物本身具有较强的红外吸收，传统溴化钾压片透射光谱很难检测到矿物表面吸附药剂的微弱红外信号。采用显微-傅里叶变换红外光谱仪的反射模式，测定了不同浓度油酸钠在胶磷矿表面的吸附形式，并观察了吸附形貌。结果表明，与透射红外光谱相比，反射红外光谱对表面有更高的灵敏度，能更好地揭示实际浮选药剂浓度下的吸附机理。碱性条件下当油酸钠浓度较低时，油酸离子与表面晶格钙离子发生化学吸附，吸收峰在1 552 cm-1，同时也存在油酸钙沉淀的物理吸附，吸收峰在1 570和1 535 cm-1；当油酸钠浓度超过临界胶束浓度时，胶束使得胶磷矿表面亲水，导致油酸钠溶液残留在表面，吸收峰在1 560 cm-1，掩盖了其他吸收峰；表面经水洗涤后药剂吸收峰强度大幅减弱，是由于残留的油酸钠和物理吸附的油酸钙被洗掉。另外，随着油酸钠浓度增大，药剂二维形貌由点状吸附聚集为片状吸附，覆盖面积增大，但并不是完全覆盖，这与矿物表面异质性有关。以上研究结果有利于理解磷矿石提磷或铁矿石脱磷浮选体系中捕收剂与胶磷矿的作用机理。