铝硅酸盐Raman活性分子振动解析

分别测定了蓝晶石、红柱石和硅线石三种铝硅酸盐天然矿物晶体以及K₂O-Al₂O₃-SiO₂三元铝硅酸盐玻璃的Raman光谱。构建了一组硅铝四面体聚集体结构模型,采用量子化学自洽场分子轨道从头计算的方法计算了其Raman振动频率。分析研究了上述Raman光谱振动特征,确定了特征谱峰的归属,解析了铝对铝硅酸盐Raman活性分子振动特征的影响。结果表明,随四配位铝的增加,导致800～1 200 cm-1波数区间内谱峰频率降低,该区间的谱峰是Si—O_nb间非桥氧对称伸缩振动引起的,其中不含Al—O振动;700～800 cm-1区间内出现的谱峰归属于Al—O_nb间非桥氧的对称伸缩振动。     

Yb3+/Er3+共掺锗碲酸盐玻璃上转换发光增强机理的研究

玻璃的最大声子能量决定稀土离子的上转换发光强度，但本研究发现：Yb^3 ／Er^3 共掺锗碲酸盐玻璃在980nm LD抽运下，上转换荧光强度随着Bi2O3对PbO的取代和碱金属离子半径的增大而明显增强．而Raman光谱显示基质玻璃的最大声子能量并不随Bi2O3对PbO的取代和碱金属离子半径的增大而变化，但玻璃的最大声子密度随着Bi2O3对PbO取代和碱金属离子半径的增大而降低．从玻璃无辐射跃迁概率的角度，通过分析表明，最大声子密度的降低是玻璃上转换发光强度增强的主要原因．     

Li_2O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系统玻璃的Raman光谱研究

我们用Raman光谱研究了Li_2O(LiCl)_2 B_2O_3-Al_2O_3系玻璃的结构,着重研究了Al_2O_3的影响。对于Li_2O-B_2O_3系玻璃,Li_2O含量增加使玻璃中存在的BO_3三角体转变为BO_4四面体,并形成含BO_4四面体较多的硼酸盐基团;当Li_2O含量达到35mol%左右,开始出现含非桥氧的偏硼酸盐基团。以Al_2O_3置换B_2O_3,在有足够Li_2O的情况下,引入的Al~(3+)以四配位形式存在,形成的AlO_4四面体取代玻璃中BO_4的四面体;但当Al_2O_3/Li_2O接近或大于1时,部分Al~(3+)不再以四配位形式存在。实验还表明,Raman光谱主要决定了形成玻璃网络的O/B/Al之比,LiCl引入玻璃中处于被网络离解的状态。这些结果可以解释玻璃的离子电导率随组成的变化。     

氯柱硼镁石在氯化镁水溶液中相转化平衡液相的红外光谱分析

采用差示FTIR光谱技术,研究了氯柱硼镁石在30℃下浓度为0.5,12和18％MgCl_2水溶液中溶解及相转化平衡饱和水溶液中硼氧配阴离子的FTIR光谱。给出了溶液中硼氧配阴离子的FTIR光谱振动频率的归属,515cm~(-1)为单和二硼氧配阴离子特征峰,630cm~(-1)为三硼氧配阴离子特征峰,550cm~(-1)为四硼氧配阴离子特征峰。对饱和水溶液中硼氧配阴离子的存在形式及其相互作用以及与相转化析出固相的关系进行了讨论。     

镧碲酸盐玻璃的振动模式和结构的拉曼散射

利用拉曼光谱研究xLa₂O₃-(1-x)的TeO₂(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20和0.25)镧碲酸盐玻璃,并对镧碲酸盐玻璃形成过程中氧化镧变化引起的结构变化进行了分析. 强度测量表明,在高频的伸缩振动区域,组合物被诱导发生结构变化. 通过混合TeO₄三角双锥和TeO₃三角金字塔单元形成网络结构的镧碲酸盐玻璃. 改变氧化镧的含量导致TeO₄单元向含有不同数目的非桥氧原子的TeO₃单元转换.通过不同的氧桥三角双锥和三角金字塔碲酸盐结构单元的振动拉曼谱带轮廓分析计算出发生结构变化的组合物的相对量. 另外,通过拉曼强度和与碲酸盐网络结构有关的结构估算出末端氧原子的比例. 对改性剂含量高达25％的镧碲酸盐玻璃的模拟结果表明,短程有序的单元足以构建整个玻璃.     

非晶态TiO_2-SiO_2的Raman光谱与非桥氧结构的研究

关于熔融石英中非桥氧的结构,已有多种报导,并且各自都有自己的不足之处。对于含Ti熔石英来说,也有不少人从事过Raman光谱的研究。但是,由于制备的条件的差别,所得的结果也不相同。我们对含Ti量1％～7％的样品进行了Raman光谱的研究,在Ti~(-4)离子存在着六配位和四配位模型的基础上,对所得结果进行了讨论。     

激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究

研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm^-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Raman和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是 关键词： 多孔硅 Raman光谱 光致发光     

Yb3+/Er3+共掺锗碲酸盐玻璃上转换发光增强机理的研究

玻璃的最大声子能量决定稀土离子的上转换发光强度，但本研究发现：Yb³⁺/Er ³⁺共掺锗碲酸盐玻璃在980nm LD抽运下，上转换荧光强度随着Bi₂O ₃对PbO的取代和碱 金属离子半径的增大而明显增强.而Raman光谱显示基质玻璃的最大声子能量并不随Bi ₂O₃对PbO的取代和碱金属离子半径的增大而变化，但玻璃的最大声子密 度随着Bi₂O₃对PbO 取代和碱金属离子半径的增大而降低.从玻璃无辐射跃迁概率的角度，通过分析表明，最大 声子密度的降低是玻璃上转换发光强度增强的主要原因.     

xCaSiO3·LiBO2固溶体中硅氧四面体微结构形态的拉曼光谱研究

本文测定了xCaSiO3*LiBO2(重量比,x=0, 0.25, 0.33, 0.50)系列的拉曼光谱,分析了硅氧四面体的微结构形态及其随SiO2 浓度的变化.结果表明,在所研究的浓度范围内,其微结构单元,即Qi ( i = 0～4) 均以孤立的硅氧四面体存在,且随SiO2 浓度的增加, Q2, Q4 的丰度有明显增加;此外,硅氧四面体的伸缩振动谱峰的积分强度总和与SiO2 浓度呈线性相关,为采用拉曼光谱直接分析矿物、炉渣、玻璃和土壤中的SiO2 提供了可能.     

TeO_2-ZnO-ZnF_2三元碲酸盐玻璃的Raman光谱和X射线光电子能谱研究

采用高温熔融法制备了组分为TeO2-ZnO-ZnF2碲酸盐玻璃,利用Raman光谱和X射线光电子能谱研究了TeO2-ZnO-ZnF2三元碲酸盐玻璃的结构.结果表明,体系中存在[TeO4]双三角锥中Te-O-Te键或者O-Te-O键的振动、带有桥氧键的[TeO4]双三角锥振动、[TeO3]三角锥体中Te与非桥氧连接的Te-O键的对称伸缩振动,且随着氧化锌的加入,体系中[TeO4]双三角锥体向[TeO3]三角棱锥转化.     

阳离子对硅酸盐玻璃激光拉曼光谱影响的研究

运用拉曼光谱技术研究了Na2O(K2O)—CaO(MgO)—SiO2,Na2O(K2O)—Al2O3—SiO2,Na2O(K2O)—B2O3—SiO2,Na2O(K2O)—PbO—SiO2和PbO—BaO—SiO2五个系统的玻璃。结果表明,阳离子对玻璃近程结构的改造会引起拉曼特征的变化。部分样品是根据古玻璃平均成分在实验室烧制的,这项研究对于运用激光拉曼光谱区分不同系统的古代硅酸盐玻璃有重要意义。     

二元碱金属硅酸盐精细结构和拉曼光谱的从头计算研究

应用量子化学从头计算方法研究了二元碱金属硅酸盐的精细结构,对典型的系列二元碱金属硅酸盐离子簇模型采用6-31G(d)基组和闭壳层Hartree-Fock(RHF)方法优化构型,并计算了二元碱金属硅酸盐的拉曼光谱,采用硅氧四面体应力指数这一精细结构参数分析和讨论了计算得到的非桥氧高频区对称伸缩振动频率和其拉曼光学活性,以及不同阳离子对该拉曼光学活性的影响。研究表明,二元碱金属硅酸盐非桥氧高频区对称伸缩振动频率与其精细结构密切相关,而且与Q₃相连的Q₄会对该Q₃的拉曼光学活性表现出增强作用。这说明二元碱金属硅酸盐的拉曼散射等性质主要依赖于其精细结构而非其初级结构单元-硅氧四面体。研究还表明,半径较大的阳离子有利于增强离子簇的拉曼光学活性,但对于小的离子簇,过多的电荷迁移反而会起到抑制作用。     

Influence of MgO on structure and optical properties of alumino-lithium-phosphate glasses

MgO doped lithium alumino phosphate glasses (PLA: P₂O₅+Li₂O+Al₂O₃+MgO) were prepared by melt quenching technique. Raman spectra display three significant peaks at 698, 1164 and 1383 cm⁻¹ attributed to: symmetric stretching vibrations of the bridging oxygen (BO) in the P–O–P chains, symmetric stretching vibrations of the PO₂ groups, and the asymmetric vibrations vas(PO₂) of the non-bridging oxygen (NBO) atoms, respectively. Also, the density, molar volumes and ion concentration have been discussed and correlated with the structural changes within the glassy matrix. Some optical constants such as refractive index and dispersion parameters (E_o: single-oscillator energy and E_d: dispersive energy) of the glasses were determined. Finally, the values of the optical band gap for direct and indirect allowed transitions have been determined from the absorption edge studies. It is deduced that the values of E_opt increase with increasing MgO content. It was assigned to structural changes induced from the formation of non-bridging oxygen. The Urbach energy (ΔE) was found to decrease from 0.578 to 0.339 eV with increasing MgO content from 0.5 to 2 mol.     

磷硅酸盐微结构及其拉曼光谱的量子化学计算

构建了系列典型的磷硅酸盐团簇结构模型,应用量子化学从头计算方法研究了磷硅酸盐的精细结构,选用Restricted Hartree-Fock(RHF)方法以及6-31G(d)基组优化空间几何构型,并计算了其拉曼光谱,同时引入硅氧四面体应力指数(SIT)分析和讨论了磷氧四面体对硅氧四面体微环境的影响。研究表明,磷硅酸盐高频区硅氧四面体非桥氧的对称伸缩振动频率不仅与非桥氧所处的硅氧四面体本身的种类有关,同时也与其邻接四面体种类及成环状况有关;磷氧四面体具有较强的键角调节和应力传导能力,使得硅氧四面体的振动频率相对键角不敏感;硅氧四面体非桥氧的对称伸缩振动频率随硅氧四面体应力指数(SIT)的增加而增加,并呈线性关系。     

基于二维相关技术的氯吡脲拉曼光谱分析

氯吡脲作为一种苯脲类生长调节剂,被广泛应用于果蔬中,但是氯吡脲若过量使用,会严重影响果蔬的内在质量,且摄入过多会影响人的身体健康。现有的检测方法,虽然技术上成熟、精度高,但技术条件要求高、样品预处理过程复杂、耗时、检测费用高。利用二维相关拉曼光谱技术对乙酸乙酯中氯吡脲的浓度变化进行检测研究,建立一种灵敏、快速、高效的检测果蔬中氯吡脲的技术提供理论基础,对食品安全具有重大意义。采集氯吡脲粉末的拉曼光谱图,结合氯吡脲分子的结构图可对拉曼光谱谱图中的峰进行归属。配置浓度分别为2.5,5.0,7.5,10.0,12.5,15.0,17.5和20.0 g·L-1的氯吡脲乙酸乙酯溶液并采集拉曼光谱,对不同浓度的氯吡脲乙酸乙酯溶液的光谱数据进行二维相关分析,得到氯吡脲的拉曼二维相关同步谱图和异步谱图,分析同步谱图得出842, 992, 1 044, 1 442和1 604 cm-1的几处交叉峰具有协同作用,随着氯吡脲浓度的升高而升高;分析异步谱图得出交叉峰敏感性为1 044 cm-1>992 cm-1>842 cm-1,1 735 cm-1>1 604 cm-1>1 442 cm-1,842 cm-1>1 735 cm-1。结果表明,乙酸乙酯中氯吡脲的拉曼特征吸收峰分别为842,992,1 044,1 442,1 604和1 735 cm-1,其中1 044 cm-1（苯环的环伸缩振动）、992 cm-1（吡啶环的环呼吸振动）、842 cm-1（C-O-N假对称的伸缩振动）、1 735 cm-1（C=O伸缩振动）对氯吡脲浓度变化比较敏感,敏感度顺序为苯环的环伸缩振动>吡啶环的环呼吸振动>C-O-N假对称的伸缩振动>C=O伸缩振动>多个耦合峰的C=C伸缩振动>C-H的变形振动。拉曼光谱与二维相关技术相结合可以准确地反映出氯吡脲随浓度变化,为果蔬中氯吡脲含量的检测奠定了理论基础。     

二元碱金属硅酸盐玻璃团簇结构的拉曼散射活性及其阳离子效应

提出一种拉曼光谱校正方法.通过计算二元碱会属硅酸盐团簇基元的拉曼光谱,对实验光谱高频区的非桥氧(Onb)对称伸缩振动的强度进行了校正,从而建立谱峰强度和团簇实际浓度的直观相关关系,同时,分析研究了二元碱金属硅酸盐玻璃阳离子对谱峰强度的影响.校正后的拉曼光谱可以真实地显示同化学成分的二元碱金属硅酸盐玻璃表观实验拉曼谱峰强...     

A temperature-dependent Raman study of the xLiCl–(1–x)TeO2 glasses and melts

Raman scattering has been employed to study the temperature and composition dependence of the vibrational modes for the glass-forming oxyhalide mixtures xLiCl–(1–x)TeO₂ (x=0, 0.2, 0.3, 0.35, 0.5 and 0.67) in the glassy, supercooled and liquid state up to 600 °C. The analysis has shown that the network structure of the glass/melt is formed by mixing trigonal bipyramid and trigonal pyramid units. The change of LiCl content and/or temperature results to conversion of the trigonal bipyramid to trigonal pyramid units with a varying number of non-bridging chlorine and oxygen atoms. The fraction of the terminal oxygen atoms doubly bonded to tellurium versus temperature has been directly estimated from the Raman spectroscopic results with the aid of a structural model concerning the tellurite network systems. A well-resolved Boson peak (BP) dominates the low-frequency Raman spectra. The temperature dependence of the maximum of the BP has also been determined and discussed in the framework of its microscopic origin.     

NaF-AlF3二元系铝氟四面体团簇结构的拉曼光谱表征与量子化学从头计算

本文构建了一系列NaF-AlF3二元系铝氟四面体团簇结构模型, 应用量子化学从头计算方法, 采用Restricted Hatree-Fock(RHF)自洽场方法和6-31G(d)基组对结构进行优化, 并用相同的方法和基组进行分子振动模式的模拟计算。考虑相邻铝氟四面体的影响, 引入四面体应力指数(SIT)的概念分析和讨论该二元系高频区非桥氟对称伸缩振动及中频区桥氟对称弯曲振动模式。研究表明, 高频区铝氟四面体非桥氟对称伸缩振动频率与其铝氟四面体的种类(Qi)密切相关, 且铝氟四面体非桥氟对称伸缩振动频率的值随SIT值的增大而增大, 呈现较好的线性关系。同时, NaF-AlF3二元系团簇结构的中频区桥氟对称弯曲振动频率主要受桥氟角度的影响。并采用高温拉曼仪测定了分子比为NaF:AlF3 =1∶2体系的升温拉曼光谱, 随着温度的升高NaF:AlF3 =1∶2体系的主峰逐渐向低频移动, 观察到Q0、Q1、Q2峰位的变化。     

若干钠锗酸盐晶体和熔体的温致结构变化及其锗配位数的拉曼光谱研究

本文测定了Na4GeO4、Na2GeO3、Na2Ge4O9和Na4Ge9O20等晶体从273K到1413K升温及熔体的拉曼光谱,结合分析金红石型GeO2的相关结构和光谱,研究了其微结构单元在升温过程中的变化、熔体中的形态和锗的氧配位数及其温致变化。Na4GeO4和Na2GeO3晶体结构单元为GeO4四面体,在升温过程及其熔体中锗维持四配位。Na2Ge4O9和Na4Ge9O20晶体结构单元为GeO4四面体和GeO6八面体共存,升温过程中,GeO6八面体将发生结构转变,在熔融状态全部转变为GeO4四面体,并产生与钠离子等摩尔分数的非桥氧,在熔体中锗的氧配位数为4。研究还表明,桥氧的对称弯曲振动模可以反映不同微结构单元间的连接,并且随着温致结构的变化而产生特征性的变化。