3,4-噻吩二羧酸、1,10-邻菲罗啉与稀土配合物的荧光性质及对硝基苯的检测

3,4-噻吩二羧酸(3,4-H₂tdc),1,10-邻菲罗啉(phen)和稀土硝酸盐经水热法合成三种配合物Ln₂(Htdc)₂(tdc)₂(phen)₂(H₂O)₄(Ln=Eu 1, Gd 2, Tb 3),并用X-射线单晶衍射分析方法测定了配合物1-3晶体结构,配合物1-3为双核分子。每个金属离子周围有2个3,4-tdc,1个3,4-Htdc,1个phen和2个配位水分子,配位数为9。配合物1和3在紫外灯下显强红光和绿光,其荧光发射光谱,在619和545 nm出现最大发射峰,分别对应于Eu(Ⅲ)离子的5D₀→7F₂和Tb(Ⅲ)离子的5D₄→7F₅跃迁。配合物2在425 nm观察到来自基于配体的π*→π最大发射峰。不同溶剂分子对配合物1荧光有不同程度的影响,基于荧光猝灭机理,配合物1具有选择性检测硝基苯污染物的能力。     

高场不对称波形离子迁移谱非线性函数系数误差分析

离子迁移率非线性函数系数α₂和α₄是高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)实现物质识别的基础。现有的α₂和α₄缺少先验值和误差分析方法,因此有必要建立关于α₂和α₄求解结果误差的评估标准,进而在此基础上提高α₂和α₄的求解精度。通过自制FAIMS分别对丙酮、异丙醇和1,2二氯苯三种物质在不同分离电压下的检测实验,获取样本在不同分离电压下的谱图和谱图特征值,运用组合的方法从多组分离电压值和相应补偿电压值的数据中选取指定组数,计算出大量的α₂和α₄数据。通过对α₂和α₄的数值分析,探究了α₂和α₄的分布特点和二者之间的相关性,研究了分离电压取点数量和取点方式对其求解结果误差的影响。在拟合α₂和α₄数据不同范围的频数后,发现α₂和α₄符合正态分布,其拟合度均在0.96以上,可以利用α₂和α₄分布的标准差来评估其求解结果的误差。通过对(α₂, α₄)散点进行拟合,发现α₂和α₄之间具有很强的负相关性,三样本的相关度分别为-0.977,-0.968,-0.992。随着分离电压选取点数的增加,其相应的求解结果误差在不断减少。通过不同分离电压取点方式的对比,发现当分离电压取V_Dmax和0.7 V_Dmax时求解结果最优。在保证α₂和α₄求解的准确性的前提下有效降低了检测次数,为FAIMS实现快速现场检测和精确的谱图解析创造了有利的条件。     

压强对空气/氩气介质阻挡放电中等离子体温度的影响

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气的混合气体放电中,利用发射光谱法,研究了电子激发温度和分子振动温度随气体压强的变化关系。通过氩原子763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₆→1S₃)两条谱线强度比法计算电子激发温度;通过氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算氮分子的振动温度;对氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度进行了测量,以进一步研究电子能量的变化。实验表明,随着压强从20 kPa增大到60 kPa, 电子激发温度减小,分子振动温度减小, 氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线强度之比减小。     

氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响

利用介质阻挡放电实验系统测量了空气介质阻挡放电的发射光谱,研究了氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响。在280~500 nm波长范围内,发现了氮分子第二正带系Ｎ₂(Ｃ 3Π_ｕ-Ｂ 3Π_ｇ)的谱线和氮分子离子的第一负带系N+₂(B 3Σ＋_ｕ-Ｘ 2Σ＋_ｇ)的谱线。在相同条件下加入10%氩气后,起始放电电压由26 kV降低到23 kV,介质阻挡放电和发射光谱强度都增强,谱线的半宽明显加大。随氩气含量的增加,各个氮分子第二正带系谱线强度的变化趋势不同,而两条氮分子离子第一负带系谱线391.44和427.81 nm的光谱强度都是降低的。     

红外杂化单光束谱的性质

同一样品不同厚度(b₁和b₂)的两单光束谱ø_b1和ø_b2经线性组合得到杂化单光束谱ø_α=αø_b1+(1-α)ø_b2=αø₀e-Kb₁+(1-α)ø₀e-Kb₂,α为杂化系数。通过改变杂化系数α,就可获得任意强度的杂化谱ø_α。系统研究了杂化光谱ø_α的性质。研究表明,只要控制合适的条件,则厚度为(b₂-αb₂+αb₁)的真实样品的单光束谱ø_b(b=b₂-αb₂+αb₁)与杂化谱ø_α高度相似,ø_α的失真程度可忽略不计。也就是说,厚度在b₁～b₂间任一厚度b的真实样品的单光束谱都可用杂化谱ø_α来表达,ø_α≈ø_b。因此,不需制备厚度为b的样品,通过改变杂化系数α就可获得研究者所希望强度的单光束谱ø_b。杂化谱方法有望在扣除背景干扰等方面得到广泛应用。     

天然文石质陶瓷-三角帆蚌贝壳的FTIR光谱研究

三角帆蚌贝壳珍珠层及韧带经粉末XRD分析证实均由文石组成。对珍珠层及韧带的FTIR光谱进行了测量和对比分析。结果表明：(1)文石的ν₂,ν₃带显示了较大的变化,相对韧带而言,珍珠层文石的ν₂带频率蓝移6.5 cm-1,而ν₃带却红移22.7 cm-1;(2)珍珠层文石的ν₂,ν₃带半高宽分别比韧带文石宽1倍左右。相比之下,珍珠层及韧带文石的ν₁,ν₄带的特征基本没有发生变化。文石红外光谱的这种各向异性的变化可能是由文石的粒径效应引起的。     

翡翠贻贝珍珠层的XRD和FTIR光谱特征

对翡翠贻贝贝壳的珍珠层、棱柱层进行了XRD和FTIR光谱检测,对文石的ν₁,ν₂及ν₄三个内振动模式的频率进行了分析。文石的ν₁和ν₄带在所有的样品中不存在频率位移现象,与洞穴文石的相关谱带的频率一致;ν₂带频率却存在较大差异,珍珠层、棱柱层的ν₂带存在频率位移,初步推测生物合成文石与热效应有关,内部储存有过剩的能量,可作为研究生物矿化机理的实验依据。     

光学厚Rb蒸气界面附近后向荧光光谱研究

在存在表面耗散层的纯Rb光学厚蒸气中,利用小功率可调谐半导体激光器泵浦Rb(5P_3/2)的超精细结构能级,测量和分析了780 nm(5P_3/2→5S_1/2)和795 nm(5P_1/2→5S_1/2)后向荧光的强度和线形,耗散层(近区)起光谱滤波器的作用。有两种可能产生5P_1/2态原子的机制,第一种机制是Rb(5P_3/2)+Rb(5S_1/2)→Rb(5P_1/2)+Rb(5S_1/2);第二种机制是Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P),对于每一种机制,给出了后向敏化荧光的理论公式。研究后向荧光时,必须要确定荧光强度与激光功率的关系和荧光线形。激光频率扫描超精细结构共振线,得到的敏化后向荧光795 nm线形与共振荧光780 nm线形相似,其荧光强度与荧光功率有线性关系。因此,基本上可以用第一种机制解释5P_1/2态布居机制。理论证明了,第二种机制产生的敏化后向荧光强度应与激光功率平方成比例,这与实验结果是不同的,第二种机制不能解释耗散层界面后向敏化荧光的产生。     

稀土材料红外多光子量子剪裁现象

稀土红外量子剪裁为目前国内外的研究热点,它对于提高太阳能电池的效率从而减低太阳能发电的造价很有意义。论文综述了稀土红外量子剪裁的研究意义,在总结了太阳能电池发电和损耗的原理的基础上,分析了稀土红外量子剪裁提高太阳能电池效率的具体途径。同时综述了单掺Er3+材料的稀土红外量子剪裁发光现象：光激发2H_11/2能级有很强的4I_13/2→4I_15/2红外量子剪裁发光,速率很大的{2H_11/2→4I_9/2,4I_15/2→4I_13/2}交叉能量传递为导致光激发2H_11/2能级有高量子剪裁效率的主要原因。     

NaYF4∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究

合成了Eu3+,Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF₄材料。360 nm光激发呈蓝色发光,峰值位于452 nm,对应Tm3+的1D₂→3F₄跃迁;395 nm光激发呈橙色发光,峰值位于591 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₁跃迁;409 nm光激发呈红色发光,峰值位于613 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₂跃迁;980 nm光激发呈蓝色和红色发光,发光峰位于474和646 nm。蓝光来源Tm3+的1G₄ →3H₆跃迁,红光来源Tm3+的1G₄→3F₄跃迁。在双对数曲线中,蓝光474 nm和红光646 nm的斜率分别为2.1和2.4,在980 nm光激发下,蓝光和红光发射都是双光子过程。还研究了材料的吸收光谱,并利用X射线衍射,扫描电镜测试了材料的物相结构和微观形貌。结果表明：NaYF₄∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料具有较规则的六方相结构,结晶良好。     

三种具有Keggin结构的硅钨氧簇化合物的光谱研究

合成了三种具有Keggin结构的硅钨氧簇化合物：K₃H[SiWⅥ₁₂O₄₀]·3H₂O(Ⅰ),(H₃O)₄[H₃SiWⅥ₉WⅤ₃O₄₀]·2H₂O(Ⅱ)和[(CH₃)₄N]₄[SiWⅥ₁₂O₄₀]·4.5 H₂O(Ⅲ),用FTIR,NIR FT-Raman,UV-Vis和荧光光谱等研究手段进行了光谱研究,探讨其结构与性能的关系。在这些化合物中, 阴离子相同或类似,具有孤立的[SiW₁₂O₄₀]簇骼基元,通过静电作用和弱的氢键与阳离子及水相连。它们的FTIR和NIR FT-Raman光谱研究表明：硅钨酸盐的特征振动频率与其结构相关,由于化合物Ⅱ中的部分W6+已被还原成W5+,使ν_as(WO_d)振动频率降低,且簇阴离子电荷大小也明显地对ν_as(W—O_c—W),ν_as(Si—O_a),δ(O_a—Si—O_a)等产生影响;化合物Ⅰ和Ⅱ的UV-Vis光谱显示,在200和250 nm左右有紫外吸收谱带;化合物Ⅰ的稳态荧光光谱观察到分别以220,350和440 nm激发时,相应在350,440和520及675 nm左右产生一个或两个发射峰。     

若干具有[(PO4)2Mo5O15]簇骼的化合物的光谱研究

本文对所合成的具有 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼的 3种新颖的有机 磷钼酸盐簇合物(NH3CH2 CH2 NH3) 2 5[(PO4 ) (HPO4 )Mo5O1 5]·7 5H2 O (Ⅰ ) ,(H3NCH2 CH2 NH3) 3·[(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·3H2 O (Ⅱ )和(H3NCH2 CH2 NH3) 2 ·[Cu(en) ][(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·5H2 O (Ⅲ )用FTIR ,NIR Raman ,紫外 可见漫反射光谱 (UV VisDRS)和荧光光谱等研究手段 ,对其进行光谱研究 ,探讨其结构和性能的关系。在这些化合物中 ,化合物Ⅰ和Ⅱ具有孤立的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元 ,而化合物Ⅲ的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元是由 [Cuen]基团桥联成链 ;磷钼酸盐的特征振动频率和这些化合物的结构相关 ;UV VisDRS显示 ,在 2 0 0和 2 6 0nm左右有两个杂多化合物的特征吸收谱带 ;化合物的稳态荧光光谱中 ,观察到以 2 4 0nm激发 ,在大约 4 0 0nm附近出现的由金属氧簇Oμ→Mo跃迁激发所引起的较强的发射峰 ,在化合物 (Ⅲ )中 ,还观察到通过 [Cuen]的荷移跃迁的以 5 70nm激发所产生的 6 0 4nm的发射峰。     

两种含有[Mo8O26]簇骼的化合物的光谱研究

合成了两种具有含有β-[Mo8O26]4-簇阴离子的新型化合物: [H(4,4'-bipy)]2[K2Mo8O26](Ⅰ)和H3[NaMo8O26](4,4'-bipy)5(H2O)4 (Ⅱ), 用FTIR, NIR-Raman, UV-Vis DRS和荧光光谱等研究手段进行光谱研究, 探讨其结构与性能的关系. 虽然这两个化合物中阴离子类似, 都含有β-[Mo8O26]4-簇骼基元, 但它们与碱金属的连接方式不同, 其FTIR和NIR-Raman光谱的特征振动频率与其结构相关;化合物Ⅰ和Ⅱ的UV-Vis DRS光谱显示, 在250～300 nm有宽的紫外吸收谱带;化合物Ⅰ的稳态荧光光谱观察到分别以350 nm激发下在450～650 nm处产生一个宽的发射峰;化合物Ⅱ在325 nm激发下在400～550 nm处产生一个发射峰. 化合物Ⅰ在不同温度下稳态固体荧光光谱随着温度的下降, 荧光发射强度增强, 其时间分辨固体荧光光谱的荧光寿命随着温度的降低而增长.     

2,6-吡啶二甲酸镝配位聚合物的合成、晶体结构及其发光性能研究

以2,6-吡啶二甲酸为配体,在水热条件下合成出一个具有(4.82)拓扑结构的二维稀土镝配位聚合物[Dy(PDA)(HPDA)]n(1)(H2PDA=2,6-吡啶二甲酸).通过元素分析,1H NMR,IR和X射线单晶衍射对其进行结构表征.X射线单晶衍射分析结果表明,该化合物届单斜晶系,P2(1)/c空间群.该化合物由配体的氧原子连接,形成具有(4.82)型拓扑的二维层状结构,相邻层间的π-π堆积弱相互作用使之形成三维超分子.测定了配体和1在固态室温条件的紫外吸收和荧光光谱.在室温下,配体和配合物均在280 nm处有一宽谱带强吸收,这可以归属于以配体为中心的π→π*跃迁.当激发波长为280 nm时,1呈现出基于配体为中心的荧光发射峰和稀土Dy3+的特征荧光发射峰.研究了配位聚合物1的固态荧光寿命,荧光衰减过程包含双组分,相应的荧光寿命τ1和τ2分别是3.61和12.81μs.     

SrIn2O4:Sm3+红色荧光粉的发光特性

采用燃烧法合成了SrIn2O4:Sm3+红色荧光粉并研究了其发光性质.发射光谱由位于红橙区的3个主要荧光发射峰组成,峰值分别为568,606,660 nm,对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2特征跃迁发射,其中606 nm的发射最强.激发光谱包括峰值位于323,413 n...     

ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

若干具有[（PO4）4Mo6^VO15]^12^-簇骼的化合物的光谱研究

Five novel organic-molybdenum phosphates with [(PO4)4Mo6(V)O15]12- cluster, Na x (H4TETA)3 x (H3O)5 x {Zn[(HPO4)2(PO4)2Mo6O15]2} (2), (H2en)7 x (H3O)4 x {Cu[(HPO4)2(PO4)2Mo6O15]2} x H2O (3), (H3DETA)2 x (H3O)3 x {Co0.5[(HPO4)2(PO4)2Mo6O15]} x H2O (4), [Co(H3TETA)]2{Co0.5[(HPO4)(PO4)3Mo6O15] x 3.5H2O (5) and (H3DETA) x (H3O)4 x {Co1.5 [(HPO4)2(PO4)2Mo6O15]} x 0.5H2O (6), have been synthesized. The relationship between their properties and structures was studied by using FTIR, NIR FT-Raman, UV-Vis DRS and fluorescence etc. In these compounds, every two [(PO4)4Mo6O15] clusters are coordinated by a metal atom to form a {M[(PO4)4Mo6O15]2} dimer. In compound 2, 3 and 4, {M[(PO4)4Mo6O15]2} dimers are hydrogen-bonded by the organic molecules and water molecules to form a three-dimensional expended framework, respectively. In compound 5 and 6, {Co[(PO4)4Mo6O15]2} dimers are coordinated by [Co(H3TETA)] groups and [CoO4] tetrahedra to form a network, respectively. These characteristic vibrational frequencies of the molybdenum phosphates are related to the structure of these compounds. Three characteristic bands in UV-Vis DRS spectra of these compounds have to be attributed to the absorptions of O(d) --> Mo, O(mu) --> Mo and O --> M charge transfer, respectively. These compounds exhibit strong fluorescence emission bands at about 410 nm when excited by 240 nm, which are caused by O(mu) --> Mo charge transfer.     

新型金属锌有机膦酸盐的合成与光谱研究

通过水热法合成了Zn的两种新型有机膦酸盐,Zn(4,4’-bipy)(HBCP)1和[Zn2(phen)2(BCP)(H2BCP)].H2O2。其中化合物1为二维结构,Zn2+采用四面体配位方式,而化合物2为零维结构,Zn2+有五配位和六配位2种的配位方式。还利用了一维FTIR、热微扰下的二维IR相关光谱、Fluorescence和UV-VisDRS光谱等研究手段对化合物进行了研究,探讨了其结构与性能的关系,发现了化合物1以350nm激发,在412和520nm左右出现两个宽带发射峰,而化合物2在336nm激发下只在398nm处出现宽带发射峰。     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉配合物的合成及发光性质

实验合成了稀土铕 樟脑酸 1,10 菲咯啉二元、三元配合物 ,通过元素分析、1 HNMR、中红外光谱、拉曼光谱 ,确定了配合物的组成为Eu2 (CA) 3·2H2 O ,Eu2 (CA) 3(phen) 2 (CA :樟脑酸根 ,phen :1,10 菲咯啉 ) ,另外 ,又合成了铕、镧混配的上述配合物 ,通过三维荧光光谱确定最佳激发波长为 310nm ,最强荧光波长为6 12nm ,即在 310nm光的激发下 ,发射光谱显示Eu3 的特征发射光谱 ,产生 7条谱带 ,分别是 5D0 7F0 (5 79nm) ,5D0 7F1 (5 94nm) ,5D0 7F2 (6 12 ,6 2 0nm) ,5D0 7F3(6 5 0nm) ,5D0 7F4 (6 89,6 97nm) ,其中7F2 和7F4能级发生了分裂。对荧光强度的研究表明 ,镧的掺入并没有降低铕的荧光强度 ,说明镧对铕的荧光发射有增强作用 ,但发射峰的位置基本不变。