N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺制备及其光谱分析

采用双氧水为氧化剂,一步法制备出N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(TBBS),通过FTIR,UV-Vis,XRD,TG-DSC对其进行检测和表征,揭示出TBBS 的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了TBBS 分子内部的各元素之间的化学键键型,确定最终产物为TBBS。UV-Vis检测出TBBS在228.3,281.5,298.3 nm有三个吸收峰,分别由n→σ*,π→π*,n→π*电子跃迁产生的,为企业TBBS产品质量检测,推测TBBS的结构提供实验依据。XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出TBBS晶体微观结构,完成TBBS物相组成和结构的定性鉴定。TG-DSC检测出TBBS的质量变化与热效应两种信息,TBBS的DSC曲线很复杂,53.3 ℃有一个很小的放热峰,由TBBS中所含少量叔丁胺的氧化产生;117.4,269.2,373.7 ℃存在三个吸热峰,分别是TBBS 的相变峰和分解峰,TBBS 分解温度偏高,为采用硫化仪研究TBBS的橡胶硫化性能提供参考。本研究为企业选定工作标准品,对TBBS工业化生产进行跟踪检测,评判TBBS的产品性能指标,填报立项TBBS化工行业标准的申报,撰写标准草案提供基础实验数据。     

三乙烯四胺基双(二硫代甲酸钠)及其重金属配合物的光谱研究

采用红外光谱、紫外光谱、原子吸收光谱及元素分析研究了三乙烯四胺基双(二硫代甲酸钠)(DTC-TETA)的结构及其重金属配合物的配位行为。在DTC-TETA的红外光谱图中,在1 461～1 388 cm-1处和1 174～996 cm-1处分别出现含有部分双键性质的CN键和CS键的特征吸收峰;在紫外光谱图中,分别在265和290 nm处出现两个最大吸收峰,分别对应于N…C…S基团的π—π*跃迁和S…C…S基团中硫原子上非键电子向共轭体系的n—π*跃迁;元素分析结果表明该化合物中碳、氢、氮、硫的摩尔比近似为2∶4∶1∶1。在Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)配合物的紫外光谱图中分别在紫外区的321, 310, 311, 325 nm处出现新的最大吸收峰。流动注射与火焰原子吸收联用分析结果表明DTC-TETA对铜、镉、镍、锌等重金属离子的络合能力强于二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)。     

掺杂钐离子的邻苯二甲酸锌的光谱研究

应用微波反应方法制备了掺杂钐离子的邻苯二甲酸锌(Zn(Pht))化合物,采用XRD,FTIR,NIR FT-Raman,固体样品漫反射紫外-可见光谱(DRS UV/Vis),荧光光谱和热重分析(TG)对其结构进行了分析表征。傅里叶变换红外和拉曼分析表明,在化合物中邻苯二甲酸酐中邻位的二个羟酸根各以单齿和Zn配位,其π→π*的跃迁由255和289 nm移向235和270 nm。该化合物在240 nm的光激发下,在560,596,642和670 nm附近产生较强的发射峰,它们分别对应于Sm3+的从4G_5/2,6H_7/2,6H_9/2和6H_11/2激发态到基态的发射,结果表明,Zn(Pht)显著地提高了Sm3+的发射效率。在荧光寿命谱中,化合物以240 nm激发所产生的596和642 nm的发射峰,其荧光寿命分别为τ₁=1.57 ns,τ₂=76.94 ns和τ₁=1.19 ns,τ₂=55.64 ns。TG分析表明,所研究的化合物在380℃开始分解,具有较高的热稳定性。     

稀土夹心双酞菁铽的荧光特性研究

利用稳态荧光光谱和时间分辨光谱方法研究了稀土夹心双酞菁铽衍生物(TbPcPc^*)氯仿溶液的荧光特性,分析了激发波长、溶液浓度对荧光特性的影响。TbPcPc^*氯仿溶液在707nm处有一强的荧光发射峰,它对应于电子从激发态S₁向基态S₀的跃迁。当使用500nm的光激发时,电子吸收能量发生向激发态S₁的跃迁以及到更高能级的混合跃迁,当电子从这些能级再跃迁到基态时主要发射525,707nm的荧光。Tb-PcPc^*氯仿溶液在707nm处的荧光发射峰具有两个衰减过程,短寿命的衰减为分子单体所产生,而长寿命的衰减为聚集体所产生。随着浓度的降低,单体所占比例增加,其对应的寿命组分比例也相应的增加。     

苋菜红与胭脂红荧光光谱的比较分析

测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱.胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下,分别在420 nm,530 nm,635 nm,687 nm波长处产生了四个荧光峰,苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下,在654 nm处产生了一个明显荧光峰.胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团,为了研究这四种荧光在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度,以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系.利用荧光强度的加和性原则,分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算.认为苋菜红的荧光峰对应丁胭脂红的第三个荧光峰,根据此特点,初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度,同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因.     

常用合成食品色素荧光光谱研究

分析合成食品色素的分子结构特点,根据荧光与分子结构的关系,理论上推断合成食品色素是荧光物质。应用SP-2558多功能光谱测量系统,测得胭脂红、苋菜红、柠檬黄、日落黄、亮蓝等五种最常用的合成食品色素标准溶液的三维荧光光谱。结果表明,胭脂红在波长330～430 nm的光激发下,产生较强荧光,荧光峰值波长为621 nm,最佳激发波长为376 nm;苋菜红在波长300～440 nm的光激发下,产生较强荧光,荧光峰值波长为643 nm,最佳激发波长为370 nm;柠檬黄在波长280～380 nm的光激发下,产生很强荧光,荧光峰值波长为565 nm,最佳激发波长为315 nm;日落黄在波长310～410 nm的光激发下,产生较强荧光,荧光峰值波长为592 nm,最佳激发波长为348 nm;亮蓝在波长320～390 nm的光激发下,产生较强荧光,荧光峰值波长为456 nm,最佳激发波长为350 nm。进而对这五种合成食品色素的荧光光谱进行了分析讨论。结果可为食品色素检测和食品安全提供帮助。     

多相脉冲放电体系中羟基自由基的光谱诊断

采用多针-板电极形式的气液混合脉冲放电系统,在其中加入玻璃珠负载的TiO₂膜光催化剂形成了一个气-液-固多相脉冲放电体系,研究中利用脉冲放电过程中产生的紫外光效应诱导其中的TiO₂的光催化作用,通过对放电体系中羟基自由基(·OH)的光谱诊断考察TiO₂光催化作用与脉冲流光放电的协同作用效果。结果表明,本脉冲放电体系中产生的·OH在306 nm(A2Σ+→X2Π跃迁)、309 nm(A2Σ+(ν′=0)→X2Π(ν″=0)跃迁)和313 nm(A2Σ+(ν′=1)→X2Π(ν″=1)跃迁)处均产生发射光谱,其中313 nm处的·OH的光谱强度最强;脉冲放电协同TiO₂光催化作用系统中·OH的发射光谱强度较单独的脉冲放电体系强,同时,条件实验(不同鼓气种类和水溶液初始pH值)的研究结果表明用氩气作为鼓气源时,多相反应体系中313 nm处·OH的发射光谱强度比以空气和氧气作为鼓气源时的强度高,酸性溶液中313 nm处·OH的发射光谱强度比中性和碱性溶液中高。     

细长金属管内产生的直流辉光等离子体发射光谱诊断

利用发射光谱法对金属管内形成的稳定氩氮直流辉光等离子体进行了诊断。通过对等离子体发射光谱谱线的研究确定了等离子体中的活性粒子成分;根据氩原子的玻尔兹曼曲线斜率法计算了等离子体中的电子激发温度;采用氮分子第二正带系跃迁(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算了等离子体中的氮分子振动温度;研究了电子激发温度和氮分子振动温度随压强的变化特征。研究结果表明,在20 Pa下产生的Ar60%+N₂40%直流辉光等离子体中,活性成分主要是Ar原子、Ar离子、N₂的第二正带系跃迁(C3Π_u→B3Π_g)和N+₂的第一负带系跃迁(B2Π+_u→X2Σ+_g);电子激发温度约为(15 270±250)K;氮分子(C3Π_u)振动温度约为(3 290±100)K;随着压强的增加电子激发温度、分子振动温度逐渐降低。文章的研究结果对细长金属管内表面改性研究具有重要的意义。     

特丁基对苯二酚的光谱及密度泛函研究

特丁基对苯二酚是重要的食品抗氧化剂.理论上,基于密度泛函理论,采用B3LYP泛函及6-311G(d,p)基组在气相环境下优化分子的结构并进行频率计算.在此基础上,基于含时密度泛函理论,选用SMD(solvation model based on density)溶剂模型,利用B3LYP泛函并结合def2-TZVP基组计算分子在无水乙醇溶剂中的前50个激发态.再通过Multiwfn软件对红外光谱做振动分析并考察分子间相互作用对红外光谱的影响,对紫外光谱做分子轨道和电子空穴分析.实验上,通过KBr压片法,利用傅里叶红外变换光谱仪测定样品红外光谱.采用液相法,以乙醇为溶剂,利用紫外可见分光光度计测定样品紫外光谱.通过对比分析可知,理论光谱与实验光谱总体吻合较好.红外光谱各基团的特征吸收峰都较为明显且较好吻合,特丁基对苯二酚二聚体存在氢键作用,这使得O—H键的强度被削弱,导致吸收频率降低并在3670—3070 cm^-1处出现一个宽峰.紫外光谱主要由基态跃迁至第1,2,6,7激发态形成,最大吸收峰位于200 nm以下,为π→π^*和s→π^*跃迁形成,268.8 nm和221.4 nm处的吸收峰均为n→π^*和π→π^*跃迁形成.由电子空穴图可知,这4个主要激发均为电子局域激发.     

CdTe量子点的光谱特性及其应用

研究了水相CdTe量子点的共振散射光谱、荧光光谱和吸收光谱特性。结果表明,随着量子点粒径(d)的增大,CdTe量子点的荧光峰(λ_F)发生红移,吸收峰也发生红移,且吸收峰(λ_A)的峰形变宽、吸光度(A)降低,λ与ln(d)均存在较好的线性关系。其函数关系为λ_A =126.74 ln(d)+395.92和λ_F=155.01 ln(d) +415.5。共振散射光谱研究表明, 共振散射波长λ_R与CdTe量子点粒径（3.8～8.6 nm）的对数存在较好的线性关系,线性回归方程为λ_R=148.37 ln(d)+418.08, 相关系数为0.995 2,而且同一粒径的CdTe量子点,共振散射强度与CdTe量子点的浓度也存在良好的线性关系,粒径为3.8 nm的CdTe量子点在波长597 nm处的线性范围,回归方程,相关系数分别为：22.5～180.0 μmol·L-1;I_{597 nm}=0.572 1c+5.884,0.997 5。共振散射光谱法作为检测CdTe量子点粒径的一种新方法,具有简便快速及较好的应用价值。     

电子助进化学气相沉积金刚石中衬底温度对发射光谱的影响

采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2为源料气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石中的氢原子(H_α,H_β和H_γ)、碳原子C(2p3s→2p2: λ=165.7 nm)以及CH(A2Δ→X2Π: λ=420～440 nm)的发射过程进行了模拟,研究了衬底温度对各发射谱线以及金刚石膜合成的影响。结果得知,各谱线强度随衬底温度的变化幅度很小,且在衬底表面附近的谱线强度随衬底温度的变化幅度相对于远离衬底的反应区域较大,这表明衬底温度的变化基本上不改变远离衬底的反应区域中反应基团成分,而只对衬底表面附近的反应过程有影响。由此得知,衬底温度对薄膜质量的决定性主要是由于衬底温度改变了衬底表面化学反应动力学过程和表面附近的反应基团的缘故,而不是衬底温度对反应空间中气相成分的影响。     

NO(3+1)共振增强的多光子离化谱

用皮秒脉冲高功率Nd∶YAG激光器抽运的光学参量发生/放大器作激发源,获得了NO分子在420～500 nm波长范围内的多光子离化谱,光谱图呈现分离谱的特征,表明在该波长区间NO分子以多光子共振方式离化。离化信号随激光强度的近四次方变化关系表明,在420～500 nm波长范围内NO分子吸收4个光子而离化。通过对谱线的标识,首次分离出NO分子以E 2Σ激发电子态为中间共振态的(3+1)多光子离化光谱序列,由谱线序列峰值波长得到NO分子E 2Σ电子态的振动常数,从而实现了采用多光子离化技术对该态能级结构的实验研究。     

均苯三甲酸Eu-Tb配合物的合成及荧光性质研究

以H₃BTC为配体,用水热法合成了均苯三甲酸Eu-Tb系列发光配合物Eu_1-xTb_x BTC·nH₂O(H₃BTC=1,3,5-均苯三甲酸,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0;n=0, 0.5),通过化学分析及元素分析确定了配合物的组成,用红外光谱对其进行了表征;研究了配合物的激发光谱和发射光谱,并就其荧光强度与两种稀土离子含量之间的关系进行了讨论。结果表明：(1)该系列配合物(除纯均苯三甲酸Tb外)均发出Eu离子的特征荧光,而荧光强度随着Eu和Tb离子的不同发生了明显变化,发射峰位置基本不变;(2)系列配合物中Tb对Eu的荧光强度有敏化作用,Eu对Tb的荧光强度有猝灭作用;同时Eu离子的5D₀→7F₁和5D₀→7F₂跃迁发射强度较强,且均劈裂为两个峰(587,593 nm)及(611.2,618 nm),这是由于Eu离子所处的配位环境不同所引起的。     

染料木素铬(Ⅲ)配合物与DNA相互作用的研究

在pH 7.2 Tris缓冲溶液中,采用紫外、DNA熔点、荧光、粘度等手段研究了染料木素铬(Ⅲ)配合物与小牛胸腺DNA(ctDNA)的作用机制,探讨了其作用模式。当加入一定量的ctDNA时,染料木素铬(Ⅲ)配合物的紫外吸收光谱的最大吸收峰产生明显的减色效应;而配合物体系的荧光强度、共振光散射信号随ctDNA的加入逐渐增强。配合物的存在能有效猝灭EB-DNA体系的荧光,且猝灭方式为静态猝灭。同时ctDNA的熔点和ctDNA溶液的粘度随配合物的加入而增大。据此推断,染料木素铬(Ⅲ)配合物与ctDNA之间具有较强的作用,配合物主要以插入方式与DNA结合,二者的键合常数为1.9×105 L·mol-1。该研究结果提示染料木素铬(Ⅲ)配合物有望作为抗癌活性候选药物,值得进一步深入研究。     

甲醇交流放电产物的光谱研究

利用浓度调制光谱技术测量甲醇交流放电分解产物的发射光谱,在300～700 nm之间主要观测到激发态CO分子的B 1Σ+—A1Π Angstrōm跃迁带、激发态CH分子430 nm附近的A 2Δ—X 2Π跃迁带系和390 nm附近的B 2Σ-—X 2Π跃迁带系以及CHO(329.82 nm),CH₂O(369.8 nm),CH₃O(347.8 nm),H（巴末耳线系）的发射谱线。通过光谱强度分析得到,CO激发态B 1Σ+的振动温度达1 638 K,CH激发态A 2Δ的振动和转动温度分别为4 200和1 100 K。改变放电电压和样品气压,测量CO,CH和H的发射光谱强度的变化关系,发现增加放电电压或减少样品气压,CO（B 1Σ+）和H(656 nm) 的发射光谱强度比CH(A 2Δ)发射光谱强度增加得快,从而进一步讨论了甲醇交流放电解离通道和产氢机制。     

二苄基二硫代氨基甲酸锌制备及其光谱分析

采用一步法制备二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBDC),通过FTIR,UV-Vis,XRD和TG-DSC对其进行检测和表征,揭示出ZBDC的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了ZBDC分子内部各元素之间的化学键键型,确定最终产物为ZBDC。UV-Vis检测出ZBDC在209.8和266.1 nm有二个吸收峰,分别由n→σ*和π→π*的电子跃迁产生的,为企业ZBDC产品质量检测,推测ZBDC的结构提供实验依据。XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出ZBDC晶体微观结构,完成ZBDC物相组成和结构的定性鉴定。TG-TG-DSC检测出ZBDC的质量变化与热效应两种信息,在194.5,361.1和433.5 ℃存在三个吸热峰,分别为相变峰和分解峰。ZBDC分解温度偏高,为采用硫化仪研究ZBDC的橡胶硫化性能提供参考。     

胭脂红和苋菜红分子结构与光谱性质的对比研究

应用英国Edinburgh FLS920P稳态-瞬态荧光光谱仪,对互为同分异构体的胭脂红、苋菜红分子的吸收光谱和荧光光谱实验检测,得到二者的光谱特性参数,并进行对比。分别采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）对这两种分子的基态和激发态结构进行优化,将所得基态分子构型进行频率计算,结果显示均无虚频存在,进而比较两分子构型在不同能态下的差异。在此基础上,应用TD-DFT并结合极化连续介质模型（PCM）在6-311++G(d, p)水平上分别计算二者的吸收光谱和荧光光谱,对两种分子的发光机制、荧光光谱特性差异与分子结构的关系进行了分析。结果表明,两种分子的基态结构均为非平面,它们中的两个萘环不共面,存在一定的夹角;苋菜红含有分子内氢键,且氢键所在萘环的平面性要优于胭脂红分子对应的萘环部分;激发态时二者各自的两个萘环均共平面。量子化学计算得到的光谱理论值与实验结果较为吻合,说明优化所得胭脂红与苋菜红的分子构型基本合理。与苋菜红相比,胭脂红右侧萘环结构的平面性稍差,分子从激发态跃迁回到基态经历了更多的振动和转动,损耗了更多的能量,导致用来产生荧光光子的能量减少,因此,胭脂红的荧光发射波长更长。本文首次得到胭脂红、苋菜红分子基态与激发态下的分子结构信息,并找出二者光谱特性差异的原因,结果可为研究同分异构体分子的光谱特性与分子结构的关系提供参考。     

染料木素及其葡萄糖苷与DNA相互作用的研究

在pH 7.2 Tris缓冲溶液中,采用紫外、荧光、粘度等方法研究了染料木素、染料木素葡萄糖苷、染料木素7,4’-二-O-β-D-葡萄糖苷与小牛胸腺ctDNA的作用。结果表明,在ctDNA存在下,染料木素及其葡萄糖苷的紫外吸收光谱的最大吸收峰均产生明显的减色效应。三种化合物的加入均能有效猝灭EB-DNA体系的荧光,而猝灭方式并不唯一。另外,ctDNA溶液的粘度也都随三种化合物的加入而增大。据此推断,染料木素及其葡萄糖苷与ctDNA之间具有较强的作用,可能以部分插入及氢键作用与ctDNA结合,其作用强弱顺序为染料木素葡萄糖苷>染料木素7,4’-二-O-β-D-葡萄糖苷>染料木素。结果提示染料木素的7位或4’位葡萄糖基化修饰有望作为抗癌活性候选物,值得进一步深入研究。