表面增强红外吸收光谱——表面敏感的原位免标记光谱电化学技术

表面增强红外吸收光谱（尤其衰减全反射表面增强红外吸收光谱）是一种超灵敏的红外光谱技术,能够实现亚单层膜水平的表面选择性探测. 由于增强基底可同时作为工作电极实现电化学调制,衰减全反射表面增强红外吸收光谱是一种表面敏感的原位免标记光谱电化学技术. 本文首先简要介绍了表面增强红外吸收光谱的基本原理和技术特点,之后通过代表性研究工作着重介绍近年衰减全反射表面增强红外吸收光谱电化学的应用和发展,最后展望了表面增强红外光谱所面临的挑战和潜在的研究方向.     

银岛膜中银颗粒间表面电磁波的耦合

自从Hartstcil。等人用衰减全反射技术（AT则得到覆盖在银岛膜上的有机超薄膜的表面增强红外吸收光谱以来山，对其增强机理及应用的研究一直是人们关注的热点．人们不论是从实验上还是从理论上都通过种种努力来探索表面增强红外光谱的机理，但仍然没有给出一个清晰的图象．一般     

钴岛膜上对巯基苯甲酸的表面增强红外吸收光谱

通过置换反应在金属铝表面制备了表面没有任何保护剂且具有红外增强作用的钴岛膜,用SEM、XRD和表面增强红外光谱对其形貌和性质进行表征。 结果表明,铝片上沉积出的钴呈岛状结构,钴岛膜由二次钴粒子和一次钴粒子通过密堆积的方式构成;首次发现具有这种特殊结构的钴对吸附于其表面的有机分子的红外吸收光谱有较大的增强作用,用此钴岛膜对1 mmol/L的对巯基苯甲酸的红外光谱研究时得到很好的红外增强信号,使得表面增强红外光谱可以用于痕量分析、检测。     

芳烷基酚树脂在98%硫酸中腐蚀行为研究

用失重和表面腐蚀层厚度的测定以及借助于Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）、红外吸收光谱（ＦＴ—ＩＲ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）等分析手段研究芳烷基酚树脂在浓硫酸中的腐蚀行为。探讨耐浓硫酸腐蚀机理模型。结果表明试样经一定时间浸泡后表面腐蚀层厚度对温度和作用时间没有依赖关系，该材料耐浓硫酸腐蚀。腐蚀机理为：浸泡过程中，试样表面形成了一层结构致密的耐腐蚀物质，阻止了硫酸分子进一步向试样内部扩散渗透，使试样内部免遭进一步破坏。     

光响应性树枝状偶氮苯单分子层

偶氮苯树枝状分子通过中心羧基与金或者石英基体表面的氨基进行酰胺化反应得到树枝状分子单分子层修饰的表面,利用红外反射 吸收光谱（IRRAS）、UV-Vis和Raman光谱法研究了单分子层的结构和性能,利用椭偏谱法来测量四代树枝状（G-4）单分子层在不同异构化形态的分子层厚度,其中反式构象的单分子层厚度为（2.38±0.09） nm,顺式构象厚度为（1.88±0.08） nm。 利用表面等离子体共振（SPR）研究不同形态下G-4单层与不同等电点的蛋白质之间的相互作用关系,结果表明,G-4单层为负电位表面,能够吸附正电位的蛋白质,而且当树枝状单分子层形态从反式变为顺式时,表面电位变为更负,能吸附更多正电位的蛋白质。     

Meso-四（4-（N-咔唑）丁烷氧苯基）卟啉稀土金属配合物的合成及光电性质

本文设计合成了未见文献报道的meso—N（4-（N-咔唑）丁烷氧苯基）卟啉（1）及其稀土金属配合物（Ln=Sm（2）,Eu（3）,Tb（4）,Dy（5））．通过核磁共振氢谱、紫外．可见吸收光谱、元素分析和红外光谱对稀土金属卟啉配合物进行了表征,并研究了卟啉样品的荧光性质和表面光电压性质．结果表明,受无辐射跃迁等因素的影响,卟啉1～5的荧光强度和荧光量子效率依次减小．在无外加电场的情况下,稀土金属配合物2～5的表面光电压强度变化与荧光强度变化呈现相反的规律,充分表明荧光发射与表面光电压的相互竞争过程．不同性质的电场对金属卟啉配合物的电荷分离影响显著,在正电场和无外加电场情况下,配合物2～5的表面光电压信号强度依次增加．     

PyDDP修饰的金纳米颗粒的制备及其吸收红移机制

用柠檬酸三钠还原四氯化金制备了金纳米颗粒,并用双十八烷氧基二硫代磷酸吡啶盐（PyDDP）对其进行修饰. 红外吸收光谱表明PyDDP与金颗粒表面以共价键方式结合；透射电子显微镜（TEM）的结果表明, 所得到的PyDDP修饰的纳米金颗粒尺寸与修饰前基本相同; PyDDP修饰的金纳米粒子表面等离子吸收发生了较大幅度的红移.利用偶极子模型结合配位理论解释了PyDDP修饰的金纳米颗粒发生红移的机制.     

傅里叶红外光谱法分析密胺餐具、脲醛餐具及其表面涂层

采用衰减全反射ATR傅里叶红外光谱法分析密胺餐具、脲醛餐具及其表面涂层。利用功能团的位置及强度区分密胺树脂和脲醛树脂。经3%乙酸浸泡后,密胺树脂红外谱图结构基本无变化,而纯密胺树脂或密胺–脲素混合树脂的红外谱图强度降低,呈现毛刺现象。采用红外光谱仪分析了密胺餐具、脲醛餐具的外涂层,结果显示,涂层的主要成分为高纯度甲醛–三聚氰胺树脂,经3%乙酸多次浸泡后,涂层逐渐被破坏,餐具内部的有毒物质开始溢出。实验表明,ATR傅里叶红外光谱法可以快速区分密胺餐具、脲醛餐具的材质。     

纳米金三明治结构调制细胞色素c电子传递特性的分子机理研究

以细胞色素c(Cyt c)为模型蛋白,采用表面增强红外吸收光谱监测了三明治结构所吸附的纳米金对氧化还原诱导的Cyt c表面增强红外差谱的改变.研究表明,在单层Cyt c分子表面组装纳米金,使得血红素的红外差谱特征峰明显增强,这归因于纳米金和血红素之间的电子传递.纳米金与Cyt c氧化还原活性中心血红素的相互作用加速了蛋白质的电子传递.这为实现并优化表面吸附蛋白质的直接电化学提供了一种新技术.     

聚氨酯表面构建磺胺两性离子结构及其抗血小板粘附性的研究

通过己二异氰酸酯(HDI)在聚醚氨酯(PU)表面构建磺铵两性离子结构，以改善其不凝血性能。首先用HDI活化PU表面，生成PU—NCO衍生物；然后通过N，N—二甲基乙醇胺(DMEEA)中的-OH和PU表面的-NCO反应生成PU—N（CH3）2；最后用丙磺酸内酯(PS)进行开环。生成磺铵两性离子结构。用ATR—IR表征了各步反应，对构建前后材料的抗血小板粘附性能进行了比较，结果表明，磺铵两性离子结构具有优异的抗血小板粘附性。     

Al2（SO4）3／SiO2催化甲醇脱水合成二甲醚

采用浸渍法制备了不同负载量的Al2（SO4）3／SiO2催化剂．使用BET、XRD、FT—IR、异丙醇探针反应、NH3吸附量热和NH3吸附红外等手段对催化剂进行了表征,并测试了其在甲醇脱水合成二甲醚反应中的活性．BET、XRD和FT-IR结果表明,载体SiO2的表面积较高,随着Al2（SO4）3负载量的增加,样品的表面积逐渐降低,当Al2（SO4）3负载量高于20％时,样品表面开始出现晶相Al2（SO4）3．NH3吸附量热和NH3吸附红外结果表明,载体SiO2的酸性很弱,负载了Al2（SO4）3后,样品酸性大大增强,且酸性随着Al2（SO4）3负载量的增加先增强后减弱．样品表面同时存在B酸中心和L酸中心,但以B酸中心为主．Al2（SO4）3负载量为3％的样品的表面酸性最强,因而在甲醇脱水反应中表现出最高的反应活性,533K,甲醇转化率为83．5％,二甲醚选择性100％．     

航空用橡胶类材料衰减全反射法红外光谱图数据库的建立

利用衰减全反射法(ATR)制样简单、检测快捷的优点,收集已知航空用橡胶类材料牌号的ATR红外光谱图,建立ATR红外光谱图数据库,用红外光谱数据库检索方法来方便完成鉴定未知物质.     

脂肪酶在负离子化PET表面的单分子层自组装膜研究

研究了脂肪酶分子在表面负离子化聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜表面的分子自组装,由AFM和FTIR－ATR等方法研究脂肪酶单分子层膜的表面结构;活力测定表明：脂肪酶／PET自组装单分子层膜的酶活力表现率约为2.0左右。     

6种燕窝的傅里叶变换红外光谱法原性状快速鉴别

首次利用微钻石ATR探头傅里叶变换红外光谱法（FTIR）无损快速鉴别了6种燕窝。结果表明：印尼燕、越南燕、马来西亚燕、泰国血燕、菲律宾草燕和香港市售燕窝均有自己的红外特征谱,据谱图吸收峰的波数位置和相对峰强度的差异可达到燕窝类同和伪品和鉴别。该方法快速、简便、可靠。     

表面活性剂改性有机沸石对废水中亚甲基蓝的吸附行为

用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)复合改性沸石,制备了阴阳离子表面活性剂改性沸石,利用X射线衍射和红外吸收光谱表征了改性前后沸石的结构,并研究了改性沸石对亚甲基蓝的吸附行为.结果表明,改性后沸石的吸附性能明显增强;在溶液pH 8、常温,吸附时间100 min、改性沸石用量20 g/...     

磷钼酸/二氧化钛复合薄膜的结构及光致变色性能

利用溶胶-凝胶法制备了磷钼酸/二氧化钛（PMoA／TiO2）复合薄膜。通过红外光谱（FT-IR）、原子力显微镜（AFM）和X射线晶体衍射（XRD）对复合薄膜的组成和结构进行了表征。利用紫外／可见吸收光谱（UV-vis）和电子自旋共振光谱（ESR）对复合膜的光致变色性能进行了研究。FT-IR分析结果表明,Keggin结构磷钼酸分子的基本结构在复合薄膜中仍然存在,在PMoA与TiO2界面间形成了Mo—O—Ti键电荷转移桥。AFM结果表明复合前后TiO2薄膜以及复合膜光照前后的表面形貌发生了显著变化。复合膜具有可逆的光致变色性质,在紫外光照下,复合薄膜由无色变为蓝色,蓝色薄膜在空气中暗处放置后可恢复为无色。ESR结果表明TiO2受紫外光激发产生光生电子,导致PMoA发生光还原反应,生成杂多蓝。PMoA／TiO2体系的光致变色过程是按照电子迁移的机制进行的。     

D-氨基葡萄糖混配金属络合物与脱氧核糖核酸作用的光谱分析

合成了４种Ｄ－氨基葡萄糖金属络合物，采用电子吸收光谱、荧光光谱、表面增强拉曼光谱对比研究了它们与ＤＮＡ作用，发现这４种化合物与ＤＮＡ的作用能力并不相同，Ｃｏ（Ⅲ）ＧｌｕＧ是值得进一步研究的可能抗癌药物．     

胆囊疾病的临床快速诊断红外光谱新方法研究

研究了衰减全反射(ATR)红外光谱法快速检测胆囊癌的灵敏度和特异性, 结果表明, 正常组织和胆囊癌组织的红外光谱存在一系列差别, 减法光谱技术有助于判别胆囊炎和胆囊癌. 统计分析结果表明, 此方法灵敏度为100%(6/6), 特异性为97%(39/40), 准确率为97%(45/46), 说明中红外ATR光谱法是一种可快速、无创检测胆囊癌组织的新方法.     

N-(2-氨乙基)-月桂酰胺浮选铝硅酸盐矿物的研究

研究了N (2 氨乙基) 月桂酰胺对高岭石、伊利石和叶腊石等铝硅酸盐矿物的浮选行为.发现该表面活性剂对叶腊石的浮选回收率最高可达97.7％，对伊利石和高岭石的回收率相对较低，一般不超过82％.矿浆pH对高岭石、伊利石和叶腊石的回收率影响较小.酸性矿浆中表面活性剂通过静电引力吸附在矿粒表面；碱性矿浆中，表面活性剂通过氢键吸附在矿粒表面.红外吸收光谱证明，三种矿物表面中均存在－OH；在一个较宽的pH范围内，三种矿物矿浆的Zeta电位均为负值，表明矿粒表面荷负电.矿粒的扫描电镜（SEM）照片（×15000）表明，叶腊石主要呈薄片状颗粒，高岭石和伊利石颗粒呈不规则形状.     

甲烷在MnO_2／SiO_2催化剂表面吸附的原位FT－IR研究

本文使用付立叶变换红外研究了甲烷在ＭｎＯ_２／ＳｉＯ_２催化剂表面的吸附，催化剂经高温（７７３Ｋ）抽空处理后，冷却至１７３Ｋ，进２４６６Ｐａ甲烷，在３００８，２９０４和１３０４ｃｍ￣（－１）处观察到三个红外吸收峰．其中２９０４ｃｍ￣（－１）的吸收峰归属为Ｃ－Ｈ键的对称伸缩振动，这一红外吸收峰的出现说明了甲烷分子的Ｔｄ点群发生畸变，对称性降低。因为红外惰性的２９１７ｃｍ￣（－１）红外峰显示出红外活性并位移至２９０４ｃｍ￣（－１）甲烷吸附于ＭｎＯ_２／ＳｉＯ_２表面后，由表面羟基产生的红外峰从３７００ｃｍ￣（－１）位移至３６７５ｃｍ￣（－１）．共吸附的ＣＯ影响甲烷的吸附，说明ＣＨ_４与催化剂表面阳离子的作用较弱。甲烷在ＭｎＯ_２／ＳｉＯ_２催化剂表面的吸附可能是通过甲烷的氢原子与表面羟基的氧和表面配位不饱和的氧离子间的氢键作用而形成的．