光镊技术研究低湿度下MgSO_4气溶胶的传质受阻过程

MgSO_4气溶胶在相对湿度(RH)40%以下会形成胶态结构,从而出现传质受阻。本研究采用光镊悬浮技术捕获颗粒尺寸3～8μm的MgSO_4气溶胶液滴来研究低湿度下不同停留时间对MgSO_4液滴扩散系数的影响。结果表明,不同停留时间后的溶胀过程,均分两段过程进行拟合,第一段的扩散系数比第二段的扩散系数大,且每段的扩散系数随停留时间的增大而减小。     

红外光谱差减技术扣除水汽吸收干扰的局限性

红外光谱差减技术在扣除背景组份干扰方面得到广泛应用,但其扣除空气中水汽效果却不尽如人意。研究了不同湿度的水汽光谱与光谱差减效果的关系,以探究光谱差减技术在水汽扣除领域局限性的原因。结果表明：(1)相对湿度改变,水汽的红外光谱也发生变化,不管如何小心地选择比例系数f,从相对湿度x%的水汽光谱A_x,也不能完全扣除相对湿度为y%的水汽光谱A_y,即fA_x≠A_y。(2)相对湿度改变,水分子团簇(H₂O)_n的相对组成也会发生变化,这是导致光谱差减技术局限性的主要原因。(3)将湿度为x%和y%的两水汽光谱A_x和A_y进行线性组合,则可以高度近似地模拟出介于两者之间的湿度的水汽光谱。比如用40%水汽谱和30%水汽谱,可以模拟得到32%或35%或37%的水汽谱。实验结果表明这是扣除水汽干扰效果更好的路径。(4)论证了水汽补偿湿度滴定法具有高效性的原因。     

FTIR技术应用于香烟烟气的分析

文章采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合气溶胶流管技术(AFT)和衰减全反射技术(ATR)分别得到香烟整体烟气和气溶胶的红外谱图。通过解析红外谱图可得到丰富的基团振动信息,1 230 cm-1处为酚类化合物的C—O伸缩振动峰,1 735 cm-1处的尖峰为羧酸中羰基的伸缩振动峰。由于烟气中气体占主要比例,所以CO在2 118和2 170 cm-1出现较强的双峰,2 343和2 362 cm-1为CO₂特征吸收峰,其强度远远高于其他峰的强度。而气溶胶谱图中最明显的不同就是CO峰消失,CO₂峰强度也大大减弱。因此将两种技术结合,特别是通过分析对比某些特征峰的变化,得到香烟烟气所发生的化学变化、组分挥发以及形态聚集等动态变化过程。为分析香烟燃烧产物提供了一个新思路,且不需对样品进行预处理,具有方便、快捷、无损等优点。     

环肽合成进展

环肽由于其稳定的结构特性在生物模拟、药物设计、纳米与分子器件、生物传感器以及催化剂等方面起着越来越重要的作用。本文介绍了近年来环肽化合物的合成及其应用的一些进展。     

单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨

表面活性剂;单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨     

共聚焦拉曼光谱研究ZnSO_4微液滴的风化过程

通过共聚焦拉曼原位光谱技术在分子水平上研究了沉积在聚四氟乙烯基底上的ZnSO_4微液滴的风化过程.根据获得的高信噪比的Raman光谱,详细探讨了湿度降低时ZnSO_4微液滴中Zn~(2+)和SO_4~2离子的缔合行为,即经由单齿、双齿最终转化为复杂的链状或网状接触离子对.利用曲线拟合技术对其光谱的ν1-SO_4~2峰进行分峰,获得了不同湿度下ZnSO_4微液滴中各组分的量化信息:高湿度时,液滴中主要包含自由的水合SO_4~(2-);随着湿度降低,自由SO_4~(2-)逐渐向单齿、双齿接触离子对转化,并在湿度为66%和34%时分别达到其最大值;继续降低湿度,复杂的链状或网状接触离子对逐渐成为液滴中的主要成分.     

二维凝聚体系中分子的取向分布函数性质

对二阶和四阶Legondre多项式构造的取向分布函数进行了仔细研究, 发现该函数适于描述二维凝聚体系中单轴取向分子的四种分布模式, 给出了这四种分布模式对应的序参数〈P_2〉,〈P_4〉的取值区域, 具体讨论了序参数〈P_2〉,〈P_4〉改变时, 分布图形的相应变化.     

FTIR-ATR原位观测Mg(NO3)2气溶胶的潮解和风化过程

利用FTIR-ATR(傅里叶变换红外-衰减全反射)原位光谱技术在分子水平上研究了ZnSe基底上Mg(NO3)2气溶胶颗粒的潮解和风化过程.根据FTIR-ATR光谱的演变可知,Mg(NO3)2气溶胶在潮解过程中经历了复杂的相变:相对湿度(relative humidity,RH)接近3%时,Mg(NO3)2气溶胶颗粒为无定型水合物;稍微升高相对湿度,无定型颗粒转化为Mg(NO3)2·nH2O(n≤5)晶体,并且在其表面逐渐形成热力学稳定的Mg(NO3)2·6H2O晶体;相对湿度达到Mg(NO3)2·6H2O的饱和点(53%RH)时,Mg(NO3)2·6H2O开始溶解,同时,内核Mg(NO3)2·nH2O(n≤5)晶体在其表面持续转化为Mg(NO3)2·6H2O晶体,导致固态气溶胶颗粒全部潮解时的相对湿度延迟到76%.风化过程中,Mg(NO3)2液滴随相对湿度的降低逐渐失水进入过饱和区域;相对湿度降至5%以下时,形成无定形颗粒.在过饱和Mg(NO3)2液滴的FFIR-ATR光谱中,NO-3对称伸缩振动(v1-NO3-)的吸收强度明显增加,是溶剂共享离子对,甚至接触离子对持续形成的结果.     

光镊技术研究硝酸铵在超粘气溶胶中的挥发性

大气颗粒物中挥发性物质的气粒分配问题是大气科学研究的热点.选择典型的高粘度态模型体系、硝酸铵/蔗糖体系以及硝酸铵/硫酸镁体系，利用光镊-受激拉曼光谱技术原位获得液滴的自发拉曼和受激拉曼信号，同时观察回音壁（WGM）模式，利用米氏散射理论对一系列的WGMs峰位在给定范围内的粒子半径和折射率进行模拟计算，通过Maxwell方程精确计算了两个体系中硝酸铵在不同相对湿度（RH）下的有效饱和蒸汽压值，结果表明，在低湿度下的超粘态液滴中硝酸铵的有效饱和蒸汽压比纯硝酸铵的饱和蒸汽压低1～3个数量级.显然，低相对湿度下，液滴中硝酸铵的挥发受到了抑制.     

利用真空FTIR比较研究油酸薄膜和油酸包覆粉煤灰分别与臭氧的非均相化学反应动力学

气溶胶老化是目前大气颗粒物物理化学领域的研究热点之一。通过真空型傅里叶红外光谱仪原位观测并对比了油酸(OA)薄膜和油酸包覆粉煤灰两种样品分别与臭氧发生的化学反应动力学,并评估了其中粉煤灰在非均相化学反应中所起到的作用。除了指纹区特征峰的不同,在反应前纯油酸薄膜和纯油酸包覆粉煤灰样品的主要红外特征吸收峰是相似的。当两种样品分别处于20 ppm 臭氧浓度、室温和干燥的反应环境中,=CH的特征吸收峰(3 050 cm-1)强度降低而—OH伸缩振动特征峰(3 430 cm-1)强度增加。此外,随着臭氧氧化反应的进行,处于1 710cm-1的羧酸C=O伸缩振动特征峰强度下降,反之,产物酯类物质的伸缩振动特征峰在1 740 cm-1出现并增强。通过红外光谱的变化趋势能够得到两组样品的OA成分在反应中逐步消耗并转化为含有羟基和酯类官能团的产物。通过位于1 740 cm-1处的C=O特征峰的变化能够得到准一级反应速率常数K_app和摄取系数γ。粉煤灰样品的准一级反应速率常数大体是油酸薄膜反应体系的两倍。对于比表面积,粉煤灰样品要大于油酸薄膜,而两种反应体系的臭氧浓度一致,油酸薄膜和油酸包覆粉煤灰的γ值分别为(2.70±0.11)×10-4和(3.70±0.13)×10-4。较大的催化表面积和较快的催化效率是导致粉煤灰样品较油酸薄膜反应快的原因。由此证明了当粉煤灰与不饱和有机酸结合并处在臭氧氧化环境中时会常易促进二次有机气溶胶的形成。