弱氢键作用对硫脲水溶液拉曼光谱影响的密度泛函理论计算

将拉曼光谱和密度泛函理论(DFT)计算结合能够把拉曼谱峰和分子结构及分子间氢键作用之间的变化联系起来, 反映分子周围的结构信息. 本文通过理论计算水分子和硫脲形成复合物的拉曼光谱, 并结合实验报道的拉曼光谱, 探究硫脲基频对分子局域结构的依赖性. 通过轨道分析, 发现水分子的氢键作用可以引起硫脲的前线轨道对易, 这将影响到硫脲的拉曼光谱性质. 最后计算也表明在中性水溶液中由于大的正Gibbs 自由能变, 硫脲不易发生异构转变.     

胞嘧啶吸附在粗糙银和金电极上的表面增强拉曼光谱

利用电化学伏安方法和表面增强拉曼光谱(SERS)技术研究了在-1.0V~0V的电位区间内胞嘧啶在粗糙银电极和金电极表面上的吸附行为。结果表明,在所研究的电位区间,胞嘧啶通过N3位垂直吸附在粗糙银和金电极表面,且当电位负移时吸附作用减弱。     

硫脲在铂电极表面吸附行为的表面增强拉曼光谱研究

本文通过电化学方法有效抑制了硫脲在铂电极表面的解离,从而实现了用SERS技术研究粗糙铂电极表面硫脲的吸附行为。结果表明,硫脲分子是以硫端斜躺吸附在电极表面,随着电位变负渐渐转为直立。     

过渡金属表面紫外线激发的表面增强Raman光谱(UV-SERS)研究

本文以紫外光325 nm作为激发线,成功获得了不同形貌的铂纳米粒子(铂纳米立方体和纳米絮状物),电化学粗糙的钴和镍电极在紫外区的表面增强拉曼散射(UV-SERS)效应。同时发现不同形貌的铂纳米结构在紫外区有不同的SERS效应,不同金属在紫外区的增强效应也不同,其中铂纳米立方体产生了最好的增强效应,这一结果也预示有必要发展更优的基底。为了利用UV-SERS研究具有重要应用意义的分子,同时也为了验证铂纳米立方体在紫外区的增强效应具有分子的普适性,我们研究了CO和腺嘌呤分子吸附在铂纳米立方体上的UV-SERS。     

18-冠醚-6及其碱金属离子配合物的原子电荷及构象能的分子力学研究

本文推导了电负性电荷与静电势电荷的关系,并把电负性电荷用于分子力学计算.我们的推导和计算结果表明,电负性电荷也能很好的反映分子中的静电相互作用,并用于分子力学计算,从而我们为用电负性作为分子力学力场参数提供了理论根据.     

电化学方法和表面增强拉曼光谱技术研究钴电极表面咪唑的吸附和缓蚀行为

利用电化学和表面增强拉曼光谱方法研究了咪唑和钴电极的相互作用. 分析并指认了不同电极电位下咪唑溶液中钴电极上的表面增强拉曼光谱(SERS), 发现随电极电位的变化, 在钴电极表面存在三种表面物种并且可以在一定程度上相互转化. 在较负电位(−1.2~−0.9 V)区间, 咪唑在钴电极表面以吸附物种为主, 随电位正移, 吸附取向由通过吡啶N垂直吸附逐渐向C2=N3双键倾斜; 在较正电位区间(−0.8~−0.7 V)内, 吸附咪唑的信号逐渐减弱乃至消失, 而钴和咪唑的络合物信号逐渐增强; 开路电位(−0.6 V)下出现很强的钴的氧化物谱峰. 同时, 文中比较了钴电极表面在空白溶液和加入咪唑后的溶液中的极化曲线, 发现咪唑对钴电极的缓蚀作用较为明显. 该研究结果表明, 联合表面增强拉曼光谱技术和电化学方法使得人们可以从分子水平上了解表面物种和电极表面间复杂的相互作用.     

苯硫酚各种形态在金上的拉曼光谱研究

用Gaussian 98程序在B3LYP/6-311＋G**(C, H, S)水平上计算得到苯硫酚(TP)的一套校正因子, 对苯硫酚各频率进行了势能分布(PEDs)分析, 并对各振动模式进行了详细的指认. 同时, 在B3LYP/6-311＋G**(C, H, S)/LANL2DZ(Au)水平上优化得到苯硫酚的各种形态与金结合, 即C₆H₅SH-Au, C₆H₅SAu, C₆H₅S^－-Au的平衡构型, 且在此基础上得到了C₆H₅SH-Au, C₆H₅SAu, C₆H₅S^－-Au三种形态的计算拉曼谱图. 其中苯硫酚金盐(C₆H₅SAu)的拉曼谱图与实验得到的苯硫酚在金溶胶中的谱图是一致的, 由此很好地证明了TP与金形成苯硫酚金盐.     

对氨基苯硫酚分子的表面增强拉曼光谱及等离激元光催化反应

对氨基苯硫酚(PATP)是表面增强拉曼光谱(SERS)研究中最重要的探针分子之一. PATP吸附体系具有非常特征且异常强的SERS信号, 但人们对其SERS信号的理解仍存在较大争议. 本文结合文献, 总结了我们为了理解PATP分子异常的SERS光谱所开展的系统的理论和实验工作. 首先介绍PATP的SERS增强机理方面开展的理论工作, 研究表明PATP分子的异常SERS信号不是来自PATP分子本身, 而是来自其表面催化偶联反应产物二巯基偶氮苯(DMAB). 通过实验和DMAB合成两个方面, 验证了DMAB是异常SERS信号的根源. 其次总结了各种实验条件对PATP转化为DMAB的影响, 并从实验和理论两个角度探讨PATP的表面催化偶联反应机理. 最后, 通过对PATP体系的SERS和等离激元增强化学反应的总结, 展望表面等离激元增强化学反应的未来发展方向.     

基于密度泛函理论计算分析磺胺类抗生素的拉曼光谱

最近我们研究组发现磺胺类抗生素在不同团聚剂作用下的表面增强拉曼光谱(SERS)会发生明显的差异。为了研究产生差异的原因,我们采用密度泛函理论(DFT)计算的方法,讨论了磺胺类分子的构型变化、构象变化、质子化以及分子间二聚体等方面的变化对其在金纳米粒子上的SERS变化的影响。     

金属纳米间隙中SPR增强光电化学反应

研究属电极表面与金属纳米粒子构成纳米间隙的光物理和光化学特征。首先,当可见光激发等离激元共振(SPR)效应,分析了电极电位与纳米间隙结构的光吸收和光发射过程耦合作用。然后,我们考虑当分子存在纳米间隙的情况下,SPR对分子拉曼光谱信号的增强效应。最后,我们也考虑了激发SPR弛豫以及其与分子化学反应的关系。在上述的理论计算中,我们将界面电场和光电场耦合,考虑了纳米间隙结构中嵌入分子的光电化学反应。