基于密度泛函的甲醇和乙醇荧光特性研究

使用英国爱丁堡FLS920P荧光光谱仪,对甲醇、乙醇的紫外吸收光谱和荧光光谱进行实验检测,得到二者的光谱特征参数。分别采用密度泛函理论(DFT)和单激发组态相互作用(CIS)对二者分子的基态和激发态结构进行优化,并比较两种分子在不同能态下的差异。应用含时密度泛函理论(TD-DFT)的不同泛函结合极化连续介质模型(PCM)在6-31++G(d, p)水平上分别计算了二者的紫外吸收光谱和荧光光谱,与实验结果吻合。分析了甲醇、乙醇荧光产生机理,同时分析了不同泛函对于计算光谱的影响。结果表明：甲醇、乙醇在紫外波段有微弱吸收,在紫外激发下能产生拉曼峰和微弱的荧光峰。甲醇、乙醇的吸收光谱是由里德堡激发产生,产生荧光的轨道跃迁为σ*→π*。泛函OLYP能够较好地重现实验吸收能,而泛函MPWK能够较好地重现实验发射能,并且发现不同的纯泛函计算跃迁能也具有差异性。结果可为醇类分子的分子特性研究提供参考。     

基于小波分解和因子分析的白酒香型和年份鉴定的研究

提出了一种基于小波分解和因子模型分析白酒荧光光谱,对白酒香型进行分类和年份预测的方法。白酒的三维荧光光谱包含了其所含荧光物质信息,对其进行小波分解,其分解系数与特征峰的强度相关。选取高斯小波对三维荧光光谱进行分解,可以避免对二维荧光光谱进行分解时需要选取特定激发波长的问题。对样品的三维荧光光谱进行小波分解后,选取第4层近似系数构建正交因子模型,通过因子载荷系数对白酒进行鉴别。结果指出,贡献率较小的因子蕴含着样品的独特信息,在相似样品的比较中,不容忽视。在对10个品牌的白酒进行香型分类时,先将样品的三维荧光光谱进行高斯小波分解,使用第4层近似系数进行因子分析,得到贡献率由大到小的多个因子。根据因子的载荷系数,对样品进行聚类分析。结果表明,加入贡献率较小的因子可以将正确率提高至90%。通过对因子载荷系数与年份的相关性分析得出,贡献率排在前六位的因子和白酒年份关系较大,而排在后面的因子和白酒年份的相关性较小,因此可以选取前六位的因子建立白酒年份预测模型。通过选取不同贡献率的因子对白酒年份进行预测,其平均误差可降低至0.9年。     

基于时间分辨荧光光谱法同时测定己酸乙酯与乙酸乙酯

提出了一种基于时间分辨荧光光谱分析法同时测定己酸乙酯和乙酸乙酯混合液中各组分浓度的方法。实验测得两种单体物质的荧光发射光谱重叠度达到78%。对于荧光发射光谱重叠度很高的物质使用普通荧光方法结合算法也很难进行定量分析。而通过量子化学计算结果,对两种单体的分子结构分析,得到己酸乙酯的荧光寿命长于乙酸乙酯。通过时间分辨荧光光谱测量得到己酸乙酯和乙酸乙酯的荧光寿命分别为1.0和5.3 ns。两种物质的荧光发射光谱重叠严重,但是其荧光衰减曲线有明显的差别,所以提出使用时间分辨荧光光谱法对两种物质进行定量分析。通过分析两种物质不同体积比下的荧光衰减曲线的变化趋势,建立两种物质体积比的预测模型,并对其进行检验。实验结果表明：该方法能够实现混合溶液中各组分体积比的测量,其测量的平均残差控制在1%以内,具有一定的实用价值。