光谱法锌离子检测系统的研究

采取标准锌显色剂与锌发生显色反应，生成不溶于水的絮状络合物。用光谱仪测它的吸光度，研究其特征谱与吸光度的特点，建立其浓度与特征波长吸光度间的数学模型。本文所采用的显色剂主要与锌、铜、镉、镍四种离子发生络合反应。因此分别探索了四种离子高浓度以及低浓度时显色反应的吸光度，最终通过得到锌离子浓度与吸光度的关系式以及锌离子浓度与四波长下四种离子混合溶液显色后的吸光度的关系式，给出了锌离子的吸光度与总吸光度的关系式。显色反应能否满足分光光度法的要求，主要与显色剂的性质有关，同时显色反应的条件也至关重要。因为在显色反应过程中，主要是锌离子与锌显色剂发生络合反应形成络离子，进而形成絮状络合物。络离子一般比较稳定，但在水溶液中也存在着电离平衡，也就是说当显色条件发生变化时，既有可能形成络离子，也有可能发生络离子的分解，从而影响络合反应的程度。显色条件包括显色剂用量、pH值、反应温度、显色时间、待测溶液的盐度以及浊度等。重点研究待测溶液的盐度对锌离子浓度测量值的影响，并通过实验给出影响规律以及校正模型。     

Voigt线型两翼拟合非均匀流场吸光度的方法研究

在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱(dTDLAS)技术中, 需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、组分浓度等参数。对于非均匀流场,单光路吸收光谱测量时,由于沿测量路径的谱线展宽随流场状态的变化而变化,见诸文献的研究主要采用Voigt或Lorentz线型对吸光度曲线拟合处理或直接对吸光度曲线数值积分获取积分吸光度值,针对方法可能引入的误差进行了模拟分析,并提出Voigt线型两翼拟合吸光度的方法来获取吸收光谱的积分吸光度值,以减小拟合误差。采用流场测量中常用的H₂O作为目标气体,选取了8条具有不同低态能级的吸收线,以实验室平焰炉为原型建立两种非均匀流场模型,并通过分段法对流场非均匀性进行等效处理。分别采用Voigt线型拟合法、数值积分法和Voigt线型两翼拟合法模拟计算两模型的积分吸光度值,通过与理论积分吸光度值对比得出各方法的误差大小,从而确定出在不同的非均匀流场情况下相适应的积分吸光度值获取方法。     

基准波长法测定溶液温度的研究

近红外光谱分析已广泛应用于工业、农业等领域,然而其测量精度极易收到外界干扰因素的影响,其中温度变化最不易控制,且是一个不可忽视的影响因素。文章基于溶液中溶质与溶剂的置换效应,提出了一种对样品进行温度测量的基准波长法,并以葡萄糖水溶液作为研究对象,对该方法进行了理论推导和实验研究。溶液中溶质浓度和温度均发生变化时,基准波长1 525 nm处的吸光度变化量完全受温度变化的影响,而与溶质浓度无关,因此根据基准波长点处的吸光度变化可以获得样品温度信息。计算不同温度下纯水光谱与30 ℃下纯水光谱之间的吸光度变化量,获得基准波长点处吸光度变化值与温度的一元线性回归模型,以此为基础对溶液进行了温度计算。实验结果表明,该方法能对样品的温度进行准确测量,获得的温度误差为0.03 ℃。     

润湿效应对吸光度测量的影响

为了提高分光光度法在快速定量分析中的准确性,从润湿效应形成的机理及分光光度法的检测光路出发,提出了分析影响样本吸光度测量的一种研究方法。从理论上研究润湿效应下弯曲液面曲率对样本吸光度测量的影响;根据弯曲液面对测量的影响使用ZEMAX软件对检测光路进行重新设计;通过测量细菌悬液的吸光度,并根据测量的吸光度对细菌生长进行曲线拟合来对设计的检测光路进行实验验证。结果表明,润湿效应对分光光度法在快速定量检测时有着不可忽视的影响,且随着浓度的增加其影响就越大。     

利用WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪研究温度和高浓度溶液对吸光度的影响规律

利用WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪测量不同浓度及不同温度的 NaCl溶液、NaO H溶液和蔗糖溶液对波长为200～800 nm的溴钨灯光的吸光度图谱，分析温度、混合溶液以及溶液浓度与溶液吸光度之间的关系，在稀浓度溶液吸光度的朗伯-比尔定律的基础上，进行对高浓度溶液、高浓度混合溶液的吸光度研究，总结温度和溶液浓度对高浓度溶液吸光度的影响规律，分析产生现象的原因。     

多环芳烃结晶紫的光助芬顿降解脱色研究

研究了光助芬顿反应降解多环芳烃结晶紫。研究的主要内容包括,结晶紫的特征波长-吸光度曲线、结晶紫的浓度-吸光度曲线、初始pH值对结晶紫降解效果的影响、不同浓度对结晶紫降解效果的影响、不同光照时间对结晶紫降解效果的影响、不同FeSO4投加量对结晶紫降解效果的影响、H2O2优化用量试验、正交实验。通过研究得到了降解结晶紫的优化实验条件。主要优化实验条件为： 初始pH值为3～4;结晶紫浓度小于0.080 0 g·L-1;H2O2的投加量为1Qth;FeSO4的投加量为H2O2(含量为30%)的1/50～1/100。研究还表明： 太阳光照射能有效促进结晶紫降解,明显缩短反应时间,节约氧化剂和催化剂的用量。     

聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液的紫外光谱研究

以水性聚氨酯(PU)分散液为种子,采用无皂乳液聚合技术合成出了聚氨酯／聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液。紫外光谱研究发现,PU乳液的,n-π迁紫外吸收峰的λmax随溶液浓度增加明显红移。对于PU分散液,随着亲水性扩链剂用量增加,紫外光谱吸光度值变小;随着NCO/OH摩尔比增大,吸光度增大。对于PUA复合乳液,亲水性扩链剂用量取7．5％时,吸光度值最小;而第二阶段聚合引发剂种类对紫外光谱影响不大。紫外光谱的吸光度值反映了乳液粒子平均粒径的大小;随着NCO／OH摩尔比增大,吸光度增大。对于PUA复合浮液,亲水性扩链剂用量取7．5％时,吸光度值最小;而第二阶段聚合引发剂种类对紫外光谱影响不大。紫外光谱的吸光度值反映了乳液粒子平均粒径的大小。     

利用光栅光谱仪研究乙醇汽油溶液的吸收特性

利用WGD-8A型多功能光栅光谱仪测量了不同汽油体积含量的乙醇汽油溶液对波长为300.0～430.0 nm光的吸收光谱,分析了乙醇汽油吸光度和汽油浓度的关系,在稀溶液吸光度的朗伯-比尔定律基础上,进一步研究了2种高浓度混合溶液吸光度的计算方法,并得出了入射光波长为377.0,382.0,391.5,410.9 nm时乙醇汽油的吸光度与汽油体积浓度的关系式.     

光助Fenton催化氧化反应降解孔雀石绿试验研究

研究了光助Fenton催化氧化反应降解染料孔雀石绿。研究的主要内容包括：孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线、孔雀石绿的浓度-吸光度标准曲线、初始pH值对降解效果的影响、Fe2+的优化用量试验、H₂O₂的优化用量试验、不同光源对孔雀石绿降解效果的影响、引入阳离子交换树脂作为载体固定Fe2+对降解脱色的影响。通过研究获得了降解孔雀石绿染料溶液的优化实验条件。研究表明,太阳光照能够有效地促进孔雀石绿染料的降解脱色,且大大缩短反应时间;在引入阳离子交换树脂后,可增强Fenton试剂氧化反应的活性,降解效果更好。     

可调谐半导体激光吸收光谱中的吸光度反演算法研究

可调谐半导体激光吸收光谱具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,已经在环境检测、工业过程检测等方面得到广泛应用。在直接吸收光谱技术中,吸光度曲线以及积分吸光度的确定对于气体浓度反演、线强校正等都有重要的作用。对激光直接吸收光谱中吸光度和吸光度积分反演算法进行了研究,采用分段多项式基线拟合方法来消除激光器光强波动的影响,得到吸光度,再用非线性拟合Levenberg-Marquardt算法进行线形拟合来获取积分吸光度。通过水气吸收谱线的检测对算法进行了验证。     

IWD-Hankel-SVD模型下玉米叶片光谱铜污染信息预测

近年来在工业化和城镇化快速发展的地区,由重金属污染导致的环境问题尤为突出,特别是农业重金属污染更为社会所关注,因此,探索快速便捷的重金属污染甄别与监测方法极为重要。高光谱遥感作为新兴的重金属污染监测技术已有了深入研究。提出了固有波长尺度分解（IWD）概念和方法,并结合Hankel矩阵和奇异值分解（SVD）等建立了植被重金属污染程度预测的IWD-Hankel-SVD模型,该模型分为单变量模型和多变量模型。单变量模型主要是通过重金属污染的植被光谱IWD处理来获取光谱信息固有旋转分量（PRC）以提取最佳PRC的有效特征波段;在对各特征波段所构建的Hankel矩阵进行奇异值分解（SVD）基础上,依据获得该模型的奇异熵实现重金属污染信息预测。多变量模型是以植物叶绿素浓度相对值、单变量模型奇异熵作为参数实现重金属污染的信息预测。根据不同重金属Cu2+胁迫梯度下玉米植株污染的叶片光谱和叶绿素浓度以及叶片中Cu2+含量测定的数据,首先对不同浓度Cu2+胁迫下玉米叶片光谱进行IWD分析,获得能够较好保留原始输入光谱信息的最佳PRC,并从中提取到有效特征波段553~680,681~780,1 266~1 429,1 430~1 631,1 836~1 913和1 914~2 111 nm;然后对每一个特征波段构造其Hankel矩阵并进行SVD处理,以求取单变量的IWD-Hankel-SVD模型奇异熵;最后通过各特征波段所对应模型奇异熵与玉米叶片中Cu2+含量的相关分析,得到依据1 266~1 429和1 836~1 913 nm特征波段计算出奇异熵与玉米叶片中Cu2+含量的决定系数R2均高达0.9左右,说明这两个特征波段用于IWD-Hankel-SVD模型的Cu污染程度预测更具优越性和解释能力。同时,再把玉米叶片中叶绿素浓度相对值、1 266~1 429和1 836~1 913 nm特征波段相应模型奇异熵作为参数,采用偏最小二乘回归分析,得出多变量IWD-Hankel-SVD模型的玉米叶片Cu污染程度预测能力更强,决定系数R2达到0.9476,证明了多变量模型更具有鲁棒性和稳健性。     

氧化石墨烯修饰倾斜光纤光栅10–12级重金属离子传感

设计了一种氧化石墨烯(GO)功能化的倾斜光纤光栅(TFBG)传感器,用于检测水溶液中的重金属离子.通过氧等离子体活化光纤表面,以及采用GO的无水乙醇分散液,避免了咖啡环效应引起的GO的团聚和堆叠,充分了暴露GO的表面和羧基.吸附重金属离子后, GO-TFBG传感器的透射光谱中的谐振峰发生红移,这是由GO向重金属离子的电子转移导致的有效折射率变化造成的.对Pb²⁺和Cd²⁺离子最低检测限可达到10^–10 mol/L (ng/L量级),相应灵敏度分别为0.426 d B/(nmol·L^–1)和0.385 d B/(nmol·L^–1)(2.06和3.43 d B/(μg·L^–1)).此外, GO-TFBG传感器具有出色的器件一致性, 5组传感器的传感性能稳定.本研究实现了GO纳米片在光纤表面的无团聚和均匀成膜,获得了具有超大表面积的GO并充分暴露表面羧基实现对重金属离子的吸附,利用了TFBG不同模式谐振对环境的高度敏感性,完成了对低浓度重金属离子的高灵敏度、可重...     

尿素用量对燃烧法合成CaAl2O4：Eu2+,Nd3+长余辉材料发光性能的影响

利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧法在600℃的炉温下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺。在金属硝酸盐溶液浓度不变的条件下,通过改变尿素与硝酸根的量的比,合成了多组长余辉材料样品。当尿素用量较少时,Eu³⁺不能完全被还原为Eu²⁺;随尿素用量增加,样品的Eu³⁺特征发射减弱,余辉初始亮度和持续时间均得到改善;当尿素的用量达到理论用量的5倍时,样品余辉特性最好,继续增加尿素用量,余辉亮度和持续时间反而下降。将燃烧法制备的各组样品用活性炭密封,在1000℃条件下反应2h,使Eu³⁺完全被还原为Eu²⁺,同时除去燃烧法反应不完全的杂质,可以一定程度提高材料的余辉发光性能。     

Study of influence of metal ions on CdTe/H2O2 chemiluminescence

Water-soluble CdTe nanocrystals (NCs) were synthesized and applied to study the effect of metal ions on chemiluminescence (CL) of the CdTe/H₂O₂ system. The effects of experimental factors, such as pH, particle sizes of CdTe and reagent concentration, on kinetics curve and CL intensity of the CdTe/H₂O₂ system were examined. The results showed that under the optimal conditions Ba²⁺, Ca²⁺, Fe²⁺, Pb²⁺ and Cu²⁺ enhanced the CL intensity, and Cr³⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ and Ag⁺ inhibited the CL intensity.     

纳米晶ZrO2：Dy3+的光致发光和能量传递性质

研究了Dy³⁺离子掺杂的ZrO₂纳米粉体的光致发光性质。观测到Dy³⁺离子的室温强特征发射和浓度猝灭现象以及基质ZrO₂与Dy³⁺离子之间的能量传递过程。发现了煅烧温度对样品的晶相有明显的影响,随着煅烧温度的变化,晶相也随之改变。晶相的改变使样品的荧光发射产生较大的差异,并观测到两个发射中心。通过对荧光强度与激活离子Dy³⁺离子浓度的关系研究发现,Dy³⁺离子在纳米ZrO₂基质中存在浓度猝灭现象,最佳掺杂浓度取决于ZrO₂基质的晶相,不同晶相导致不同的猝灭浓度,当基质晶相表现为四方相时,猝灭浓度为0.5%,而基质晶相为混合相时,猝灭浓度为1%。能量传递也依赖于样品的晶相。当煅烧温度为950℃时能量传递效果最好,并且从微观结构上给出了解释基质与Dy³⁺离子之间的能量传递的模型。     

Weak Transition Form Factors Among Heavy to Light and Heavy to Heavy Baryons

The matrix elements among heavy to light and heavy to heavy baryons are evaluated by using the method developed by the author in previous paper. It is found from this method that the form factors can be written down in a simple constructing rule by introducing a set of useful spin tensors. The method also allows us to obtain absolutely normalized form factors at the maximum momentum transfer for Q → Q' or q induced weak transitions among baryon states such as 1/2⁺ → 1/2⁺, 3/2⁺, 1/2^-, 3/2^- etc.     

一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别

以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料,合成了一种新型的荧光增强型识别Fe³⁺的分子探针（fluorescent probe,FP）。用核磁和质谱对其分子结构进行了表征,并通过荧光光谱研究了FP对Al³⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Hg²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺等不同金属离子的识别性能。研究结果表明：在纯甲醇溶剂中,探针FP对Fe³⁺的识别具有较好的选择性,且基本不受其他金属离子的干扰;通过Jobs曲线可知,探针FP与Fe³⁺的络合比为1：3;Fe³⁺浓度在4×10^-4~5×10^-3 mol/L范围内时,探针FP的荧光强度与Fe³⁺浓度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.995 3。     

土壤重金属铅元素的X射线荧光光谱测量分析

在实验室条件下,利用NITON XLt793型便携式X射线荧光光谱重金属分析仪测量并分析土壤中铅元素的X射线荧光光谱特性。分别以铅的L_α(10.55 keV)和L_β(12.61 keV)特征谱线作为分析线,分析了不同基体元素对分析线的影响;测定在不同铅浓度下的特征谱线强度变化。结果表明铅的质量分数在10×10-6～1 800×10-6范围内,元素的光谱强度与浓度之间呈现较好的线性关系;建立了铅元素的定标曲线,并计算得到铅的检出限为7.89×10-6。     

分光光度法研究Hg2+与Ag+、Bi3+、Pb2+、Mg2+和Cr3+的绿色析相萃取分离

研究了正丙醇-KBr-水体系析相萃取分离和富集Hg2+的行为及Hg2+与一些金属离子分离的条件.实验表明,在一定条件下,正丙醇-KBr-水体系能使Hg2+与Ag+、Bi3+、Pb2+、Mg2+和Cr3+析相分离.     

MRCI+Q study of the low-lying electronic states of CdF including spin-orbit coupling

Cd F molecule, which plays an important role in a great variety of research fields, has long been subject to numerous researchers. Due to the unstable nature and heavy atom Cd containing in the Cd F molecule, electronic states of the molecule have not been well studied. In this paper, high accurate ab initio calculations on the Cd F molecule have been performed at the multi-reference configuration interaction level including Davidson correction(MRCI + Q). Adiabatic potential energy curves(PECs) of the 14 low-lying Λ–S states correlating with the two lowest dissociation limits Cd(~1S_g) + F(~2P_u) and Cd(~3P_u) + F(~2P_u) have been constructed. For the bound Λ–S and ? states, the dominant electronic configurations and spectroscopic constants are obtained,and the calculated spectroscopic constants of bound states are consistent with previous experimental results. The dipole moments(DMs) of 2 Σ+ and 2Π are determined, and the spin–orbit(SO) matrix elements between each pair of X2Σ+, 22Σ+, 12Π, and 22Π are obtained. The results indicate that the sudden changes of DMs and SO matrix elements arise from the variation of the electronic configurations around the avoided crossing region. Moreover,the Franck–Condon factors(FCFs), the transition dipole moments(TDMs), and radiative lifetimes of low-lying states-the ground state X2Σ+are determined. Finally, the transitional properties of 22Π–X2Σ+and 22Σ+–X2Σ+are studied. Based on our computed spectroscopic information of Cd F, the feasibility and challenge for laser cooling of Cd F molecule are discussed.