常温和100~800 MPa压力下石膏的Raman光谱研究

 利用金刚石压腔装置测量了高压下石膏中S—O键的4种振动模式和结晶水中羟基伸缩振动Raman位移，研究结果表明：在常温（25 ℃）和100~800 MPa压力范围内，石膏中S—O键的Raman谱峰的位移随压力的增加而向高波数方向移动，结晶水中羟基的两个伸缩谱峰随着压力的增加而向低波数方向移动，同时得到了各个谱峰与压力之间的关系式，其中结晶水中羟基的两个伸缩谱峰的dν/dp值有较大不同，是由于结晶水中含有两个强度不同的氢键所致。     

固体和熔融亚硝酸钠的Raman光谱研究

用高温共焦显微激光Raman光谱仪测定了不同温度下固体和熔融状态的亚硝酸钠的拉曼光谱图,获得了有关固体和熔态NaNO2的结构信息,分析了NaNO2熔化过程中的结构变化。     

膨胀石墨的Raman光谱研究

以波长为514.5nm的激光对550-920℃制备的膨胀石墨进行了Raman光谱研究,结果表明:膨胀石墨的Raman光谱与高取向热解石墨基本相同,分别在~1350、~1580、~2445、~2725、~3248和~4300cm-1处出现了相应的Raman位移;其中位于~1350、~2445和~4300cm-1的Raman峰位随着制备温度的不同会发生较大的移动,而不同温度制备的膨胀石墨位于~1580、~2725、~3248cm-1处的三个Ra-man峰位基本接近;~2725 cm-1处的二阶模包含两个分别位于2707和2730cm-1处的Raman峰。膨胀石墨的D模与G模强度比ID/IG随着温度升高下降,而D线的二阶模D*峰强ID*与IG的比值ID*/IG的大体变化趋势是随着温度升高而增大。     

固体和熔融碱金属碳酸盐的Raman光谱研究

用高温共焦显微激光 Raman光谱仪测定了不同温度下固体和熔融态的碳酸钠、碳酸锂以及不同成份的固态和液态 Li2 CO3- Na2 CO3混合物的 Raman光谱图 ,分析了 Na+和 Li+对碳酸根离子作用力的变化。根据 CO32 -对称伸缩振动模的波数移动情况 ,在固态混合物中也发现了混合效应     

MnF2的高压Raman光谱研究

 本文首次报道了在0~3.21 GPa压力范围内MnF₂的高压Raman光谱，结果表明压力在1.32 GPa附近，MnF₂发生了一次结构相变，晶胞中氟原子构成的八面体没有解体。在3.21 GPa下，Raman谱带消失，表明又有一次结构相变发生。     

胶原蛋白温度效应的Raman光谱研究

在不同温度下对Ⅰ型胶原蛋白进行了拉曼光谱测定。结果表明：随温度的升高，多数谱线向低波数移动，但CH2的变形振动谱线1302cm^-1向高波数移动，苯丙氨酸的特征振动谱线1003cm^-1的波数基本保持不变。同时还给出了拉曼谱线强度随温度的变化关系，得到了0，40，68，90℃四个变性峰，其中40，68℃的峰与DSC(差示扫描量热法)和SHG(二次谐波法)的测量结果一致，0℃的峰为冰冻相变，90℃的变性峰为胶原的二级结构被破坏所致。当温度达到150℃时，谱线强度显著降低，大部分谱线消失，胶原的一级结构遭到破坏。实验还发现胶原纤维在低温区具有较好的复性特性。     

分子晶体的高压Raman光谱及结构相变

 本文综合我们从NH₃F（氟化胺）、HCCl₃（氯仿）、HCBr₃（溴仿）、S₈（硫）和C₃N₆H₆（三聚氰胺）等分子晶体获得的高压Raman光谱数据，讨论了分子晶体Raman光谱的谱带强度，频率位移，晶场劈裂和Grüneisen常数等对压力的依赖关系。总结了分子晶体压致结构相变的光谱证据和高压新相结构确定的几种方法。     

纳米BaTiO3陶瓷的Raman光谱研究

高压能增加陶瓷烧结的致密驱动力和抑制陶瓷晶粒的长大。用高压辅助烧结的方法得到了晶粒尺寸约为60和30 nm的致密纳米BaTiO3陶瓷。BaTiO3陶瓷的晶体结构随温度的变化由变温Raman光谱来研究。在温度范围-190℃到200℃内,与粗晶的BaTiO3陶瓷相比,纳米BaTiO3陶瓷Raman散射结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Raman峰的强度变弱,相变越来越弥散,出现了相变峰的消失;而且随着温度的升高,在纳米BaTiO3陶瓷甚至在30 nm BaTiO3陶瓷中都有与粗晶相同的从三方相到正交相到四方相到立方相的连续相变。变温Raman散射也表明,当晶粒大小减小到纳米尺寸时,纳米BaTiO3陶瓷表现出与粗晶不同的新颖性质。在一定的温度范围内,存在多种铁电相的共存。     

亚碲酸铅玻璃微结构的Raman光谱研究

测定了亚碲酸铅玻璃的常温及高温Raman光谱。实验表明随着PbO浓度增大,亚碲酸盐玻璃中的四配位与三配位结构单元之间存在转化关系,体系总体非桥氧数增加。当加入的PbO摩尔浓度增大至50%后,四配位结构单元密度相对较少,这时玻璃结构中主要以三配位结构单元形式存在。同时还测定了40PbO·60TeO2玻璃的升温Raman光谱,观察到四配位结构单元桥氧、四配位结构单元非桥氧以及三配位结构单元非桥氧对称伸缩振动的谱峰由于温度升高引起的结晶化过程导致向高频移动,谱峰变得尖锐,强度增大。熔点后,Raman光谱出现展宽效应,强度降低。在玻璃处于熔化状态下,四配位中的微结构单元会进一步向三配位转化,熔体内部微结构单元含量会相对平衡。     

Nd:YVO4激光晶体Raman光谱的分析

根据商群对称性分析法对Nd :YVO4 晶体的Raman光谱做了理论计算和指认 ,运用实验的手段 ,根据谱线数目判定其合理性 ,同时断定晶体原胞中含有 4个Nd :YVO4 分子     

常见氯盐溶液中阳离子对水分子氢键影响的拉曼光谱研究

为了全面认识地质流体中常见阳离子对水的结构的影响, 在室温下通过对NaCl—H₂O,CaCl₂—H₂O,MgCl₂—H₂O,CuCl₂—H₂O,ZnCl₂—H₂O和FeCl₃—H₂O体系中水的O—H伸缩振动拉曼谱3 400 cm-1左右的最大峰频率的移动和低于3 433 cm-1强肩峰强弱的系统研究,考察了常见阳离子的离子电荷、离子半径、离子所属族以及络合效应等因素对水的O—H伸缩振动拉曼光谱的影响。并首次通过络合物的生成和阳离子破坏效应的共同作用来讨论相同浓度的不同种类氯盐溶液中阳离子对水氢键的影响,得到结论,对水的氢键的破坏作用：CaCl₂＞MgCl₂＞FeCl₃＞NaCl＞ZnCl2＞CuCl₂。     

维生素K3的表面增强拉曼光谱研究

首次报道了维生素K3 (VK3 )分子的常规拉曼光谱 (NRS)及该分子在活性衬底银镜上的表面增强拉曼散射 (SERS) ,并对它的拉曼特征谱带进行了初步的指认和归属。通过对比VK3 的常规拉曼光谱和SERS谱 ,发现VK3 分子吸附在银表面后拉曼散射强度被大大增强了。另外 ,VK3 的羰基与银粒子发生电荷转移后形成负离子自由基 ,碳氧双键打开。受VK3 分子吸附在银镜表面的影响 ,萘环结构发生了很大的扰动 ,导致一些拉曼特征峰产生位移 ,环变形振动对应的拉曼散射强度得到了增强。这些研究结果为SERS技术今后对VK3进行药物检测以及痕量分析方面的应用提供了依据。     

一个灵活的水结构：来自拉曼光谱的证据

有关水结构的认识仍有较大争议,焦点主要在于氢键结构类型的划分及各类型比重的确定。为进一步探讨水的结构,分析了不同温度、H↔D同位素取代和氯离子浓度条件下H₂O/D₂O的拉曼光谱特征。随温度由253 K逐渐升至753 K,纯水的OH伸缩振动带带宽显著下降,主峰明显蓝移,肩峰对主峰的相对强度不断变化,表明水中存在多种氢键结构。结合高斯去卷积方法,将这些光谱特征归因于水中并存的五种主要的氢键结构：两种四面体,单供体、单氢键和自由水。四面体氢键构型是水的弯曲振动、平动+弯曲和频振动及分子间振动耦合产生的结构基础。根据四面体度数据,水结构具有较强的灵活性,即水中相当比重的氢键结构以非四面体形态存在。升温导致水中的四面体度显著下降,促进四面体构型向单供体、单氢键和自由水转变。同位素取代降低OH/OD伸缩带低频肩峰对主峰的相对强度,却增加高频肩峰对主峰的相对强度,尤其在513 K以上的高温下,V_H2O/V_D2O=1/4或4/1水的OH或OD伸缩带上的高频肩峰将转变为主峰。这些特征有力的支持了水的多结构体模式：同位素取代导致水中的氢键结构形态发生转变,由于O—D…O↔O—H…O氢键的转换,原始O—D…O（O—H…O）四面体或非四面体氢键比率下降。同位素取代强化自由水模式甚至在高温下促其转变为主峰,也进一步证明了水中氢键结构随温度升高而转化的事实。多结构下的多峰模式可有效解释H₂O/D₂O—NaCl溶液在不同温度下的OD/OH伸缩带特征。NaCl加入,433 K以下显著减少水中的四面体氢键构型,将之转变为单供体和单氢键水;而513 K以上轻微地促进水结构。基于宽广条件范围内的拉曼光谱特征给出的水结构细节的划分方案为含水地质流体的拉曼光谱学和结构性质探讨提供了理论依据。     

高压液态重水的拉曼光谱研究

应用金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了重水在291 K,0.1～800 MPa条件下的拉曼谱图。结果表明：压力增大的过程中,重水的拉曼伸缩振动光谱向低频方向移动,并且频移和压力基本呈线性相关。频移没有突变,没有发生相的转变。将重水的拉曼谱峰分解为代表分子内O—D振动的高频峰和代表分子间氢键振动的低频峰。研究这两种不同类型谱峰的性质,发现代表分子间氢键的低频峰峰面积在不同的压力范围内呈现出不同的变化特征,压力对分子间氢键的影响并不是持续不变的。拉曼峰的峰面积反映的是产生这种拉曼峰的振动的数目,峰面积的变化反映了特征振动数目的变化。由于分子间氢键的强相互作用,水分子总是倾向于形成对称的空间五分子四面体结构,因此最大峰面积代表了最稳定的五分子团簇结构。     

拉曼光谱法研究1,3-二甲基脲溶液中的相互作用

尿素类化合物在生命科学领域中有非常重要的作用,其独特的化学结构可与水等其他氢键给体材料形成氢键。氢键是生命分子体系中较常见和重要的分子间弱的相互作用,振动光谱方法为分子间氢键相互作用的研究提供有力的测量手段,其中拉曼光谱为研究水溶液中氢键形成和变化规律提供了可能。测得了1,3-二甲基脲(DMU)晶体的拉曼光谱,利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311G**水平上对气态单体DMU进行结构的优化,并结合文献对拉曼光谱的谱线进行了归属认证。然后测得了1,3-DMU与水二元体系的拉曼光谱。相比与DMU晶体,当DMU分子溶于水后,水-DMU氢键相互作用将取代DMU-DMU分子间相互作用,导致氮原子杂化方式由sp2向sp3杂化转变。由此溶解过程中DMU分子的骨架从平面结构变成了非平面结构。     

一水柠檬酸单晶的激光拉曼光谱

本文报道了一水柠檬酸在不同几何配置下的拉曼光谱。从一些谱峰的位移,各向异性及退偏振可以判断,晶体分子中存在较强的氢键。由CC,CO,CO谱线的频移等实验结果可以判断,由于氢键的影响,分子间的耦合及众多COO     

塑料光纤拉曼散射的研究

给出了聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)塑料光纤(POF)的一级受激拉曼散射光谱,研究了一级斯托克斯光谱特点,测试了它的阈值,带宽,分析了拉曼光谱的形成机制,并将塑料光纤的拉曼光谱和石英光纤的拉曼光谱进行了比较。     

用拉曼光谱测定CCl_4散射介质的温度

作者发展了测量散射体温度的拉曼光谱方法,选用CCl4液体做散射介质,对它的217、315和459等三个散射带进行观测,分别记录它们的Stokes和AntiStokes分量的光谱强度,测量得到CCl4液体散射体的温度。实验结果显示,这种非接触光谱测量法具有重要的实用价值。     

单模石英光纤受激拉曼散射温度特性研究

研究了在不同温度下单模石英光纤的受激拉曼散射光谱,从实验和理论上分析了温度对拉曼散射光谱特性的影响,在脉冲调Q倍频YAG激光的泵浦作用下,获得了石英光纤一级斯托克斯光的拉曼频移、带宽及光强随温度的变化规律。实验表明随着温度的升高,拉曼频移逐渐增大,在一定的温度范围内拉曼频移和温度成线性关系。在相同的泵浦功率作用下,当温度较低时,拉曼光谱的级次较低, 低温对高阶斯托克斯光有抑制作用; 温度越低其阈值越高;而拉曼光谱的谱线宽度随温度的变化不是线性的,存在一个谱线宽度极大值点。理论和实验表明温度对光纤受激拉曼散射的光谱特性有直接的影响。     

压强对冰Ⅶ相结构影响的拉曼光谱研究

测量了室温下2.5～23GPa压强下冰Ⅶ相的拉曼光谱。测量结果表明:随压强增加,冰的氧原子间距离dO—O减小,使氢键长度变短,导致O—H化学键键长增加,力常数减小,拉曼光谱发生红移。质子(氢核)取向有序性随压强先增加而后减小致使拉曼光谱强度先增加而后减小;拉曼光谱线宽先减小而后增加,当压强约为13GPa时呈现最小值。