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。     

变温过程中二甲基亚砜与水之间氢键行为的拉曼光谱研究

测量了在降温过程中体积比为1∶1的二甲基亚砜(DMSO)水溶液的拉曼光谱,并对DMSO水溶液的拉曼光谱进行了归属。对实验数据进行分析发现: 在降温过程中DMSO分子与水分子的分子间氢键、DMSO分子与DMSO分子和水分子与水分子间氢键的作用行为引起了DMSO的SO双键和水分子的O—H键的拉曼谱带的变化。进一步分析表明：在27～-30 ℃降温过程DMSO与水之间氢键加强,-30～-60 ℃降温过程水与水之间氢键代替DMSO与水之间的氢键。这为丰富水溶液的氢键理论提供了实验依据。     

拉曼和全反射红外光谱法对四氢呋喃-水体系分子间氢键的研究

利用拉曼和全反射红外光谱法研究了四氢呋喃-水体系分子间氢键随着水含量增加的变化。对于单一四氢呋喃组分,分子间氢键存在于C—H键与C—O键之间;随着水含量的增加,四氢呋喃分子间氢键逐渐被四氢呋喃-水分子间氢键取代,C—O键的红外高频位移证明了这一过程。当水含量达到4.6%(体积分数)左右时,C—C—C—C环呼吸振动峰随水含量变化曲线出现转折点,该点组分中四氢呋喃和水的含量与共沸物基本一致,由此可见少量水对四氢呋喃物理性能的影响主要基于两者之间氢键作用方式的变化。     

表面增强拉曼光谱检测鸡蛋蛋清内三聚氰胺的定量方法研究

三聚氰胺对人体有害,鸡蛋内三聚氰胺定量检测非常有必要。以鸡蛋蛋清为研究对象,应用表面增强拉曼光谱技术结合化学计量学方法对蛋清内三聚氰胺进行了定量检测。首先采用人工饲养蛋鸡的方法获取含有三聚氰胺的样品鸡蛋。然后使用便携式拉曼光谱检测仪(Opto Trace RamTracer-200)和拉曼增强试剂测定蛋清的表面增强拉曼光谱,同时利用气相色谱质谱技术测定相应蛋清中三聚氰胺的含量。利用Raman Analyzer对拉曼光谱基线进行校正。应用相关系数法从表面增强拉曼光谱中选取320个光谱变量作为输入变量,建立偏最小二乘定量校正模型;并应用谱峰分解法建立谱峰分解定量校正模型。两种模型建立过程中均选定90个样本做为模型校正集,44个样本做为模型验证集,两种模型都有较好的预测效果。偏最小二乘定量校正模型预测值与气相色谱质谱联用法(GC-MS)测定值的决定系数R2为0.856,预测均方根误差RMSEP为1.547;谱峰分解定量校正模型R2为0.947,RMSEP为0.893。实验结果表明,该方法能有效定量检测鸡蛋内三聚氰胺,检测一个样本仅需15 min,为蛋品的三聚氰胺检测提供了一种新途径。     

激光拉曼光谱技术对氯代有机混合物的快速检测研究

为实现对有机物混合物的快速、无损检测,提出一种基于激光拉曼光谱技术的二维分析方法。研究结果表明,采用532 nm波长激光作为激发光源,观测到236.2,348.9,449.4,513.6 cm-1四条振动拉曼谱线,且这些谱线的强度比为6.4∶1.7∶9.4∶1.0,可确定四氯乙烯的存在。观测到707.5,1 087.9,1 175.8, 3 078.6 cm-1四条振动拉曼谱线,其强度比为9.6∶6.4∶1.0∶3.9,可确定氯苯的存在。即通过综合分析特征谱线及若干特征谱线的强度比,可快速判断有机混合溶液中某种物质的存在。在定量分析方面,采用多光谱分析结合最小二乘法拟合提高了测量的可靠性,所测样品浓度的准确率为98.4%。本研究为有机物混合物成分识别和浓度探测提供了一套可行的光谱测量方法,有着十分重要的应用前景。     

CVD金刚石膜中1145cm~(-1)拉曼峰的研究

用拉曼光谱手段对CVD方法生长的金刚石膜,特别是其中最有争议的1145cm-1附近的拉曼峰进行了研究。用不同波长激光激发得到此峰的拉曼谱与量子尺寸选择效应所预期规律的相反,反驳了将1145cm-1附近的拉曼峰指认为纳米晶金刚石本征峰的说法。而通过对不同样品的比较,从侧面支持了将它归结为杂质,即反式聚乙炔的指认。更进一步通过分析不同尺寸的样品中杂质峰的相对强度,提出了这个峰的强度或许可以作为金刚石晶粒尺寸判据的建议。     

(CaO-SiO2)-xAl2O3三元系玻璃微结构的拉曼光谱定量研究

本文采用气动悬浮装置成功制备了(CaO-SiO_2)-xAl_2O_(3 )(x=0, 6, 12, 18, 24, 30)的一系列玻璃,并通过拉曼光谱技术结合量子化学从头计算方法、⁽²⁷⁾Al魔角旋转核磁共振技术((27)Al魔角旋转核磁共振技术(⁽²⁷⁾Al MAS-NMR)对其结构进行了定性及定量研究。研究结果表明,当碱度R(CaO/SiO_2)=1时,随着Al_2O_3的加入,硅酸盐结构转变为铝硅酸盐结构。当x≤18时,Al主要以[(27)Al MAS-NMR)对其结构进行了定性及定量研究。研究结果表明,当碱度R(CaO/SiO_2)=1时,随着Al_2O_3的加入,硅酸盐结构转变为铝硅酸盐结构。当x≤18时,Al主要以[^ⅣAlO_4]形式参与网络形成,并在x=18时达到最大,同时也观察到了[ⅣAlO_4]形式参与网络形成,并在x=18时达到最大,同时也观察到了[^ⅤAlO_5]、[ⅤAlO_5]、[^ⅥAlO_6]的存在;当x>18时,[ⅥAlO_6]的存在;当x>18时,[^ⅣAlO_4]相对含量减少,[ⅣAlO_4]相对含量减少,[^ⅤAlO_5]、[ⅤAlO_5]、[^ⅥAlO_6]增加。拉曼光谱精细解谱的结果表明,Al的加入大大增加了体系的复杂性和无序性,具体表现为精细结构Q_iⅥAlO_6]增加。拉曼光谱精细解谱的结果表明,Al的加入大大增加了体系的复杂性和无序性,具体表现为精细结构Q_i^(jklm)含量的无规律变化,但对初级结构Q_i含量的影响不大,并主要以Q_2形式存在。     

应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ~(13)C的定量方法研究

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、矿床、油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义,激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法。本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO_2气体碳同位素值δ~(13)C。利用自行设计的装置将~(12)CO_2和~(13)CO_2按比例分别与N2混合,对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定~(12)CO_2和~(13)CO_2的拉曼参数,这为用激光拉曼分析碳同位素值δ~(13)C奠定了理论基础。通过对不同比例的~(12)CO_2/~(13)CO_2人工合成CO_2包裹体样品和胜利油田CO_2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析,发现CO_2气体碳同位素摩尔分数比N_(13)/N_(12)与拉曼参数之间存在数学关系式,由此建立了根据碳同位素计算公式δ~(13)C=[(C_(13)/C_(12))_(样品)/(C_(13)/C_(12))_(标准)-1]×1 000‰,用激光拉曼分析获得的CO_2气体有关激光拉曼参数来计算δ~(13)C值的方法。按照该方法,应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO_2天然气藏样品分析计算其δ~(13)C值为-5.318‰,与用质谱仪分析测出的δ~(13)C值(-5.6‰)比较,其相对误差较小(≈5%),可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ~(13)C的定量方法。     

α-甘氨酸晶体中NH_3~+扭曲振动的变温拉曼光谱研究

1999年,Chilcott研究了α-甘氨酸单晶电阻抗随温度的变化,发现晶体在304 K开始导电。为了了解其导电机理,本文研究90 K到340 K的拉曼光谱,发现在α-甘氨酸单晶中NH3+扭曲振动模式分裂,表现为N-H(6)…O(1)(491 cm-1)和N-H(7)…O(2)(483 cm-1)模式,以及CO2-摇摆模式(503cm-1),在304 K均有不连续性变化,并与变温中子衍射晶体结构层内的氢键N-H(6)…O(1)键角和N-H(7)…O(2)长度出现转折点一致。由于α-甘氨酸晶胞中NH3+和CO2-基团构成的电偶极子在变温下重新定向,出现两性离子电荷重心变化致使晶体极化,引起晶体在304 K左右发生了铁电相变。