傅里叶变换衰减全反射红外光谱测定车用汽油诱导期方法研究

诱导期是评价汽油氧化安定性的重要指标。国内燃油市场汽油流通量较大,但目前仍采用传统GB/T 8018—87方法测定汽油诱导期,工序繁琐,耗时较长,难以实现对每批油品及时检测,无法满足汽油品质监管需求。为此,本文提出了一种采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）测定汽油诱导期的快速分析方法。设计和集成了一种采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱的智能型专用燃油品质快速分析系统,集光谱采集、数据处理、显示与存储等于一体。设计的测样附件由9次反射的衰减全反射（ATR）硒化锌晶体和带密封的不锈钢盖组成,具有光程恒定,注样和清洗方便等优点。研究了光谱扫描次数和重复装样次数对光谱信噪比的影响规律,确定了最佳扫描次数为15次,装样次数为4次。从京津地区收集64个不同牌号、不同生产时间的汽油样本,采用GB/T 8018—87方法测定其诱导期数值作为建模参考数据。使用该系统采集油样红外光谱。对光谱数据进行均值中心化、一阶求导预处理,采用偏最小二乘PLS方法将汽油红外光谱与其诱导期数据进行关联,建立车用汽油诱导期定量校正模型,其决定系数(R2)0.897,校正标准偏差(SEC)68.3 min,预测标准偏差(SEP)91.9 min。模型专用燃油品质快速分析系统预测汽油诱导期的相对偏差均小于5%,满足GB方法重复性允差要求。与传统GB方法相比,该方法操作简单,分析速度快,单个样本检测仅需3 min,对油品储运及销售过程中快速准确品质监管有积极意义。     

铝粉快速反应光谱中AlO B^2Σ^＋→X^2Σ^＋发射光谱的研究

在由光学多道分析仪收集的氢氧气体爆轰激励下铝粉快速反应光谱中，观察到ＡｌＯＢ２Σ＋→Ｘ２Σ＋跃迁Δｖ＝０带系的光谱特征与通常铝氧化反应的光谱特征不同。经分析是因为存在一个从４６７ｎｍ开始向长波方增强的连续辐射，它改变了该波长区ＡｌＯ分子的辐射特征。这一连续辐射可能是由铝与水蒸汽发生水合反应生成，而处于不同激发态的多原子分子ＨＡｌＯＨ产生     

保护介质对爆轰固相产物生成的影响

 通过爆轰合成超细金刚石实验，对装药在不同环境下引爆后得到的固相碳产物进行比较分析，研究不同介质如氮气、水、冰、遇热分解的盐等对爆轰产物中固相碳形成的影响，同时提出用石墨化程度来比较这种影响。结果显示，介质对爆轰产物中固相碳的石墨化和超细金刚石的保护有着重要的作用。几种介质中水的保护效果较好。     

凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射现象分析

凝聚炸药爆轰在边界高声速材料约束下传播时,爆轰波会在约束材料界面上产生复杂的折射现象.本文针对凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射现象展开理论和数值模拟分析.首先通过建立在爆轰ZND模型上的改进爆轰波极曲线理论给出爆轰波折射类型,然后发展一种求解爆轰反应流动方程的基于特征理论的二阶单元中心型Lagrange计算方法来数值模拟典型的爆轰波折射过程.从改进爆轰波极曲线理论和二阶Lagrange方法数值模拟给出的结果看出,凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射类型有四种:反射冲击波的正规折射、带束缚前驱波的非正规折射、带双Mach反射的非正规折射、带λ波结构的非正规折射.     

激波管壁AlO自由基B~2Σ~+-X~2Σ~+和C~2Π_r-X~2Σ~+带系辐射光谱的研究

爆轰驱动过程中产生的高温高压气流对铝质膜片、激波管壁产生烧蚀和冲刷作用,以致激波管壁、端盖上附有氧化铝等杂质,而高温下AlO自由基在气体分子的高速碰撞下被激发并产生强烈的辐射,从而干扰了高温气体辐射光谱的分析。用爆轰驱动加热技术将空气加热到4 000~7 000 K,利用多通道光学分析仪对AlO自由基辐射光谱进行分析,实验发现在460~530 nm波长范围内有多支辐射非常强烈的AlO自由基B2Σ+-X2Σ+(T00=20 689 cm-1)带系辐射谱带,且每支谱带都由多个带头组成,带头间隔约为2 nm,带头处于高频位置并向低频方向伸延。通过实验与理论计算相结合,重点分析了AlO自由基B2Σ+-X2Σ+带系辐射光谱的结构特征。AlO自由基C2Πr-X2Σ+(T00=33 047 cm-1)带系辐射光谱处于270~335 nm波长范围内,其辐射强度相对于B2Σ+-X2Σ+带系较弱,并且与OH基A2Σ+-X2Π(T00=32 682 cm-1)带系辐射光谱互相干扰而难以分辨,对该波段高温空气的辐射光谱分析产生不利的影响。     

炸药爆轰瞬态温度的光谱法测定

在双谱线原子发射光谱测温原理的基础上,设计了对炸药爆轰的瞬态温度进行实时测量的光纤光谱测试系统,利用光学纤维将炸药爆轰的光谱信号传入测光系统,用多通道数据采集器处理数据,系统的时间分辨率可高达0.1μs,所选择的两条谱线的波长分别为CuI 510.5和CuI 521.8nm,为炸药爆温的测量提供了一种简单有效的方法。利用该测温系统,通过对炸药爆轰光谱的测量,获得了实时瞬态爆轰温度-时间分布曲线。     

瞬态光谱法测量环氧丙烷爆轰温度

采用具有像增强功能的光谱探测器——增强型电荷耦合器件ICCD和DG535同步控制器,应用激波管技术和光纤光谱方法,由压力传感器监测爆燃转爆轰的过程,在解决了同步控制,防止误触发等问题后,从爆炸激波管的侧窗拍摄到了环氧丙烷由爆燃转变为爆轰时刻的曝光时间为2μs,分辨率达到0·2nm的瞬态发射光谱。对所测光谱进行强度定标后,可直接得到环氧丙烷爆轰时刻的热辐射背景,用黑体辐射公式按照最小二乘法原则对其进行拟合,得到了环氧丙烷的爆轰温度为2416K。此爆轰温度的获得,为进一步分析环氧丙烷爆燃转爆轰过程的微观机理提供了实验数据。     

激波管壁AlO自由基B~2∑~+-X~2∑~+和C~2∏_r-X~2∑~+带系辐射光谱的研究

爆轰驱动过程中产生的高温高压气流对铝质膜片、激波管壁产生烧蚀和冲刷作用,以致激波管壁、端盖上附有氧化铝等杂质,而高温下AlO自由基在气体分子的高速碰撞下被激发并产生强烈的辐射,从而干扰了高温气体辐射光谱的分析.用爆轰驱动加热技术将空气加热到4 000～7 000 K,利用多通道光学分析仪对AlO自由基辐射光谱进行分析,实验发现在460～530 nm波长范围内有多支辐射非常强烈的AlO自由基B~2∑~+-X~2∑~+(T_(00)=20 689 cm~(-1))带系辐射谱带,且每支谱带都由多个带头组成,带头间隔约为2 mn,带头处于高频位置并向低频方向伸延.通过实验与理论计算相结合,重点分析了AlO自由基B~2∑~+-X~2∑~+带系辐射光谱的结构特征.AlO自由基C~2∏_r-X~2∑~+(T_(00)=33 047 cm~(-1))带系辐射光谱处于270～335 nm波长范围内,其辐射强度相对于B~2∑~+-X~2∑~+带系较弱,并且与OH基A~2∑~+-X~2∏(T_(00)=32 682 cm~(-1))带系辐射光谱互相干扰而难以分辨,对该波段高温空气的辐射光谱分析产生不利的影响.     

炸药爆轰瞬时温度的实时测量

针对爆轰时刻光谱的特点,结合多光谱测温的理论基础,采用高速率线阵CCD,设计了瞬时多光谱爆轰测温系统。通过FPGA对各个模块进行控制,完成数据的采集、存储和传输;结合多项式回归算法,拟合出爆轰瞬间光谱信息的动态波形图。在标定过程中,采用两束激光特征谱线630和532nm进行CCD的标定,确定出对应的像元序号分别是175和270。对卤钨灯的表面温度进行实时监测表明:基于高速线阵CCD的多光谱测温系统可以完成多个时刻的瞬时光谱采集;在40MHz的高速时钟驱动下,CCD的帧频可以稳定工作在73kHz。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程反应产物的光谱法确定

采用由增强型ICCD光谱探测器、SpectraPro-275光谱仪和DG535同步控制器组成的瞬态光谱测量系统,在解决了测试系统时间同步问题、弱光探测问题、提高光谱分辨率问题和波长定标及防止误触发问题后,在长4.0 m,内径为0.10 m的爆炸激波管侧窗,拍摄到了持续时间仅为数ms的环氧丙烷爆燃转爆轰过程的曝光时间为1～16 μs的瞬态发射光谱。测量系统的光谱分辨本领达到了0.2 nm 。根据由碳、氢和氧组成的小分子和自由基的特征辐射谱带带头波长值,经过对所测光谱进行分析和辨认,确定了在环氧丙烷的爆燃转爆轰过程中有OH,CH,C₂,C₃,CO,CO₂,CHO和CH₂O这些反应产物出现。这些反应产物的确定,是进一步分析环氧丙烷爆燃转爆轰过程的微观机理必不可少的实验依据。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程的瞬态发射光谱

采用爆光时间最短可达 5ns ,且具有像增强功能的光谱探测仪器ICCD ,用自行研制的光电转换器将光触发信号转变为电脉冲去外触发DG5 35数字延迟发生器 ,由DG5 35在设定的延迟时间后开启探测器快门并控制其曝光时间 ,从而使被测光信号与快门的打开达到同步 ,用芯径 1mm的塑料光纤从爆炸激波管端窗引出被测光信号至光谱仪色散后到达ICCD ,直接对环氧丙烷爆燃转爆轰 (DDT)的动态变化过程进行了实时光谱测量 ,拍摄到了环氧丙烷DDT过程不同时刻的、曝光时间为微秒量级的瞬态发射光谱。结果显示 ,在DDT初始阶段光辐射很弱 ,主要是原子线状光谱 ;在DDT中间阶段辐射已比较强 ,既有原子线状光谱 ,也有分子带状光谱以及热辐射背景 ;达到爆轰时光辐射强度呈数量级增加 ,原子线状谱、分子带状谱叠加在热辐射背景之上。     

利用棱镜谱仪研究氢燃烧转变为爆轰的过程

本文利用Polaroid高速感光底片在一次实验中成功地拍摄到氢燃烧转变为爆轰(DDT)的光谱;利用光电技术研究了氢燃烧转变为爆轰过程中OH基(0.3064μm,0.3428μm)的变化过程.研究表明:在氢燃烧转变为爆轰过程中OH基是逐渐增大的,出现爆轰时OH基出现明显增长;OH(0,0)辐射早于O_2(0,14)辐射,它说明O_2在链式反应中能量比较低,它只有和自由原子和自由基相互碰撞获取高的能量而被激发.     

Laser optogalvanic and emission spectrum of N2 in the 5400–6150 Å region

Laser optogalvanic (LOG) and emission spectra of the N₂ molecule have been recorded at different discharge voltages and gas pressures in the spectral region 5400–6150 Å. It is observed that in the optogalvanic spectrum bands belonging to several systems develop extensively. Under the present discharge conditions bands of the first positive system are predominant. The variation of the signals with pressure and voltage in the two cases is discussed.     

己酸乙酯分子的振动光谱研究

采用B3LYP混合泛函和6-31G基函数组,并对重原子和轻原子使用离散函数和极化函数,　利用密度泛函理论（density functional theory, 简称DFT）计算了己酸乙酯的分子振动光谱,并以此为依据,首次对实验测得的己酸乙酯（Ethyl hexanoate）分子的正常拉曼光谱（NRS）和红外光谱(IR)进行了指认,对己酸乙酯分子的振动模式进行了归属。理论计算和实验数据的比较分析表明,理论计算结果的拉曼和红外各振动峰位与实验测量结果符合得较好。最后,分别把拉曼光谱和红外吸收谱中较强的峰位指认为己酸乙酯分子的拉曼特征峰和红外吸收的特征峰。己酸乙酯分子振动光谱的上述研究,可能在白酒调香,化工和生物等领域的检测方面具有广泛的应用,对进一步拓宽己酸乙酯分子的研究领域具有一定的参考价值。     

Fluorescence spectrum characteristic of ethanol--water excimer and mechanism of resonance energy transfer

The steady-state fluorescence spectrum characteristic of ethanol--water excimer has been studied in this paper. By analysing the features of the sharp emission spectrum with fine structures in a shortwave band and the characteristics of the broad and featureless fluorescence peaks in the longwave band, one can conclude that the excimers are formed between the new ethanol--water cluster molecules in the excited state and the ground state through the interaction among different chromophores. The excitation spectra in the two fluorescence bands have been studied, and their emission mechanisms have been ascertained based on the energy transfer theory. Furthermore, the critical distance of the resonance energy transfer has been calculated.     

5,6,11,12-四苯基四苯并掺杂8-羟基喹啉铝薄膜的荧光谱及发光机理

用高荧光染料的5，6，11，12－四苯基四苯并对8－羟基喹啉铝进行掺杂，测量其光致发光和电致发光谱。结果表明：在低掺杂时，主发光体是Alq，掺入的Rubrene作为客发光体只是在Alq带隙中引入了分立能级；随着掺入的Rubrene浓度增加，Rubrene成了主发光体，Alq变成了客发光体，出现了发光体的互换现象。由于Rubrene的吸收光谱与Alq的发射谱重叠较大，在光致发光中存在从Alq向Rubrene的能量传递和电荷转移过程，而电致发光则是由于Rubrene导带中电子浓度远大于注入到Alq导带中电子浓度，造成Rubrene导带电子与价带空穴复合的几率比Alq中的复合几率大得多，其EL主要是Rubrene的发光。     

用稳态和时间分辨荧光光谱研究乙醇-水分子团簇的可能类型

研究了紫外光照射乙醇－水混合溶液的稳态和时间分辨荧光光谱.通过检测其荧光光谱和激发光谱,得到了稳态发射光谱的三个荧光峰,峰值分别位于290 nm、305 nm、330 nm,相应的最佳激励光分别为265 nm, 280 nm 和236 nm.在荧光光谱峰值波长处分别监测其荧光强度随时间的衰变过程,将获得的荧光衰减动力学曲线采用指数拟合并进行解卷积处理获得不同荧光光子的寿命值.乙醇－水溶液稳态光谱的特点和三个不同的荧光寿命都表明了溶液中含有三个不同的生色团,分析认为乙醇和水分子间通过氢键作用形成了不同结构的团簇分子.     

Luminescence of Thin Bi2W2O9 Films

The luminescence spectra of thin Bi₂W₂O₉ films have been investigated. The spectra were separated into elementary components by the Alentsev–Fock method. The radiation band with a maximum at 2.43 eV in the luminescence spectrum of Bi₂W₂O₉ has been assigned to the Frenkel autolocalized excitons. The luminescence bands with maxima at 2.10 and 1.90 eV have been assigned to the emission of the centers whose energy levels are located in the forbidden band. The luminescence of the Bi₂W₂O₉ films is due to the emission of the WO₆ complex.