γ-Al2O3高温相变的XRD和Raman光谱比较研究

采用XRD和Raman光谱研究了γ-Al2O3的高温相变.Raman结果表明,位于1 175,1 241 cm-1和1 370,1 400 cm-1的2组谱峰是杂质Fe3 和(或)Cr3 在θ-Al2O3和α-Al2O3环境中产生的荧光光谱,用这2组峰来指认θ-Al2O3和α-Al2O3物相比XRD更灵敏.因此,Raman技术能高灵敏地表征γ-Al2O3的高温相变过程.结果表明γ-Al2O3从800 ℃开始发生相变,γ-Al2O3同时向θ-Al2O3和α-Al2O3转变,随着温度的升高最终完全转变成α-Al2O3.相变温度与样品本身有关.     

PbWO_4微晶高压结构相变的Raman光谱研究

本文利用溶剂热方法合成出具有锥形结构的四方白钨矿相PbWO4微晶,并结合金刚石对顶砧压机,利用Raman光谱手段研究了其在22GPa压力下的结构变化。结果发现,在大约4.2GPa,发生了向单斜结构PbWO4-Ш相的局部转变。随着压力继续增大至7GPa,又发现了向亚稳单斜结构的褐钇铌矿相的转变。大约13.2GPa后,亚稳相褐钇铌矿结构也转变为更为致密的PbWO4-Ш相。该相变过程为可逆相变,卸压后恢复为白钨矿结构。     

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。     

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。     

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。     

γ-Al_2O_3高温相变的激光Raman光谱研究

通过不同波长的Raman激发光对γ-Al2O3的高温相变过程进行了研究。发现用632.8 nm激发光测得的位于1175、1241cm-1和1370、1400cm-1,对应于514.5 nm激发光时位于4808、4875cm-1和5003、5033cm-1的谱峰均是Al2O3中杂质的荧光光谱。较低波数的二个谱峰与θ-Al2O3有关,而较高波数的二个谱峰与α-Al2O3有关。随着焙烧温度升高,从800℃开始γ-Al2O3逐渐向θ-Al2O3和α-Al2O3转变,θ-Al2O3的谱峰强度在1100~1200℃焙烧时最大,当温度继续升高到1250℃全部转变成α-Al2O3,并且Al2O3的相变是从表层开始的。     

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     

AIN 纳米线高压相变的 Raman 光谱特征

利用金刚石对顶砧(DAC)技术和显微 Ramana 光谱原位测量技术,在0～33.1 GPa 压力范围对 AIN 纳米线进行了高压相变研究.在24.4 GPa 附近,A1(LO)振动模式呈现出较大的非对称性宽化的特征,表明发生了六角纤锌矿到立方岩盐矿的结构转变.岩盐矿结构 AIN 纳米线的无序声子散射导致了高压相的Raman 散射信号.卸压后,高压相的 Raman 光谱特征被保留下来.根据纤锌矿结构 AIN 纳米线的振动模式频率随压力的变化关系,讨论了 AIN 纳米线和体材料在转变路径上的区别,并计算了纤锌矿结构中对应不同声子模式的格林爱森常数.     

扬州血卟啉衍生物(YHPD)抗癌的分子机理的Raman光谱研究

为探讨卟啉类光敏药物抗癌的分子机理,我们用拉曼光谱研究和比较了YHPD和PhotofrinⅡ对DNA空间结构的微观光敏损伤,又研究了YHPD对蛋白质空间结构的微观光敏损伤。随着研究的深入,我们还从分子水平研究了YHPD和PhotofrinⅡ的3个主要活性组分:HP,PP和DHE对DNA和蛋白质的光敏杀伤特征,以便了解它们在上述光敏药物抗癌中扮演的角色。     

新疆软玉仔料中黑色树枝状物质的拉曼光谱和显微结构特征

软玉仔料表层微裂隙处常见一种黑色树枝状物质,该物质极大程度地揭示了仔料历经的次生风化过程,然而目前对其岩石矿物学特征研究甚少。选取新疆软玉仔料为研究对象,采用电子探针、激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜就其表层微裂隙处黑色树枝状物质的化学成分、拉曼光谱和显微结构进行测试分析。结果表明：黑色树枝状物质的主要化学成分为MnO和BaO,MnO含量为49.045%~54.012%,BaO含量为9.012%~10.961%。拉曼光谱分析显示软玉仔料主体部分主要由透闪石矿物组成,而黑色树枝状物质则主要由表生锰矿物和有机质组成。表生锰矿物中由MnO₆八面体Mn—O伸缩振动所致拉曼特征谱峰位于475,498,510,575和617 cm-1附近;且树枝各处锰矿物结晶程度不一,表现为拉曼谱峰强度和峰形尖锐程度存在区别。有机质由分子结构中C—C伸缩振动和分子结构单元间缺陷、无序排列所致拉曼特征谱峰分别位于1 590和1 370 cm-1附近。扫描电子显微镜观察显示黑色树枝状物质呈薄膜状覆盖于交织排列的透闪石纤维表面,并与其突变接触。综合化学成分、拉曼光谱和显微结构测试分析,软玉仔料中黑色树枝状物质的形成与河流中锰化合物和有机质的多期次沉降有关。     

通过向量角转换校正拉曼光谱中乘性干扰

拉曼光谱强度与物质量存在的线性关系会受到许多复杂因素破坏,包括激发光源、聚焦、散射、折射等,导致定量效果不佳。各种因素的干扰效应,总体上分成加性和乘性效应,而消除乘性效应的难度会更大一些。光谱序列信号可视为向量,信号强度对应向量的模量,而体现向量本质的方向属性不会受模量变化的影响。根据这一原理,利用向量的方向确定性,将信号的强度度量转换成空间角度度量,建立了一种消除乘性效应的方法。首先,选择一个与待定量组分相近而与背景空间近似正交的基准向量,并定义移动窗口; 然后,计算移动窗口内的光谱向量与基准向量的夹角,所得值存储为矩阵,完成角度描述转换。角度矩阵消除了乘性效应的干扰,而定量关系仍然近似线性,只要将该矩阵的秩满足多元统计建模要求,就可以用于多元校正,并得到良好结果。研究采用甲醇-乙醇-异丙醇混合体系,验证了消除乘性效应后改进的定量效果,对于积分时间波动的预测值与实际值,直接PLS方法的相关系数r为0.911 9,预测标准偏差（RMSEP）为0.110 2; 采用MSC预处理的r为0.906 0,RMSEP为0.100 8; 而本文提出的VAPLS的r为0.998 7,RMSEP为0.015 2。结果表明向量角转换度量处理后,光谱的乘性干扰得到了有效校正,拉曼定量分析准确性得到了提高。     

"猫眼"探测光学环路的功率密度计算

激光对光电传感器主动侦察是基于光学系统存在的"猫眼"效应.对包括"猫眼"镜头的回波功率和CCD光敏面照度的整个环路进行了推导.分析结果表明:CCD光敏面上的照度随发射激光束散角、照射距离的增大而降低,随大气能见度的提高而增大.同时,探测器探测面的离焦也对CCD光敏面的照度产生较大的影响,离焦量越大,接收到的光照度越小.     

聚合物电致发光器件工作层热效应的喇曼光谱研究

以喇曼光谱和红外测温仪为表征手段, 研究了聚合物电致发光器件在施加不同电流密度的工作条件下器件内部热效应对器件老化的影响. 通过实验得到器件内发光层的斯托克斯喇曼信号和反斯托克斯喇曼信号强度的比值, 代入波尔兹曼方程计算得到该层对应的温度, 从而达到精确测量器件内部工作温度的目的. 通过对器件施加0~169 mA/cm²的电流密度, 发现器件内部工作温度逐渐升高, 最终达到有机层的玻璃化转变温度后, 发光层材料发生相变, 变成游离状的液态, 这种状态不稳定, 造成发光层材料的局部缺陷, 使得器件阴阳极短接导致器件短路, 从而发光失败. 实验表明喇曼光谱是一种探测薄膜器件内部工作层温度的有效手段.     

非平衡磁控溅射法制备的Cr-DLC薄膜真空退火的Raman光谱研究

利用非平衡磁控溅射法制得厚度达到2.23 μm的掺铬含氢类金刚石(Cr-DLC)碳膜。采用Raman光谱和XPS对制得的薄膜进行了结构和热稳定性等表征。结果表明：室温时,薄膜在1 544 cm-1附近的Raman“G”峰归属于石墨结构中C—C键的伸缩振动,即E_2g 模式;而1 367 cm-1附近的“D”峰归属于sp2碳环的“呼吸”振动模式,即A_1g模式;计算得到薄膜sp3键的相对含量约为48at.%。加热至300 ℃,薄膜的Raman谱图与室温时相似,表明此温度段薄膜的结构稳定,未发生明显改变;至400 ℃时,I_D/I_G值迅速增大,sp2键含量升高, 表明此时DLC膜发生了明显的结构变化,开始发生石墨化。继续升温,膜中I_D/I_G比率增加,“G”峰位向高波数方向位移,表明 sp2/sp3比率逐渐增大,薄膜石墨化程度加强,sp2键的无序度逐渐降低,最终导致薄膜的摩擦系数和磨损率等逐渐增大, 热稳定性逐渐降低。退火600 ℃时,I_D/I_G值以及sp2键含量达到最大值,DLC薄膜失效。     

环丁醇温致相变的原位拉曼光谱研究

采用拉曼光谱和红外光谱解析了常温条件下环丁醇的各个振动模式及其与分子构象间的关联,结果表明液态环丁醇以赤道–反式构象为主,并含有少量的赤道间扭式构象。在此基础上结合差示扫描量热技术和变温拉曼光谱,原位研究了环丁醇的温致相变过程和分子构象随温度的变化。结果表明,冷却至140 K的过程中,环丁醇并未结晶固化,而是保持亚稳定的无序液体状态,即出现过冷现象,继续降温至138 K出现玻璃化转变。升温过程中,在170 K时出现放热峰,同时有新的拉曼峰出现,并且拉曼峰的半高宽和强度发生明显的突变,表明环丁醇由无序结构转变为有序的结晶相。因此,我们获得了环丁醇的温致相变序列： 液态→过冷液体→玻璃态→结晶态→液态。通过对环丁醇不同分子构象的拉曼特征峰的定量分析,证实环丁醇在降温过程中,反式构象和间扭式构象的比例未发生明显改变,即没有发生构象变化。然而升温时,伴随170 K时结晶态的转变,反式构象特征峰的相对强度减小,表明部分分子由赤道–反式构象转变为赤道–间扭式构象。该研究结果对进一步理解和研究其他有机小分子的温致相变和构象变化具有指导意义。     

田黄的红外与拉曼光谱研究

对中国寿山田黄石进行了X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱和拉曼光谱测试, 以获得田黄的谱学特征。研究表明田黄有地开石质、珍珠陶石质和伊利石质三类,其红外特征吸收峰分别为3 621,3 629和3 631 cm-1,拉曼特征峰分别为3 626,3 627和3 632 cm-1,3 550～3 750 cm-1间OH振动所致拉曼谱峰与红外结果一致。地开石质田黄含无序、有序两类,无序地开石OH3振动吸收峰相对有序地开石向低波数方向移动8 cm-1,相对强度增强,无序结构可能与高含量的Fe有关。3 550～3 750 cm-1间地开石OH振动红外吸收峰强于珍珠陶石,表现为珍珠陶石质田黄的红外光谱明显叠加有副矿物地开石的强吸收峰。伊利石质田黄主要为2M₁型伊利石,并含有少量1M型伊利石。这些特征为科学鉴定田黄提供了理论依据。     

云南龙陵黄龙玉的振动光谱及XRD光谱表征

黄龙玉是云南省龙陵县近年发现的新玉石品种,在国内市场热度较高。目前对其矿物组成和光谱特征还未有报道。在常规的宝石学测试基础上,重点采用激光拉曼光谱仪、红外光谱仪和X射线粉晶衍射(XRD)分析方法,对其振动光谱特征和矿物组成进行了细致的研究。结果表明,黄龙玉显示典型的石英质玉石的振动光谱特征,主要红外吸收谱带位于1 162,1 076,800,779,691,530和466 cm-1处,分别属于Si—O—Si非对称伸缩振动、Si—O—Si对称伸缩振动、Si—O—Si弯曲振动。其中在800 cm-1附近谱带有分裂,表明黄龙玉结晶程度较好。拉曼光谱中,归属Si—O—Si弯曲振动的谱带强度较高,主要拉曼散射峰为463和355 cm-1。XRD结果证实,其矿物组成为较纯的石英,红色样品中还含有微量的赤铁矿,是其产生红色的原因。这是首次系统研究黄龙玉的红外光谱、拉曼光谱及XRD谱学特征,为其鉴定、定名及后续的研究提供科学依据。     

非晶纳米过氧聚钨酸的Raman谱、热稳定性及UV-Vis光吸收特性

过氧聚钨酸是通过化学途径合成各种纳米结构氧化钨的重要前驱物之一。本文以双氧水(H₂O₂)、钨粉(W)和无水乙醇为原料合成了过氧聚钨酸溶胶,随后在常温下长时间放置,直至自然凝固,并在120 ℃干燥3 h后得到最终的深黄色胶状固体。利用XRD、SEM、Raman谱、TG/DSC分析和UV-Vis谱等分别考察了样品的成分结构、热稳定性和UV-Vis光吸收特性。宽的XRD峰表明样品是非晶结构,明显峰位的高斯型拟合表明样品是氧化钨与水合氧化钨的复合物。SEM表明样品呈纳米颗粒状(50～100 nm)和片层状形貌(厚约50 nm)。宽而明显的Raman峰的高斯型拟合进一步表明样品是非晶氧化钨和水合氧化钨的复合物,不仅拥有非常明显的O—W—O对称伸缩、非对称伸缩和WO振动,而且伴有O—W—O对称弯曲、非对称弯曲及吸附水的振动模式。TG/DSC分析表明过氧聚钨酸凝胶固体在120～500 ℃范围内存在四个不同的热力学过程：(Ⅰ)过氧聚钨酸凝胶固体的缓慢晶化(120～165 ℃);(Ⅱ)H₂O₂的分解和H₂O的去吸附(165～236 ℃);(Ⅲ)水合氧化钨的快速分解(236～287 ℃);(Ⅳ)最终产物WO₃的晶化和相变(287～500 ℃)。UV-Vis谱表明样品在350～600 nm范围存在一个明显的带边吸收,其光学带隙约2.25 eV,明显低于当前已报道的WO₃和H₂WO₄的带隙值(2.45～3.50 eV)。存留在复合物中的水分子、氧缺陷以及结构性畸变应该是导致其拥有较窄带隙的关键因素。