一维纳米材料的拉曼光谱学研究

本文将报告对硅纳米线、多孔硅、Si C纳米棒和碳纳米管等一维纳米体系的本征拉曼光谱及其特征的研究结果 ,并讨论拉曼光谱在上述材料的几何和物理特性研究中的应用。     

纳米锐钛矿的拉曼光谱特征

本文是采用化学沉淀法合成出２～４０ｎｍ的纳米锐钛矿,测定并研究了不同粒径的纳米锐钛矿样品及μｍ级和天然锐钛矿的拉曼光谱,结果表明：随着晶粒尺寸的减小,谱带强度大幅度降低,谱带蓝移。其中,１４３ｃｍ＾－１处谱带蓝移程度最大,达到１０ｃｍ＾－１（２ｎｍ锐钛矿和天然锐钛矿比较）;随着晶粒尺寸的减小,５１５和６３７ｃｍ＾－１处谱带蓝移达到一个最大值后,当粒度继续减小时,却产生红移;３９６ｃｍ＾－１谱带随着     

基于一维卷积神经网络和拉曼光谱的肺炎支原体菌株分类

肺炎支原体是造成人类呼吸系统疾病的主要原因.临床中,患者感染不同肺炎支原体症状极为相似,很难根据症状判别肺炎支原体类型并对症给药.因此,准确判别肺炎支原体菌株类型对于发病机理和疾病流行病学研究以及临床精准治疗具有重要意义.拉曼光谱具有快速、高效、无污染等优点,在生物医学领域逐渐得到越来越多研究者们的关注.一维卷积神经网...     

本征拉曼光谱血液分析技术研究

本文介绍了一种基于拉曼光谱分析与漫反射光谱光度测试相结合的本征拉曼光谱光度测试验血分析技术,这是一种快速的,经皮肤的非入侵式验血技术,在血糖监测等重症护理,现场快速验血等领域有着广阔的应用前景。     

铁电纳米材料BaTiO_3的激光拉曼光谱分析

铁电纳米材料BaTiO_3具有尺寸均匀,形貌统一的单晶纳米立方体结构。以LRS-Ⅲ型激光拉曼/荧光光谱仪为测量仪器研究其在固体纳米材料BaTiO_3分析中的应用。用碱热法制作得到4种无掺杂铁电纳米材料BaTiO_3,分别标记为纯1、纯2、纯3、纯4,将四种固体纳米材料作为标样待测;另取两个不同浓度Eu(铕)元素掺杂的材料分别标记为掺杂1、掺杂2待测。本实验中,不仅对比分析了不同烧结温度和时间下的固体纳米材料BaTiO_3激光拉曼光谱,并做出了相应的解释说明。与此同时,对掺杂BaTiO_3的也做了拉曼光谱对比分析,研究掺杂对固体材料拉曼谱线的影响。研究结果表明,含有相同成分的固体材料其拉曼谱线相似,且不同掺杂引起拉曼谱线的变化不同。最后用相关系数对掺杂材料和无掺杂材料做了进一步分析。从总体来看类内相关系数较高而类间相关系数较低,但即便掺杂的量比较少,对相关系数也有明显的影响。结合相关系数可以明确地判断出两种物质是否同类,如果已知某一种没有掺杂,那么,就可以很容易地判断出另一种材料中是否有掺杂。     

基于一维卷积神经网络的雌激素粉末拉曼光谱定性分类

拉曼光谱物质定性鉴别已被广泛应用于诸多行业和研究领域,但传统拉曼光谱分析过程中的预处理主要依赖人为经验,光谱特征提取虽然能够降低信号维度,同时也会造成部分光谱信息损失。特性相近物质本身光谱相似度较高,受到测量过程中环境干扰和分析过程中多种误差影响,导致最终分类效果并不理想。针对此问题,提出基于一维卷积神经网络（one-dimensional convolution neural network,1D-CNN）的拉曼光谱定性分类方法。实验采集雌酮（Estrone）、雌二醇（Estradiol）,雌三醇（Estriol）三种不同雌性激素粉末的拉曼光谱,设计随机平移、添加噪声和随机加权三种光谱数据增强方法,构建数量充足的拉曼光谱数据库用于神经网络模型训练与测试;基于拉曼光谱数据特点提出一维卷积神经网络分类模型,将光谱预处理、特征提取和定性分类的全过程融为一体。通过大量仿真实验,优化所提出的神经网络模型超参数和训练过程并测试分类效果,从预处理对光谱分类结果的影响和模型抗干扰性能两个方面与多种传统拉曼光谱分类算法对比,评价模型性能。实验结果表明,本文提出的一维卷积神经网络模型可实现三类雌性激素粉末拉曼光谱快速准确分类,分类正确率最高可达98.26%,分析过程中无需光谱预处理和特征提取步骤,简化了光谱分析流程,并能保留更多有效信息。同时,当模拟测量噪声强度达到60 dBW时,传统方法分类正确率均明显出现不同程度明显降低,卷积神经网络模型依然能够取得96.81%的分类正确率,说明相比对传统拉曼光谱分类方法,所提出方法受光谱测量噪声影响更小,鲁棒性更强,适用于分析更复杂现场测量的强噪声拉曼光谱信号。该研究结果表明深度学习方法在拉曼光谱的分析与处理领域具有很大的应用潜力和研究价值。     

Ag掺杂氧化锌纳米材料的制备及高压相变拉曼光谱研究

宽禁带直接带隙半导体材料氧化锌(ZnO),具有优异的光电性能、机械性能和化学特性.ZnO材料的结构对其性能影响较大,元素掺杂可改变ZnO晶体结构和带隙宽度,是提升ZnO材料性能的有效手段,当前常用Ag掺杂ZnO即为提高光催化反应效率.高压独立于温度、成分,是调控材料结构组织性能的重要手段,是产生新材料、发现新调控原理的...     

硫酸铵溶液的拉曼光谱特征及其产生机理研究

实验研究了硫酸铵溶液的拉曼光谱特征,得到了硫酸铵溶液中SO2-4的几种典型拉曼特征峰,发现SO2-4浓度和对应的拉曼峰强度间存在线性关系,根据实验结果建立了拉曼光谱参数与离子浓度间的关系数据库。理论上通过Gaussian 03和Hartree-Fock方法(从头计算)对SO2-4的几何结构进行优化并计算出该离子的振动基频,将得到的理论振动基频与实验结果进行比较,发现实验与理论计算结果吻合较好。研究结果证实了利用拉曼光谱技术对硫酸铵进行定量分析的可行性,对工业上鉴别铵盐类别、精确测量不同铵盐含量、生产铵盐等均具有一定的参考价值。     

ZnO纳米管的拉曼光谱学研究

通过对ZnO纳米管样品的拉曼光谱研究,发现ZnO纳米管拉曼频率和体材料拉曼频率相同,在不同波长激发下,ZnO纳米管拉曼谱峰的频率也保持不变,从而得到了极性晶体拉曼谱不同于以往非极性拉曼谱的特性:在纳米体系中没有出现明显的尺寸限制效应。     

紫膜菌紫质的拉曼光谱测试

菌紫质是一种可进行光信息存储与能量转换的生物膜蛋白分子。在光化学循环中 ,它包含的视黄醛产生快速的全反——— 1 3顺式异构化并去质子 ,然后又重新质子化并在反应循环终了转为全反式构型。了解菌紫质的分子构造及光化学反应机制是很有意义的事 ,但由于菌紫质是紫色膜蛋白 ,加之光反应时的荧光问题 ,用普通拉曼技术获得菌紫质的特征峰有一定困难。一般都用时间分辨付里叶变换红外光谱来进行它的测试工作。文本采用传统拉曼技术 ,分别用 5 3 2、785和 1 0 64nm波长激光作激发光源 ,测试了菌紫质的拉曼光谱 ,并得到了菌紫质的大部分特征拉曼谱带。     

非理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱

测量了七种非理想化学计量比的UO₂+x(0＜x＜0.66)及UO₂和U₃O₇等理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱,并进行了对比分析,其中U₃O₇和U₃O₈之间UO₂+x的分子振动光谱为首次报道。拉曼光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂特征峰中的578和1 150 cm-1峰强度快速减弱,当x=0.19时,这两峰基本消失,可视为准完美萤石晶体结构UO₂的标志。445 cm-1峰强度在减弱的同时变宽并偏移,当x=0.32时,该峰已偏移至459 cm-1处,同时在～630 cm-1出现一弱肩峰,这与四方相U₃O₇的特征峰一致。当x≥0.39时,459 cm-1峰发生分裂,在235和754 cm-1处出现新峰并增强,其特征逐渐与正交相的α-U₃O₈接近。但直至x=0.60时,与α-U₃O₈相比其333,397,483和805 cm-1峰仍不突出。红外光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂位于400～570 cm-1区间的强吸收特征谱带逐渐分裂为～421和～515 cm-1两峰并增强,同时UO₂在～700 cm-1的弱吸收峰逐渐消失,～645 cm-1处的肩峰逐渐显现,出现的这三个峰正是U₃O₇的特征红外吸收峰。当x≥0.39时,在744 cm-1出现一强吸收峰并增强,该峰是α-U₃O₈的最强特征峰。但即使x=0.60时,～645 cm-1峰仍然存在,同时～515 cm-1峰也未明显分裂成485和535 cm-1峰,这表明UO_2.60仍处于四方相和正交相的过渡阶段。上述结果表明,随着x值的增加,UO₂+x的晶体结构发生变化,每次变化均在拉曼和红外光谱中得到体现。通过对比各特征峰相对强度和位置的变化情况,可很好区分和表征不同的氧化铀。     

苯海拉明的拉曼光谱和红外光谱研究

测量并分析了盐酸苯海拉明的红外光谱和拉曼光谱。在Raman光谱中, 1001 cm-1出现一个极强峰, 在1030 cm-1和618 cm-1各有一个中等峰,此外,在红外光谱中, 714 cm-1和757 cm-1附近出现极强的吸收峰,认定这个化合物中存在单取代苯。C-N的对称伸缩振动出现在837 cm-1, 1433 cm-1和1470 cm-1分别为CH2和CH3的变形振动, 在红外光谱中, 1020 cm-1处明显的吸收峰属于C-O-C反对称伸缩振动。此外, 测量得到含量为25 mg苯海拉明药片的拉曼光谱与纯苯海拉明的拉曼峰比较一致, 可作为无损快速检测该药物的手段。     

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。     

胰蛋白酶溶液的激光拉曼谱

本文报道了用硝基苯萃取处理前后的胰蛋白酶溶液的拉曼光谱。通过分析酰胺Ⅰ和酰胺Ⅲ的拉曼特征频率，初步推断出该胰蛋白酶是含有α－螺旋、β－折叠和无规卷曲结构。同时对其侧链结构也做了初步分析     

PbS及其光致氧化产物的显微成像拉曼散射研究

使用高数值孔径的物镜通过显微拉曼扫描成像的方法获得了方铅矿结晶体的空间分辨的分子信息。实验中包括不同尺寸大小的晶体和不同强度的激发光功率。从逐点扫描(步长为0.5μm)的显微探针成像方法获得的光谱数据分析,得到了化学组分的空间分布。多变量数据分析处理得到PbS及其退化产物的特征光谱。在非破坏性激发条件下,PbS的特征谱线很弱。在强激光的光化作用下,在微米尺度大的样品点上产生完全不可逆的氧化反应,把PbS氧化为α-PbO。对于大尺度的PbS晶体,通过拉曼扫描成像光谱在照明点附近还发现了铅的氧硫酸盐包括4PbO.PbSO4,3PbO.PbSO4和PbO.PbSO4。     

光诱导雄黄矿物同质异象变化的显微成像拉曼散射研究

利用拉曼光谱研究了激光照射诱导雄黄的同质异象变化,这些结果证实了下面的反应：由于As—As键相对较弱,首先As—As键被破坏,有1个S原子加入到As—As键中,形成As—S—As键。此时由As₄S₄(Realgar类型)变化为As₄S₅相,而As₄S₅处于不稳定状态,As₄S₅相变化为 Pararealgar时有1个S原子从As—S—As键中释放出来。释放出来的S原子又加入到另外1个As₄S₄(Realgar)中,引起As₄S₄(Realgar)相变化为As₄S₅,As₄S₅进而分裂为1个S原子和As₄S₄(Pararealgar类型)。照射促进雄黄经由 As₄S₅ 分子被转换成副雄黄。     

Pure Rotational Raman Spectra of Vapor Phase Methanols

Abstract

The rotational Raman spectra of four vapor phase isotopic methanols, CH₃OH, CH₃OD, CD₃OH and CD₃OD, have been reported for the first time in the wavenumber regions from 5 to 100–120 cm^?1. The major parts of the spectra consist of bands equispaced at 3.19, 3.04, 2.56 and 2.46 cm^?1 intervals, respectively, and have been interpreted as the pure rotational S-branch transitions.