金属表面催化反应的原位SERS光谱研究

催化表面成分复杂、分子结构不断变化,通过传统的非原位分析手段对其进行表征非常困难。在催化表界面进行原位检测可分析反应物种的变化过程,有望解释催化机理并指导高性能催化剂的制备。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏度和高特异性的检测方法,并且具有很好的表面选择性,可专注检测表界面物种而不会受到外部组分信号的干扰。我们设计合成了几种双功能纳米粒子,其在催化反应检测中应用表明SERS可以在催化检测中发挥重要的作用,其检测范围有望拓展到SERS模型反应之外的具有实际价值的有机合成催化反应。     

蛋白质分子Raman光谱的选择定则

利用作者给出的α螺旋蛋白质分子体系哈密顿有级结构，从理论上给出了该体系Ｒａｍａｎ谱的选择定则及合理的解释。     

P型半导体氧化锌薄膜的Raman光谱研究

本文主要对超声喷雾热解方法生长在本征Si衬底上的N－In共掺的p型ZnO薄膜的Raman光谱进行了研究。通过洛仑兹(Lorentz)模型和等离子激元与纵光学声子耦合模理论模型拟合不同浓度下的室温Raman光谱, 我们对样品的Raman峰进行了指认; 同时也得到了样品的空穴浓度和迁移率, 结果和霍耳测量得到的空穴浓度和迁移率符合的较好, 证明了霍耳测量p型ZnO薄膜得到的电学参数是可信的。随后我们又对不同浓度的p型ZnO薄膜的变温Raman光谱进行研究,运用一个详细的模型(考虑了晶格热膨胀、残余应力、和三声子、四声子衰变)描述不同浓度下各个样品Raman光谱中的等离子激元与纵光学声子耦合模随温度变化的情况。分析拟合参数, 可以清楚地了解随着浓度的增加耦合模参数随温度的衰变行为。     

不同状态HDEHP和DMHPA的FTIR光谱研究

研究了纯二（２－乙基己基）磷酸（ＨＤＥＨＰ）和二（１－甲基庚基）磷酸（ＤＭＨＰＡ），微乳状液，固体钠盐及萃取稀土有机相的ＦＴＩＲ光谱，了解到萃取剂的微观结构由于烷基Ｒ的排列方式状态及共存在的不而有差异。     

有机纳米分子聚集体PIC-I的Raman光谱研究

本文从分子聚集体ＰＩＣ－Ｉ的吸收光谱可观测到Ｊ－带的红移和窄化,并可算出１３６８ｃｍ－１振模,以及本实验条件下聚集体单体数目为Ｎ≈３链长为３×０．３ｎｍ＝０．９ｎｍ。测量了ＰＩＣ－Ｉ聚集体的荧光光谱,将它与吸收光谱相比较可以看出,聚集体吸收带（５７２．５ｎｍ）和荧光发射带（５７２．５ｎｍ）是共振的。系统地研究了ＰＩＣ－Ｉ聚集体的喇曼光谱（１００～１８００ｃｍ－１）,验证了振动模 １３６８ｃｍ－１的存在。     

几种糖衍生物分子的THz光谱研究

分子间氢键等振动可以出现在THz波段。糖类是重要的生物分子,是研究氢键的典型体系。糖的衍生物分子具有重要的功能,同时由于它们的特殊的分子结构,通常有大量氢键存在,使得它们在THz波段表现出一定的光谱特征。文章测定了几种糖衍生物分子的THz光谱,结果表明不同分子具有不同的光谱,异丙基-β-D-硫代葡萄糖具有1.17,1.35,1.93,2.23 THz等多个吸收峰;异丙基-β-D-硫代半乳糖的吸收峰位于1.93 THz处;甲基-(四-氧-乙酰基-β-D-半乳糖)的吸收峰位于1.87 THz处;氧-(2, 3, 4, 6-四-氧-乙酰基-β-D-葡萄糖)-氮-羟基琥珀酰亚胺具有1.23,1.70,1.84,2.23 THz等多个吸收峰。对结构相似的分子,尤其对于异构体来说,它们具有不同的峰位,这些低频振动为包含氢键在内的整个分子的振动,说明THz方法能够鉴别异构体,是对结构变化、空间构型等很敏感的技术,是红外光谱的有益补充。这也为大分子的光谱研究提供了基础。     

全内反射紫外光谱原位研究稀土离子萃取的界面反应动力学

研究稀土离子的萃取动力学行为特性有利于了解其萃取过程微观机制,但以往传统的萃取动力学研究方法无法原位获取萃取反应过程的油水两相界面分子层次微观信息。本文提出一种全内反射紫外光谱的方法,原位研究稀土离子在油/水相界面的萃取反应动力学。采用拟一级反应动力学模型对稀土离子紫外吸光度值随时间的变化进行了拟合,得到了表观反应速率常数。研究成果为进一步深入研究离子在界面的微观动态行为奠定了基础。     

NO分子光声光谱的理论分析

采用拉普拉斯变换严格求解二能级系统光与物质相互作用的速率方程,获得了强激光诱导气体分子系统光声信号的解析表达式。结果显示光声信号的大小与样品分子的吸收截面、激发光强度、分子共振跃迁吸收的光子数、分子碰撞弛豫速率等因素有关。借助于光声信号随激光强度的变化关系,将NO分子在420.0～470.0 nm波长区间的激光诱导光声光谱归属于NO分子经X 2Π→A 2Σ的双光子激发跃迁及X 2Π→E 2Σ,F 2Σ,R 2Σ的三光子激发跃迁,由此获得NO分子A 2Σ,E 2Σ,F 2Σ和R 2Σ激发电子态的振动常数分别为2 346,2 342,2 397和2 381 cm-1,结果与采用其他方法测量的结果符合得较好。并对光声信号随缓冲气压升高而出现饱和的现象进行了理论解释。     

气液界面超分子手性分布的原位二次谐波研究

界面超分子手性因其在材料、催化、生物等领域的应用前景得到了人们的广泛关注。卟啉(porphyrin)衍生物因具有强的π-π堆垛能力、生物兼容性和出色的电子性能,常用于构建界面超分子结构。卟啉衍生物的表面超分子手性研究多数在固体基底上进行。利用二次谐波线二色谱方法分析卟啉衍生物在空气/水界面形成的超分子结构,通过界面层不同位置处产生的S偏振二次谐波强度随入射基频光偏振态的变化研究界面超分子结构的手性分布。实验表明,卟啉衍生物TPPS吸附在两亲分子CTAB在空气/水界面上形成的单层后会形成超分子结构,该结构具有手性,且手性的二维分布是非均匀的。     

SERS光谱研究银离子诱导葡萄糖氧化酶结构变化

重金属离子的毒性通常是指其与蛋白质(尤其是各种不同的具有生物催化活性的酶)或核酸的相互作用。本研究利用表面增强拉曼(SERS)光谱技术探讨银离子与葡萄糖氧化酶(GOX)的相互作用。黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是GOX中对其SERS信号产生贡献的部分,通过对比Ag+-GOX和Ag+-FAD混合物的SERS光谱,证实了Ag+是与GOX中的辅酶因子FAD发生了相互作用。进而通过比较GOX与Ag+-GOX的SERS光谱图,推断出Ag+在FAD中N-5和C-4上的羰基氧之间形成了配位键,这项研究为分析重金属离子与蛋白质的相互作用提供了可靠的依据,具有非常重要的生命科学意义。     

星际分子及其谱线

介绍了星际分子及其谱线的研究历史和现状,分析了如何从分子谱线探索恒星形成区的物理化学性质,简述了探测星际分子谱线的大型射电望远镜.     

α螺旋蛋白质分子Raman光谱的选择定则

根据Webb测得的同化作用激活元胞的Raman光谱，利用给出的α螺旋蛋白质分子体系哈密顿量及能级结构，给出了该体系Raman光谱的选择定则. 关键词：     

KD-S型SiC纤维表面BN界面层Raman光谱研究

由于SiC纤维具有高强度、高模量、强抗化学腐蚀性等优越性能,因此广泛用于陶瓷基复合材料的增强当中。但在高温下制备复合材料,容易使纤维与基体之间形成牢固的附着力,导致复合材料力学性能差,因此需要界面层使纤维与基体间的结合足够弱。BN具有良好的耐热性、抗氧化性和微裂纹自愈合能力,可用于解决SiC纤维增强SiC基复合材料的界面问题。CVD法是常用的制备BN界面层的工艺方法。本文以BCl3-NH_3为原料,在较低温度下通过CVD工艺制备了BN界面层。     

导电聚合物P3MT的光调制反射谱

本文报道了导电聚合物光调制反射光谱的研究工作。实验观察到聚三甲基噻吩的带间跃迁和与双极化子态有关的跃迁,并且观察了谱结构随掺杂浓度、温度以及调制光强度的变化。实验结果证明,光子能量大于禁带宽度E_g的光可在聚合物分子链中诱导产生双极化子。虽然双极化子可以由光诱导产生,也可以由杂质诱导产生,但它本身是不依赖于诱导方式的聚合物分子链的本征元激发态。荷电的双极化子可受离化杂质的库仑吸引,产生钉扎效应,并使禁闭参数变大。 关键词：     

光的界面反射特性研究

以菲涅尔公式为基础,推导得出物质反射率与交界的两种介质相对折射率的关系,并用Origin软件进行数值模拟,很好地解释了光反射中的一种实验现象。     

290K下0.1～600MPa水的Raman光谱原位研究

在 2 90K和 0 0 1～ 6 0 0MPa条件下 ,就压力对液态水对称伸缩振动的影响进行了原位Raman散射光谱研究。表明 :( 1)在 0 1～ 2 0 0MPa范围内 ,(ν1) max随着压力升高而减小 ;( 2 )在 2 0 0～ 4 0 0MPa范围内 ,压力升高导致 (ν1) max增大 ,并在 4 0 0MPa时达到最大值 ;( 3) (ν1) max随着压力的进一步升高 ( >4 0 0MPa)而降低。这表明在 2 0 0和 4 0 0MPa时 ,液态水结构的变化是不连续的 ,这也与在该压力范围内rOO 的变化特征是一致的。可认为与冰Ⅰh→冰Ⅲ→冰Ⅴ的相变相类似 ,也许存在液态水Ⅰh→水Ⅲ→水Ⅴ的相变     

Al/GaAs表面量子阱界面层的原位光调制反射光谱研究

用分子束外延（MBE）方法在GaAs表面量子阱上外延生长不同厚度的Al层，以超高真空下的原位光调制光谱（PR）作为测量手段，研究Al扩散形成的表面势垒层对于GaAs表面量子阱中带间跃迁峰位和峰形的影响.根据跃迁峰的变化，采用有效质量近似理论计算出了Al和GaAs 的互扩散长度为0.5nm，这是半导体工艺中的一个重要常数. 关键词： Al GaAs 原位光调制反射光谱（PR） 分子束外延（MBE）     

次黄嘌呤及其核苷的THz光谱

利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,简称THz-TDS)技术研究了次黄嘌呤及其核苷在03—16THz波段的光谱特性.结果显示THz波对该碱基及核苷的结构变化有灵敏响应,其中次黄嘌呤在该波段无特征吸收,而其核苷在14THz处有强的指纹特征吸收峰,根据Hartree-Fock模拟计算提示该低频振动来源于嘌呤环与戊糖环的扭摆振动.定量研究的结果表明,在一定浓度范围内所测化合物THz吸收强度与浓度呈线性关系,符合朗伯-比尔定律.利用THz谱成分分析法对次黄嘌呤及其核苷的混合物进行了定量解析,获得了混合物中各成分的含量,相对误差不超过7%,并就误差产生的原因做了简要分析. 关键词： 太赫兹时域光谱 次黄嘌呤 次黄嘌呤核苷 定量分析     

溶液酸碱性对腺嘌呤分子吸附构型影响的SERS光谱研究

核酸碱基是构成核酸的基本单元,有关核酸碱基结构的研究是核酸研究工作的重要基础。本研究借助于表面增强拉曼散射技术,对不同pH值条件下腺嘌呤分子在金表面的吸附构型及其变化特征进行了研究。研究结果表明,随着溶液酸性的增强、腺嘌呤分子质子化程度的增大,腺嘌呤分子在金表面的吸附态倾向于由通过氨基和嘌呤环上7位的氮原子作为结合点的直立吸附转变为分子平躺的吸附形式。这一转变过程通过腺嘌呤的环呼吸全对称伸缩振动的特征谱峰其强度有规律的显著变化而得以表征。有关这一谱峰的增强作用可以通过表面增强拉曼散射的电荷传递(CT)机理来加以说明。