低温下冰的拉曼光谱研究

采用变温装置,在-30℃至-190℃温度范围内我们对冰行进了原位低温拉曼光谱测量.并利用光谱分析软件对冰的拉曼光谱带行进了分析,得到O-H键振动的三个拉曼峰随温度的变化规律.应用氢键理论对实验结果进行了分析,结果表明O-H键的ν3(E g)反对称伸缩振动和ν1(B 1g)不同向对称伸缩振动受氢键影响较大,并且ν3(E g)的拉曼峰位与温度成很好的线性关系有潜在的应用价值.     

广范pH试纸的荧光pH传感特性及应用

对广范pH试纸在pH值2.2~12.5范围内的荧光特性及基于试纸荧光的pH传感系统进行了探索。检测了不同pH缓冲液中浸渍过并晾干的pH试纸的光致发光,并分析了试纸荧光光谱的谱峰频移以及谱带重心频移。实验结果表明,pH试纸的荧光在实验pH区间的变化有明确的规律性,其中在弱酸碱性的pH值（4.0~9.0）范围内,谱带重心λ_B随pH值近似线性变化,相应的经验传感方程为λ_B=603.8-4.09pH。以pH为7对应的荧光谱带重心作参考,其相对灵敏度为0.71%/pH,实验系统的pH分辨力约为0.4。用该实验系统实际测试了稀的尿素水溶液及自来水的pH值,与商用电化学式pH计的结果一致,验证了实验方法及传感系统的通用性、实用性。该实验为pH检测提供了一种较比色读数更加精确客观、成本低廉、数据可靠、样品可保存可追溯的传感方法及测试系统。该系统还可以弥补广范pH试纸不能准确测试弱酸弱碱的不足。     

基于荧光强度比值法可用于现场测量的低成本聚合物光纤温度传感器

基于荧光强度比值法,设计了一种使用两种荧光染料的光纤温度传感器.实验中,罗丹明B和罗丹明110分别为对温度敏感和对温度不敏感的荧光传感物质,利用聚合物光纤来传导激发光及接收荧光.由于两种染料的荧光谱峰相距60 nm,因此容易将二者对应的荧光谱分开.通过确定能代表两种染料的最优荧光光谱范围,获得具有良好线性度的温度-荧光强度标定曲线.实验研究了不同浓度的荧光染料对标定曲线的影响,当染料浓度为0.3 g/L时,可获得0.28℃的最小均方误差及0.0128/℃的灵敏度.此外,该传感器还具备一定的抗光源扰动和抗荧光染料漂白的能力.     

基于荧光强度比值法可用于现场测量的低成本聚合物光纤温度传感器（英文）

基于荧光强度比值法,设计了一种使用两种荧光染料的光纤温度传感器.实验中,罗丹明B和罗丹明110分别为对温度敏感和对温度不敏感的荧光传感物质,利用聚合物光纤来传导激发光及接收荧光.由于两种染料的荧光谱峰相距60nm,因此容易将二者对应的荧光谱分开.通过确定能代表两种染料的最优荧光光谱范围,获得具有良好线性度的温度-荧光强度标定曲线.实验研究了不同浓度的荧光染料对标定曲线的影响,当染料浓度为0.3g/L时,可获得0.28℃的最小均方误差及0.0128/℃的灵敏度.此外,该传感器还具备一定的抗光源扰动和抗荧光染料漂白的能力.     

压强对苯分子费米共振的影响

测量了在0—13GPa压强下苯分子的拉曼光谱,结果表明:所有拉曼谱带随压强的增加发生蓝移,并伴随某些谱带的劈裂和相对强度的变化;而对于苯分子的ν1+ν6—ν8两费米共振谱带,根据Betran理论,计算出它们的频率间隔Δ0随压强的增加而增大,这是由于合频ν1+ν6频移随压强增加速度大于相应于基频ν8速度的结果,进而导致了费米共振耦合系数ω和强度比Rf/a减小.当压强增加至11GPa时,费米共振现象消失,该现象用高压下相变给予解释.本结果丰富了环境变化对分子费米共振影响的研究内容,对谱线认证、归属有参考价值.     

稀土氟碳酸盐矿物的振动光谱研究

利用红外光谱、拉曼光谱和X射线能谱研究了四川冕宁氟碳铈矿和内蒙白云鄂博稀土矿区的黄河矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿的谱学特征。结果表明,振动光谱是表征稀土氟碳酸盐矿物结构和组分特征的有效手段。CO32-离子的ν3红外谱带或ν1拉曼谱带的频率位置、谱带分裂状况和谱峰数目取决于矿物分子中的CO32-离子数目。而CO32-离子的ν2红外谱带或ν4红外和拉曼谱带的特征可区分稀土氟碳酸盐矿物、钡稀土氟碳酸盐矿物和钙稀土氟碳酸盐矿物。发现氟碳酸盐矿物中混有少量的重晶石。     

FeCrZr非晶合金带的铁磁共振研究

研究了FeCrZr非晶合金带的铁磁共振(FMR)谱及谱线随Cr含量的变化,以及谱线随温度的变化,并与FeCrB系的铁磁共振谱比较,发现用Zr替代B的结果,使非晶带的FMR谱中各共振峰的位置和强度发生了明显的变化,结合M?ssbauer谱结果,分析了Zr对Fe基非晶磁织构的影响。     

温度、pH对含油污水荧光特性的影响

研究了中石化炼油厂出口处含油污水在温度5～55℃,pH 3～12范围内的荧光光谱特性.结果表明,温度只对含油污水的荧光强度有影响,而不改变荧光峰位置;在酸性条件下荧光峰右移,从413 nm移到426.5 nm;且荧光强度随酸性增强而递增.碱性条件下随着碱性增强荧光强度降低,但荧光峰的位置没有移动,始终保持在398 nm...     

温度升高对PSⅡCP47/D1/D2/Cytb559复合物能量传递的影响

采用分幅扫描单光子计数荧光光谱装置,研究温度升高对PSⅡ CP47/D1/D2/Cyt b559复合物能量传递的影响.获得分别在20℃、42℃和48℃处理后,CP47/D1/D2/Cyt b559复合物主发射峰所在的波长未发生多大改变,均在682 nm,但其荧光强度逐渐降低,而大约730 nm处主发射峰的振动副带发生了明显的变化,42℃其弱峰趋势已不显著,相对荧光强度下降,48℃弱峰趋势已完全消失;最大峰值处获得两个时间组分,这两个组分都属于电荷重组.其中,1～2 ns组分随处理温度的升高变化不大,而7～20 ns组分随温度升高变化较大,并且逐渐延长.因此,处理温度的升高使CP47/D1/D2/Cyt b559复合物的二级结构、色素分布的空间位置发生变化,从而影响了CP47/D1/D2/Cyt b559复合物中的能量传递以及电荷重组.42℃已对其造成影响,而48℃对其影响很大.     

高温高压下方解石相转变的拉曼光谱原位实验研究

用热液金刚石压腔装置结合拉曼光谱技术研究了高温高压下方解石的相变过程及拉曼光谱特征。结果表明:常温条件下,体系压力增至1 666和2 127 MPa时,方解石的拉曼特征峰155cm-1消失,1 087cm-1峰分裂为1 083和1 090cm-1两个谱峰、282cm-1峰突然降至231cm-1,证明其转变为方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ。在起始压力为2 761MPa和低于171℃的升温过程中,方解石-Ⅲ的拉曼散射的各个特征振动峰没有变化。当温度达到171℃,方解石晶体完全变成不透明状,其对称伸缩振动峰1 087cm-1、面内弯曲振动峰713cm-1和晶格振动峰155和282cm-1均发生突变,说明方解石-Ⅲ相变生成一种碳酸钙新相。体系降至常温,该新相一直保持稳定不变,表明高温高压下方解石向碳酸钙新相的转变过程是不可逆的。方解石-Ⅲ与碳酸钙新相之间的相变线方程为P(MPa)=9.09.T(℃)+1 880。碳酸钙新相的对称伸缩振动峰(ν1 087)随压力、温度的变化率分别为dν/dP=5.1(cm-1.GPa-1),dν/dT=-0.055 3(cm-1.℃-1)。     

常温高压下水的拉曼谱峰标定压力的研究

 利用金刚石压腔测定了26 ℃高压下水的O—H伸缩振动拉曼谱峰的变化,并对其进行分峰处理,初步确定了水的拉曼拟合峰ν_{3 244}的峰位置与体系压力的关系,且论证了利用水的拉曼拟合峰ν_{3 244}的变化标定金刚石压腔压力的优点以及应用上的局限性。实验结果表明：26 ℃时,在实验的压力范围内,由水的拉曼谱峰拟合得到的ν_{3 244}峰位置随着体系压力的增加呈线性减小。其关系式为p (MPa)=32.9(ν_p)_{3 244}+200.7（3 215 cm^-1< ν_{3 244}<3 244 cm^-1）。     

利用激光腔内共振衰减技术研究CH2CHO自由基的近紫外吸收光谱

利用激光腔内共振衰减技术 (CRDS) ,获取了CH2 CHO自由基的近紫外吸收光谱 .在此吸收光谱中 ,有一从 2 8786cm-1起始的振动 电子带 ,和一随能量而增加的宽吸收背景 .此CRDS吸收光谱和以前的低分辨吸收光谱相一致 ;其振动 电子吸收峰位置和在激光诱导荧光光谱及光解产物谱中的峰位置相吻合 .     

氧、氮掺杂非晶硅基薄膜的荧光

采用PECVD方法分别沉积了SiOx:H和SiOxNy:H薄膜,测量了其荧光特性。在SiOx:H薄膜中观察到300－570nm强荧光辐射带,并发现其中心位置随着氧含量的增加而红移的现象,在合适的氧含量条件下,荧光带主峰位于蓝光波段,并具有分立峰结构,在SiOxNy:H薄膜中,荧光谱由250－400nm,500-700nm两个荧光带和370nm,730nm两组分立荧光峰组成。分立峰强度随薄膜中的氮含量增加而升高,荧光带中心位置受到沉积过程中氢的流量调制,当氢流量增加时,发射带的中心位置产生蓝移。     

温度升高对PSⅡCP47/D1/D2/Cyt b559复合物能量传递的影响

采用分幅扫描单光子计数荧光光谱装置,研究温度升高对PSⅡ CP47/D₁/D₂/Cyt b559复合物能量传递的影响.获得分别在20℃、42℃和48℃处理后,CP47/D₁/D₂/Cyt b559复合物主发射峰所在的波长未发生多大改变,均在682 nm,但其荧光强度逐渐降低,而大约730 nm处主发射峰的振动副带发生了明显的变化,42℃其弱峰趋势已不显著,相对荧光强度下降,48℃弱峰趋势已完全消失;最大峰值处获得两个时间组分,这两个组分都属于电荷重组.其中,1～2 ns组分随处理温度的升高变化不大,而7～20 ns组分随温度升高变化较大,并且逐渐延长.因此,处理温度的升高使CP47/D₁/D₂/Cyt b559复合物的二级结构、色素分布的空间位置发生变化,从而影响了CP47/D₁/D₂/Cyt b559复合物中的能量传递以及电荷重组.42℃已对其造成影响,而48℃对其影响很大.     

高压下正戊醇的拉曼光谱原位研究

在室温(23℃)高压条件下,利用立方氧化锆压腔研究了正戊醇在波数800~3 000 cm-1范围内的拉曼光谱。拉曼谱峰随着压力的增大变得越来越尖锐,C—H伸缩振动峰在高压下不易被分离。在0.1 MPa~1.75 GPa,其C—H伸缩振动峰均随着压力的增大向高波数方向线性移动,拉曼频移与压力的线性拟合方程分别为:P(MPa)=69.652 65.(Δνp)single,T=23℃+105.806 93,0(Δpν)single(cm-1)≤23;P(MPa)=77.974 04.(Δpν)2 960,T=23℃+95.390 5,0(Δνp)2 960(cm-1)≤21;P(MPa)=126.956 39.(Δpν)2 863,T=23℃-110.648 09,0(Δpν)2 863(cm-1)≤13。正戊醇的C—H伸缩振动单峰拟合的波数随压力的变化关系为(sνingle/P)T=(14±1)cm-1,适合用来标定体系压力。在压力为1.75 GPa时,正戊醇的拉曼谱峰有明显跳跃,同时镜下观察到其液-固相转变。液-固相转变过程中的摩尔体积变化为ΔVm=1.84×10-6m3.mol-1。     

生物成因文石的FTIR光谱特征

对13种文石质软体动物贝壳的内外壳层进行了较系统的FTIR光谱测量,并重点对文石的ν₁,ν₂及ν₄3个内振动模式的频率与贝壳壳层位置的关系进行了分析。结果表明,文石的ν₁,ν₄带在所有的样品中未存在频率位移现象,且与合成文石的相关谱带的频率一致,但ν₂带频率与贝壳壳层的位置有密切关系。在同一生物种类贝壳中,所有样品内壳层文石的ν₂带频率均大于外壳层。随贝壳种类的不同,内外壳层ν₂带频率位移的范围为0.5～4.5 cm-1。关于文石质贝壳内外壳层红外光谱中ν₂带存在频率位移的现象是首次报道。     

MOC染料单分子层薄膜聚集体的吸收光谱研究

用吸收光谱对染料的Langmuir-Blodgett(LB)膜的聚集体在不同条件下进行了研究.典型的染料1-methyl-1’-octadecy1-2,2’-cyaninperchlorate(MOC)LB膜聚集体的吸收峰(J带)在580nm附近,吸收为0.09.刚制备好的样品随时间而改变其吸收特性,表明聚集体的结构在2hr后才趋于稳定;测定了不同样品J带的参数;吸收峰值波长位置和峰的半宽度,以及这些参数随温度的变化.吸收随温度变化的可逆性是LB膜聚集体用作光记录介质的一个物理基础.温度超过100℃时,样品吸收的不可逆变化反映相变发生.     

高性能氧温双传感材料的研究

本文研究了荧光纳米材料与有机染料结合在多传感领域的应用:将荧光纳米材料CdSe/ZnS与有机染料铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉包埋于聚氨酯水凝胶D4,经过水解、缩合获得固体薄膜,来实现氧气浓度和温度的同时检测.利用发射峰在524nm的CdSe/ZnS荧光纳米材料提供温度传感,氧气传感则是基于发射峰为650nm的铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉的动态猝灭.所制得的薄膜具有良好的光学稳定性,由405nm的紫外光激发,得到两发射峰互不重叠的光谱.实验结果表明,在氧气浓度(0~30%)和温度(15~67℃)下传感膜能很好地应用于氧气和温度双传感系统,且氧气传感的灵敏系数为9.69×10-4,温度传感系数为-0.0035(误差在±0.0002),该技术为新型便携式多传感器提供了可能.     

氧气A带吸收系数的温度依赖关系研究

氧气A带是理想的大气要素反演通道,吸收系数是重要的参数之一,它影响到反演结果的精度.结合HITRAN2012数据库和大气温度廓线图,分析氧气A带吸收系数的影响因素,推出各因素与温度的依赖关系,确定吸收系数随温度的变化.结果表明,氧气A带谱线半宽度受温度依赖系数影响较小,而受温度影响较大.线型因子随温度产生了两种变化,在谱线半宽度以外的谱线位置上,随温度的增大,函数值减小,而在中心频率到谱线半宽度的谱线位置上,随温度的升高而增大.谱线线强对温度具有强依赖关系.利用逐线积分算法计算氧气A带吸收系数,同时考虑了谱线半宽度的压力展宽效应和谱线线强及半宽度对温度的依赖关系,得出氧气A带吸收系数对温度的依赖关系主要来源于线强的温赖关系,尤其是中心频率处温度影响较大;而Lorentzian线型函数的温赖关系不明显.利用布鲁克光谱仪在1 cm-1下测量63 m处氧气A带的吸收光谱,与理论模型在同等条件下的透过率比较,误差小于0.83%,验证了温度校正模型的正确性.     

0.1~800 MPa压力下方解石拉曼光谱的实验研究

 利用石英的拉曼谱峰与温度和压力的关系，检验了在金刚石压腔中用方解石拉曼谱峰确定体系压力的可行性，并初步确定了在常温下方解石的拉曼谱峰与压力的关系。实验研究结果表明：在实验的压力范围内方解石稳定，且其1 085 cm^-1 谱峰约为石英464 cm^-1谱峰的3倍强度，因此非常适合作为热液金刚石压腔的压力标定物。在温度26 ℃、压力0.1~800 MPa条件下，方解石的拉曼谱峰（1 085 cm^-1）随着压力的增加，呈线形增大，其关系式为：p(MPa)=192×(ν_p－1 085)－21.8，1 085 cm^-1<ν_p<1 090 cm^-1。