利用傅里叶变换红外光谱测量甲苯光氧化产物

甲苯是大气中主要的挥发性有机污染物 和二次有机气溶胶的前体物。采用自制的烟雾腔模拟装置 研究了无氨和有氨时由羟基启动的甲苯光氧化过程,利用傅里 叶变换衰减全反射红外光谱测量了甲苯光氧化产物的分子官能 团,并对其化学组分进行了定性分析。实验结果表明,两种情况下 的甲苯光氧化产物中都含有苯 环、O-H、C=O和C-O等官能团,并 含有较高浓度的甲基酚、醛、酮和羧酸等有机物。而有氨 时的甲苯光氧化产物中还含有C=N、C-N和N-H等官能团,它们 对应于咪唑类含氮有机物的化学键特性。该结果为研究甲苯光氧化 反应机理提供了新的实验依据。     

典型场地有机污染物多环芳烃的红外光谱特征

采用量子化学从头算的方法计算了多环芳烃萘、苊烯的红外谱图,比较了理论计算与实验实测所得的萘、苊烯红外谱图结果。在此基础上,结合IR光谱解析方法对萘、苊烯的红外谱峰基团进行归属和认定。结合分子轨道理论以及π-π共轭效应理论,分析了多环芳烃萘与苊烯的吸光强度以及谱峰位移的差异。得出结论:①随着共轭体系的增大,多环芳烃苊烯的吸光强度相较于萘明显增大。②共轭效应的增强,使得苊烯苯环上的C=C伸缩振动频率向低频率处位移,而与苯环相连的C-C伸缩振动向高频率处位移。这一结论可进一步应用于红外光谱多环芳烃的鉴别,为典型场地有机污染物的在线监测设备研制提供理论基础。     

浓度扰动下DBP/葵花油分子基团的二维相关红外光谱研究

测量了邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl Phthalate, DBP)/葵花油混合物的傅里叶变换红外吸收光谱。结合二维相关光谱技术,将所测光谱分为500~1500 cm-1、1500~2000 cm-1和2500~3200 cm-1三个波段进行了分析。分析结果表明,在500~1500 cm-1波段,混合物中苯环、与苯环直接相连的官能团对DBP浓度变化不太敏感;在1500~2000 cm-1波段,葵花油中饱和羧酸酯的C=O键的伸缩振动对DBP浓度变化更敏感;而在2500~3200 cm-1波段,利用二维相关光谱技术将2854 cm-1和2925 cm-1等处的重叠峰分开为2854 cm-1、2873 cm-1、2916 cm-1、2925 cm-1和2940cm-1等多个峰。随着DBP浓度的升高,甲基中C-H键的伸缩运动比亚甲基中的明显。结果表明,傅里叶变换红外光谱结合二维相关光谱技术可为直接快速检测塑化剂以及研究塑化剂的迁移规律提供新的思路和方法。     

异戊二烯及其光氧化产物的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外吸收光谱,测量得到了异戊二烯单体分子的光谱信息,采用Gaussion03程序,通过密度泛函方法计算得到异戊二烯的红外光谱,理论结果与实验结果符合较好.利用自制的烟雾腔模拟研究.OH自由基启动的异戊二烯光氧化过程,使用傅里叶变换红外光谱仪,测定光氧化产物的分子官能团,定性分析产物组分.结果表明产物中含有羰基化合物、C-O键化合物、醛、酮、羧酸及硝酸类有机化合物.     

基于拉曼光谱的微结构光纤丙酮传感检测研究

结合拉曼光谱特异性和微结构光纤所需样品体积 小(纳升量级)等优点,基于拉曼光谱法,利用三孔MOF作为传 感头,搭建了丙酮浓度传感系统。 丙酮溶液在毛细管吸附作用下进入到MOF的空气孔内, 在倏逝波激发下丙酮溶液产生拉曼信号,通过探测耦合回微结构光纤纤芯的拉曼 信号强度探测丙酮浓度。实验利用丙酮C-H键(2843cm－1)伸缩振动峰作为其特 征谱线,同时以水的H-O键(3371cm－1 )伸缩振动峰作为内标物组成相对强度,对 溶液中的丙酮含量进行测定。实验结果表明,当丙酮浓度从5%增加到50%时,丙 酮浓度与丙酮C-H键伸缩振动峰和水H-O键伸缩振动峰强度比值呈线性关系,二 者相关系数为0.98。本文系统也可以用于其它挥发性有机化合物的定 性和定量分析。     

含氟炔基三苯液晶分子太赫兹吸收的计算模拟研究

以密度泛函理论为基础,利用Gaussian09程序包,通过Opt+Freq优化类型,以B3LYP/6-311g基组对10种不同数目及不同位置部分氟代的4-丁基-4’-[(4-丁基苯)乙炔]联苯液晶衍生物分子进行数值计算,根据氟原子的置换位置和数目对这些分子在太赫兹波段的光吸收情况进行了对比分析。结果表明,在太赫兹频段,氟原子置换的位置和数目会显著影响分子内其它官能团的吸收位置和强度。其中苯环内的C-H吸收会因为苯环上氟原子置换数目增加而减少,苯环上双氟原子的增加导致烷烃的吸收峰强度发生变化;对于炔烃,氟原子的置换会通过改变其偶极矩从而产生较强的吸收峰值。计算结果在分子官能团的吸收方面与文献报道的实验测量结果吻合得相当好。根据现有文献报道,作者还对比分析了0.3~3THz范围计算结果与相关文献的实验数据。总之,计算模拟结果能够较好地反应分子材料对太赫兹波的吸收状况,可为相关液晶分子的设计与合成提供参考。     

光热敏微胶囊材料的光引发固化特性研究

选取光引发剂184、聚合树脂(TMPTA)作为裹芯固化物质, 采用界面聚合法对光固化物质包囊, 扫描电镜、激光粒度仪观测表明光热敏微胶囊形貌规则, 峰值粒径为0.3 μm。热重分析获得微胶囊热分解温度高于350 ℃, 该材料在室温下具有热稳定性。利用吸收光谱、红外光谱研究了光热敏微胶囊的光引发固化反应过程。结果表明所得光热敏微胶囊的光谱吸收峰位于310 nm, 半峰全宽为30 nm; 曝光后TMPTA在1620 cm-1处的C=C双键吸收峰和920.1 cm-1, 837 cm-1处的C=C键上C-H键吸收峰减小, 说明光热敏微胶囊内光固化是TMPTA在引发剂引发下, 通过C=C双键打开形成空间网络的交联聚合过程。对比不同曝光条件下的影像密度特性, 确定裹芯固化最佳曝光时间为20 s。     

基于光声效应的无创血糖检测仪的研究

为了验证基于光声效应的无创血糖检测方法,应用分子振动原理分析了葡萄糖分子的近红外吸收光谱和吸收峰,对组织内含有相同官能团的几种分子的红外吸收峰进行了比较,分析了由光谱重叠导致的干扰问题.通过实验验证了葡萄糖水溶液对800nm～1100nm近红外波段光的吸收的强弱,在970nm波长处得到了最强的声压信号.     

肺癌组织的红外光谱研究

应用傅里叶变换红外光谱法对肺癌及癌旁正常组织粉末样品进行了分析,结果表明, 肺癌组织和癌旁正常组织的红外光谱表现出较大的差异性: N2H峰在肺癌组织中向低波数频移, 1536cm- 1处蛋白质酰胺Ⅱ带与1169cm- 1处蛋白质分子C2OH伸缩振动谱带在肺癌组织中向高波数频移; CH2 和CH3 的相对强度比值I2854 / I2872及I2929 / I2959在正常组织中的比值要比肺癌组织中的比值明显减小;肺癌组织中核酸分子磷酸二脂基团PO2- 的对称伸缩振动的相对吸收强度明显增强;正常组织中脂类分子弯曲振动谱带吸收峰相对强度明显强于甲基变角振动谱带的相对强度,而在肺癌组织中这两处吸收峰的相对强度大小基本相等。说明傅里叶变换红外光谱法可用于对良、恶性肺部组织进行鉴别诊断,有希望发展成为肺癌快速诊断的一种新方法。     

人早幼粒白血病细胞裸鼠异种移植模型的傅里叶变换红外光谱探索

应用傅里叶变换红外光谱法对HL-60(人早幼粒白血病细胞)裸鼠异种移植模型癌变及癌旁正常组织粉末样品进行了分析研究.结果表明:(1)甲基CH3和蛋白质分子C-O峰在癌变组织中均有不同程度的频移,(2)正常组织的红外光谱在1746 cm-1处存在较强的吸收峰,而在肿瘤中只有较弱的吸收峰或观察不到吸收峰,(3)癌变组织核酸分子磷酸二脂基团PO2-的对称伸缩振动的相对吸收强度明显增强,(4)正常组织中脂类分子弯曲振动谱带吸收峰相对强度明显强于甲基变角振动谱带的相对强度,而在癌变组织中这两处吸收峰的相对强度大小基本相等.说明傅里叶变换红外光谱法可以用于对裸鼠癌变组织进行鉴别诊断,利用动物异种移植模型进行红外光谱分析可成为肿瘤红外光谱研究的一种新方法.     

基于太赫兹技术的葡萄糖及其同分异构体研究

太赫兹波对有机分子的分子内作用力(分子内氢键等)、分子间作用力以及分子本身的振动和转动现象等具有很好的分辨能力。糖类物质属于典型的有机分子,其中葡萄糖(C6H12O6)具有多种同分异构体且用途各不相同。本文利用太赫兹时域光谱技术,在频率为0.1~2.0 THz的范围内,对4种互为同分异构体的糖类进行测量,获得了固态时被测物质在理想厚度下的吸收光谱,并从分子空间结构和分子内氢键的角度对光谱中的差异做出解释;结合相关理论预测了每种溶液的吸收强度和吸收频率点位置随溶液浓度变化可能会产生的现象,获得的吸收光谱证实了预测的正确性。通过对固态糖类物质吸收光谱与其水溶液吸收光谱的研究发现,对于同种物质,其固体状态的吸收光谱和其水溶液的吸收光谱具有较强的关联。     

光纤耦合器结构的红外光谱研究

为获得性能优良的熔锥型光纤耦合器．利用740FT-IR显微红外光谱仪,研究了不同制作工艺条件下耦合器中石英玻璃结构的差异。测定了在不同拉伸速度时制作的光纤耦合器,石英玻璃在650．2000cm^-1波数范围内的红外吸收光谱．观察到了石英光纤玻璃的两个特征峰,由Si-O-Si反对称伸缩振动引起的特征峰940．950cm^-1和由Si-O-Si对称伸缩振动引起的特征峰770—780cm^-1。由于工艺条件的不同,特征峰的强度和位置都发生了变化,并测量了其变化的大小。拉制速度越快,石英玻璃中Si-O-Si键的不对称伸缩振动越强．且波数的移动与光纤耦合器的性能密切相关。     

Vibrational spectroscopy of amorphous carbon modified with Pt

IR absorption spectra of films of amorphous carbon (a-C) and a platinum-modified nanocomposite based on amorphous carbon (a-C:Pt) have been studied in the range of stretching vibrations of the carbon skeleton (1200–1700 cm^?1) and bending vibrations of C-H bonds (2700–3100 cm^?1). It is shown that modification of amorphous carbon with platinum gives rise to an absorption band at 1500 cm^?1, which is attributed to platinum-induced destruction of graphene rings of graphite-like fragments into isolated benzene rings. It is concluded that hydrogen “cross-links” benzene rings into graphene clusters, whereas platinum “de-cross-links” graphene clusters.     

用位相失匹配CARS方法研究尿嘧啶核苷分子的振动结构

在９００～１５００ｃｍ－１波段范围内，检测了尿嘧啶核苷水溶液的ＣＡＲＳ谱。由于采用了位相失匹配方法，从而消除了非共振背景，由此确定了碱基环骨架振动的若干模式，以及Ｃ—Ｈ键和Ｎ—Ｈ键的弯曲振动模式，侧链糖环的弱振动模式也可以在谱中观察到。对失匹配方法的原理及其实验条件给予了讨论。