铝硅酸盐矿物的Raman振动特征解析

分别测定了蓝晶石、红柱石和夕线石3种铝硅酸盐天然矿物晶体的Raman光谱,并利用Materials Studio3.0软件计算3种矿物的Raman振动频率,分析其简正振动模式,确定了三种矿物特征谱峰的归属,解析了铝对铝硅酸盐Raman光谱振动特征的影响.结果表明:随着四配位铝的增加(从蓝晶石、红柱石到夕线石),800～1 200 cm-1波数区间内谱峰频率降低,该区间的谱峰归属于Si-Onb间非桥氧对称伸缩振动;700～800 cm-1区间内出现的谱峰归属于Al-Onb间非桥氧的对称伸缩振动.当铝全部为六配位时,会引起800～1 200 cm-1区间内的谱峰向高频方向迁移.这为进一步利用Raman光谱来研究硅酸盐玻璃和熔体结构中铝的作用提供了重要依据.     

架状硅酸盐矿物的Raman光谱研究

分别测定了架状硅酸盐天然矿物正长石、方钠石和霞石的Raman光谱,利用Materials Studio 3.0软件对上述3种矿物的Raman振动频率进行计算,分析他们的简正振动模式,确定了3种矿物的Raman特征谱峰的归属,分析了铝对架状硅酸盐Raman光谱的影响.结果表明:在架状硅酸盐结构中,700～800cm~(-1)区间内出现的谱峰是Al-O 振动的表现,800～1 200 cm~(-1)区间的谱峰是硅氧四面体Q~4结构单元振动的反映,随着结构中n(Al)/n(Si)(摩尔比)由正长石的1:3变化至方钠石和霞石的1:1,800～1 200 cm~(-1)波数区间的振动频率有明显的降低(从1 126 cm~(-1)降至992 cm~(-1)),在霞石和方钠石中n(Al)/n(Si)相同,其振动频率稍有变化.说明随着硅氧四面体结构中Al~Ⅳ含量的增加,800～1 200 cm~(-1)波数区间的振动频率向低频方向迁移,而金属阳离子的种类会影响Raman光谱的振动频率.     

二元钾硅酸盐玻璃结构的Raman光谱分析

用带空间分辨和累积时间分辨耦合系统的Raman光谱仪,测定了二元钾硅酸盐K2O·xSiO2玻璃及晶体的Raman光谱,比较并解释了随SiO2含量变化的微结构单元Raman振动模。结果表明:钾硅酸盐玻璃有多种微结构单元共存,并且随二氧化硅含量的增加,微结构逐步由硅氧四面体单体向二聚体、链状、层状和网络状转化。硅氧四面体对称伸缩振动区的主峰不对称性以及展宽主要是由于一系列具有不同微环境下的二级结构的变化造成的。微环境的不同是造成精细微结构单元和光谱表征差异的根本原因。Raman光谱的精细结构反映了微结构单元连接的复杂性,采用二级结构的概念有利于在更深层次和更大的空间范围内来认识硅酸盐玻璃微结构。     

硅灰石分子结构的FTIR谱

提供了一种研究链状硅酸盐矿物红外吸收谱归属的实验方法.1Tr型普通硅灰石酸解产物的Fourier变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)谱研究表明:根据FTIR谱随酸解时间延长的演变规律,硅灰石的FTIR谱中所有吸收谱带的归属均可确切指定.1Tr型普通硅灰石的FTIR谱归属为:1 085cm-1吸收带是OT-Si-OT(桥氧)非对称伸缩振动产生的,1 060cm-1和1 018 cm-1吸收带是Si-OT-Si非对称伸缩振动形成的,967cm-1吸收带是OB-Si-OB(非桥氧)对称伸缩振动引起的,927cm-1和902cm-1吸收带是OT-Si-OB非对称伸缩振动产生的,681 cm-1和645 cm-1吸收带是Si-OB-Si对称伸缩振动吸收形成的,567cm-1和509cm-1吸收带是Si-OB弯曲振动吸收产生的,472 cm-1吸收带是Si-OT弯曲振动吸收的结果,453 cm-1吸收带是M-OT(M代表Ca)伸缩振动吸收产生的.另外,酸解产物的FTIR谱中799和1 160～1 250 cm-1附近的吸收带提供了硅灰石酸解二氧化硅的有序度随酸解时间延长而逐渐增大的证据.     

软玉猫眼的Raman光谱及其与猫眼颜色的关系

采用电子探针、Raman光谱和电子顺磁共振吸收谱对新近发现的四川软玉猫眼进行了研究.结果表明:四川软玉猫眼主要由透闪石矿物组成.软玉猫眼的主要杂质离子为Fe3 ,Fe2 和Mn2 ,其Raman吸收频率主要出现在940～1 105,650～760 cm-1和450～510 cm-1范围内.3600～3 800 cm-1范围内-OH伸缩振动Raman谱带分裂,并向低波数方向位移,这主要与Mg2 和Fe2 的含量有关.Fe2 的含量越高,软玉猫眼黄绿的色调就越深.Fe3 和Mn2 离子占位于透闪石晶格中Mg-O(OH)八面体的Mg2 位置.     

不同类型层状硅酸盐宝玉石矿物的近红外光谱研究

目前宝石红外光谱的研究主要集中在中红外波段,对近红外区间的研究相对较少.以层状硅酸盐宝玉石矿物为研究对象,测试分析了该类宝玉石矿物的近红外光谱特征,得出以下结果:1:1型矿物Si-O基团伸缩振动倍频峰主要位于4600 cm-1附近;2:1型矿物Si-O基团伸缩振动倍频峰主要位于4500 cm-1附近;而2:1:1型矿物由于Si-O基团与[OH]基团合频振动,峰值主要位于4400 cm-1附近.高岭石、蛇纹石、滑石、叶腊石、绿泥石、葡萄石中H2 O弯曲和伸缩振动组合频位于5150 cm-1附近.此类合频峰在层状硅酸盐宝玉石矿物的三种类型中均存在.羟基O-H伸缩振动的倍频位于滑石7223 cm-1、叶蜡石7201 cm-1处,这里主要存在于2:1型的矿物中.     

四川软玉猫眼的红外光谱和X射线粉晶衍射特征

通过对四川软玉猫眼进行X射线粉晶衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析,结果表明四川软玉猫眼主要由透闪石矿物组成.利用XRD计算的晶胞参数为α0=0.984nm～0.985nm,ь0=1.780nm～1. 782 nm,с0=0.527nm～0.528 nm,β=106.13°～106.35°.傅立叶变换红外谱带中3670cm-1附近的吸收谱带归属透闪石结构中OH伸缩振动的A带.960cm-1～1100cm-1间的谱带归属(Si4O11)的伸缩振动.600cm-1～800cm-1范围内谱带归属uaSi-O-Si振动,400cm-1～600 cm-1范围内的谱带归属(Si4O11)的弯曲振动和Mg-O伸缩振动.     

氧化钠对铁磷酸盐玻璃微结构影响的振动光谱分析

为探究铁磷酸盐玻璃对含钠核废物的包容特性,了解Na2O对其微结构的影响.采用熔融-冷却法制备xNaO-(100-x)(40Fe2O3-60P2O5)(0≤x≤50mol％)系列玻璃样品.利用XRD、Raman和FT-IR等手段对玻璃微观网络结构进行表征,对振动光谱的谱带归属进行了指认.结果表明:所有样品均为均质玻璃,铁磷酸盐基础玻璃结构以Q1结构单元为主,伴随Na2O含量的增加,Q1结构单元逐渐减少,Q0结构单元数量逐渐增加,同时形成了P-O-Na+离子键.在Na2O含量40mol％时,Q1结构单元特征谱峰消失.Na2O的引入,引起磷酸盐网络中非桥氧键增加桥氧键减少,导致磷酸盐玻璃结构解聚,微观网络结构松弛.     

Ybx:KY1-x(WO4)2晶体的生长与结构及光谱性能

用顶部籽晶提拉法(top seeded solution growth,TSSG)生长出Ybx:KY1-x(WO4)2(x=5%,摩尔分数,下同)和KYb(WO4)2晶体,比较了两者的结构和光谱性能.工艺参数:转速为10-15 r/min,提拉速率为1-2mm/d,生长周期为10-15d,降温生长速率为O.05-0.1℃/h,降温速率为20℃/h.X射线衍射分析表明:两者均为低温相的β-KYW结构,计算了2种晶体的晶格常数.测试了红外及Raman光谱,Ybx:KY1-xW(x=5%)样品在925,891,840,777,749 cm-1具有较强的红外吸收峰,是由WO4原子基团伸缩振动引起的;KYbW样品在484,437 cm-1处具有较强的红外吸收峰,反映了WO4原子基团的弯曲振动.分析了晶体的振动模式,认为2种晶体有较强的Raman活性,钨氧双桥键WOOW和单桥键WOW基团的振动在200～1 000cm-1范围内,对峰值与相应的振动进行了指认.     

Bi2O3-Ga2O3-CdO系统玻璃的Raman光谱和X射线光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和Raman光谱研究了Bi2O3-Ga2O3-CdO系统玻璃的结构，Raman光谱曲线被分离成6个谱带，4条谱带分属于不同键长的Bi-O振动，一条谱带属于Ga-O振动，Bi2O3-Ga2O3二元系统玻璃的Raman散射最强峰位于400－420cm^-1,当Ga^3 被Cd^2 离子取代后，Raman散射最强峰移向595－630cm^-1，随着Ga2O3含量的增加，位于高波数属于Bi-O振动的2条谱带强度降低并朝低波数移动，位于低波数属于Bi-O振动的2条谱带强度增加并朝高波数移动，添加CdO则出现相反的效应，X射线光电子能谱显示出非常低的O1s电子结合能，甚至低于碱硅酸盐玻璃中非桥氧的O1s电子结合能，并且不可能分为桥氧和非桥氧，O1s和Bi4f的电子结合能都随Ga2O3和C dO含量增加而增加。