二甲基硅油 C-Si 伸缩振动模式红外光谱研究

在303~393 K温度范围内,采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)研究了二甲基硅油的一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱和去卷积红外光谱。实验发现,在1800~600 cm~(-1)范围内,二甲基硅油主要存在CH_3伸缩振动模式(νCH_3)、CH_3变形振动模式(δCH_3)、CH_3摇摆振动模式(ρCH_3)、Si-O伸缩振动模式(νSi-O)和Si-C伸缩振动式(νSi-C)等5种红外吸收模式,其中782 cm~(-1)和789 cm~(-1)处的红外吸收峰归属于二甲基硅油νSi-C。以二甲基硅油νSi-C为研究对象,进一步开展相关二维红外光谱的研究。结果发现,随着测定温度的升高,二甲基硅油νSi-C红外吸收强度的变化快慢顺序为:789 cm~(-1)782 cm~(-1)。本项研究拓展了ATR-FTIR技术在二甲基硅油热变性方面的研究范围。     

硅氧树脂 Si-O 键伸缩振动模式ATR红外光谱研究

在303~393 K 温度范围内,采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术分别测定硅氧树脂的一维红外光谱、二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱。研究发现,在1800~600 cm-1范围内,聚硅氧树脂主要存在着 CH 3伸缩振动模式(νCH3)、CH 3变形振动模式(δCH3)、CH 3摇摆振动模式(ρCH3)、Si-O 伸缩振动模式(νSi-O )和 Si-C 伸缩振动模式(νSi-C )。在1100~1000 cm-1范围内,以νSi-O 为研究对象,研究了温度对硅氧树脂分子结构的影响。实验发现,随着测定温度的升高,硅氧树脂νSi-O 的主要红外吸收频率出现了明显的红移现象。进一步研究了硅氧树脂νSi-O 的二维红外光谱,考查温度对于νSi-O 红外吸收强度的影响。研究发现,随着测定温度的升高,硅氧树脂νSi-O 红外吸收强度的变化快慢顺序为：1024 cm-1>1096 cm-1>1010 cm-1>1076 cm-1>1083 cm-1>1064 cm-1。本研究拓展了 ATR-FTIR 技术在硅氧树脂材料热变性方面的研究范围。     

亚硝酸钠中红外光谱及热变性分析

采用中红外(MIR)光谱技术开展了亚硝酸钠分子的结构研究。实验发现：亚硝酸钠分子的红外吸收模式主要包括ν_{N=O-亚硝酸钠}、ν_{N-O-亚硝酸钠}和δ_{O-N-O-亚硝酸钠}。亚硝酸钠中含有少量硝酸钠,其对应的红外吸收模式包括：ν_{as NO3-硝酸钠}、νs_{NO3-硝酸钠钠}、γ_{NO3-硝酸钠}和β_{NO3-硝酸钠}。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展了温度变化对亚硝酸钠分子结构影响的研究。研究发现：在293～553 K温度范围内,随着测定温度的升高,亚硝酸钠分子主要官能团对应的红外吸收频率和强度都有明显改变,硝酸钠分子主要官能团对应的红外吸收频率和强度并没有明显的改变,并进一步对其热变性机理进行了研究。该研究拓展了MIR光谱及TD-MIR光谱在重要的无机精细化学品(亚硝酸钠)结构及热变性的研究范围。     

硫酸铜分子结构及热变性的红外光谱

采用中红外(MIR)光谱技术开展了硫酸铜分子结构的研究.试验发现:在303 K的温度条件下,硫酸铜分子的红外吸收模式主要包括:νOH、δH2O、νasSO4、νsSO4和δasSO4.采用变温中红外(TD-MIR)光谱,开展了硫酸铜热变性的研究.试验发现:在303～573 K的温度范围内,随着测定温度的升高,硫酸铜分子...     

一维中红外光谱间苯二酚热稳定性

采用一维中红外(MIR)光谱技术开展了间苯二酚的结构研究。间苯二酚的红外吸收模式包括:ν_(OH-间苯二酚)、ν_(CH-间苯二酚)、ν_(C=C-间苯二酚)、β_(OH-间苯二酚)、ν_(C-O-间苯二酚)、β_(CH-间苯二酚)、γ_(CH-间苯二酚)和δ_(环-间苯二酚)。采用一维变温中红外(TD-MIR)光谱,进一步开展了间苯二酚的热稳定性研究。实验发现:在293～453 K的温度范围内,随着测定温度的升高,间苯二酚的主要官能团对应的吸收频率及强度均有明显的改变,间苯二酚的热稳定性进一步降低,而383～393 K是一个临界温度区间,并进一步进行了机理研究。研究进一步证明一维MIR光谱和一维TD-MIR光谱在重要的精细化工中间体(间苯二酚)结构及热稳定性分析中的重大作用。     

石蜡红外及变温红外光谱研究

采用红外光谱(IR光谱)技术开展了石蜡的结构研究。实验发现:石蜡主要存在着ν_(asCH3-石蜡)、ν_(asCH2-石蜡)、ν_(sCH3-石蜡)、ν_(sCH2-石蜡)、δ_(CH2-石蜡)、δ_(asCH3-石蜡)、δ_(sCH3-石蜡)和ρ_(CH2-石蜡)等红外吸收模式。采用变温红外光谱(TD-IR光谱)进一步开展了石蜡的热稳定性研究。实验发现:在303～393K的短时间加热过程中,石蜡的吸收波数及强度都没有明显改变。本项研究显示出IR光谱和TD-IR光谱在重要的精细化工产品(石蜡)结构及热稳定性研究中的重大作用。     

中红外光谱分析甘氨酸分子结构及热变性

采用中红外(MIR)光谱技术开展了甘氨酸分子的结构研究。试验发现,甘氨酸分子的红外吸收模式主要包括：δ_{asNH3+-甘氨酸}、ν_{asCOO--甘氨酸}、δ_{sNH3+-甘氨酸}和ν_{sCOO--甘氨酸}。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展了温度变化对甘氨酸分子结构的影响。研究发现：在303～523 K的温度范围内,随着测定温度的升高,甘氨酸分子主要官能团对应的红外吸收频率和强度都有明显的改变,并进一步对其热变性机理进行了研究。在463～523 K的温度区间内,甘氨酸分子受热分解,主要化学反应过程包括：脱羧基、脱水及脱氨基等,而甘氨酸分子的热稳定性则进一步降低。研究拓展了MIR及TD-MIR光谱在重要的氨基酸(甘氨酸)结构及热变性的研究范围。     

聚四氟乙烯F-C-F伸缩振动二维红外光谱研究

在303~393K的温度范围内,测定聚四氟乙烯F-C-F伸缩振动模式(νCF2)的一维红外光谱。研究发现:1220cm-1的红外吸收峰归属于聚四氟乙烯F-C-F不对称伸缩振动模式(νasCF2),而1150cm-1的红外吸收峰则归属于聚四氟乙烯F-C-F对称伸缩振动模式(νsCF2)。进一步研究了聚四氟乙烯νCF2的二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱,发现聚四氟乙烯νasCF2在1210cm-1和1260cm-1处裂分为双峰;而聚四氟乙烯νsCF2则在1145cm-1、1155cm-1和1175cm-1裂分为3个吸收峰。最后研究了聚四氟乙烯二维红外光谱,考察了温度对于聚四氟乙烯νCF2吸收强度变化的影响。研究发现:随着测定温度的升高,聚四氟乙烯νCF2红外吸收强度变化快慢的顺序为:1145cm-1>1210cm-1>1155cm-1>1175cm-1>1260cm-1。本项研究拓展了二维红外光谱在聚四氟乙烯热变性方面的研究范围。     

聚四氟乙烯F-C-F伸缩振动二维红外光谱研究

在303~393K的温度范围内,测定聚四氟乙烯F-C-F伸缩振动模式(νCF2)的一维红外光谱。研究发现:1220cm-1的红外吸收峰归属于聚四氟乙烯F-C-F不对称伸缩振动模式(νasCF2),而1150cm-1的红外吸收峰则归属于聚四氟乙烯F-C-F对称伸缩振动模式(νsCF2)。进一步研究了聚四氟乙烯νCF2的二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱,发现聚四氟乙烯νasCF2在1210cm-1和1260cm-1处裂分为双峰;而聚四氟乙烯νsCF2则在1145cm-1、1155cm-1和1175cm-1裂分为3个吸收峰。最后研究了聚四氟乙烯二维红外光谱,考察了温度对于聚四氟乙烯νCF2吸收强度变化的影响。研究发现:随着测定温度的升高,聚四氟乙烯νCF2红外吸收强度变化快慢的顺序为:1145cm-1>1210cm-1>1155cm-1>1175cm-1>1260cm-1。本项研究拓展了二维红外光谱在聚四氟乙烯热变性方面的研究范围。     

聚丙烯C—H 弯曲振动二维红外光谱研究

目的通过二维红外光谱技术研究温度对聚丙烯化学结构的影响。方法在1500~1350 cm-1的频率范围内,分别测定聚丙烯C—H弯曲振动模式(δC-H)的一维红外光谱、二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱来确定聚丙烯分子结构,后采用二维红外光谱研究温度对聚丙烯δC-H红外吸收强度的影响。结果聚丙烯δC-H主要包括甲基不对称碳氢弯曲振动模式(δas CH3)、甲基对称碳氢弯曲振动模式(δs CH3)和亚甲基碳氢弯曲振动模式(δCH2),随着测定温度的升高,聚丙烯分子中δC-H红外吸收强度变化快慢顺序为δCH2-2(1464 cm-1)δCH2-1(1475 cm-1)δas CH3(1455 cm-1)δs CH3(1375 cm-1)。结论二维红外光谱在有机高分子包装材料热变性分析具有重大作用。     

用红外光谱法研究橡胶/炭黑的界面相互作用

用红外光谱法(FI-IR)研究了橡胶微观结构、炭黑表面基团对橡胶/炭黑的界面相互作用的影响。研究表明,炭黑加入后各分子基团的振动均发生红移。炭黑与富电子的分子链相互作用大,即天然橡胶(NR)>丁基橡胶(BR)>丁苯橡胶(SBR)>丁腈橡胶(NBR);对侧基的影响小于对主链的影响。极性基团丙烯腈含量(ACN)增加,除ν(C≡N)外碳链上的其它基团均发生蓝移,且支链上双键基团所受影响最大。炭黑加入后,减弱了ACN含量增加对链段间作用力的影响,随ACN含量增加各基团蓝移较纯胶的小。门尼黏度仅影响δCH2的振动峰位。     

采用二维红外技术研究交联对碱溶胶原结构的影响

以N-羟基琥珀酰亚胺己二酸酯(NHS-AA)为交联剂,交联改性碱溶胶原,采用二维红外相关光谱法研究了交联对胶原二级结构的影响。研究发现,交联未影响胶原红外特征吸收峰的位置,但1672、1554和1241cm-1归属于胶原酰胺I带的CO伸缩振动、酰胺Ⅱ带的C—N伸缩与N—H弯曲振动和Ⅲ带的N—H面内变形振动峰之间存在同步正交叉峰,表明随交联共价键的增加,胶原的链段构象发生了变化。在NHS-AA用量增加的过程中,胶原二级结构变化的顺序为:酰胺Ⅲ带>酰胺Ⅰ带>酰胺Ⅱ带>—CH3>—CH—。由此可见,二维红外相关分析法能提供由交联引起的胶原构象动态变化的微观信息,为进一步研究改性胶原结构与功能之间的关系提供实验依据。     

微波ECR-CVD法制备a-C:F:H膜的红外吸收及其光学带隙

改变CHF3 CH4 流量比R =[CHF3] ([CHF3]+[CH4 ]) ,采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (MWECR CVD)方法沉积a C :F :H薄膜。a C :F :H薄膜的结构和光学带隙使用傅立叶变换红外光谱和紫外 可见光谱来表征。红外结果表明 ,在低流量比R(R <6 4 % )下 ,薄膜的红外特征结构主要以 CF(10 6 0cm- 1 ) , CF2(112 0cm- 1 )以及 CHx(2 80 0～ 30 0 0cm- 1 )的伸缩振动为主 ;在高流量比R(R >6 4 % )下 ,薄膜表现为类聚四氟乙烯(PTFE)的结构特征 ,典型的红外特征峰是位于 12 2 0cm- 1 处的 -CF2 反对称伸缩振动。薄膜的光学带隙Eg 随流量比R的变化表现为先降后升。进一步研究表明 ,薄膜中的H和F浓度调制着薄膜的CC共轭双键结构 ,使光学带隙Eg 从 2 37到 3 3之间变化     

Carbonization and demineralization of coals: A study by means of FT-IR spectroscopy

Coal basically consists of two parts—a crystalline, inorganic part, and an amorphous, organic part. Based on this, we intended to study the changes that occurred on the composition and on the chemical structure of coals after carbonization at 1000 or 900° C and demineralization treatments with hydrochloric and hydrofluoric acids. For this, four coals of different categories (or levels) were chosen: semianthracite (A-O) and high volatile bituminous coal (B-O), which are high level coals, and lignite (Li-O) and leonardite (Le-O), these being low level coals. The coals were first analysed in terms of their proximate and elemental compositions and then carbonized and demineralized. Also, the starting coals and the prepared samples were examined by infrared spectroscopy. In addition, a study of the optimization of the application of this technique for only A-O was carried out. For A-O and B-O, the spectra recorded intense absorption bands that are ascribable to vibration modes in mineral components as quartz and aluminosilicates, such as kaolinite. For Li-O and Le-O, the spectra displayed some other bands as well, also quite intense, which have been assigned to bond vibrations in functional groups and structures of their organic part. The carbonization of the coals resulted in significant changes in their inorganic part as the content of quartz increased and the content of aluminosilicates decreased. In addition, the thermal decomposition of mineral carbonates occurred. The carbonization greatly affects the organic part of the coals, especially in Li-O and Le-O, as most functional groups and structures are not thermally stable under heating conditions. With regard to demineralization, HF is a more effective agent than HCl, achieving products with higher organic content. The mass losses are higher in Li-O and Le-O than in A-O and B-O. So, the infrared spectroscopy allows the analysis of both inorganic and organic parts of the coals and of their carbonization and demineralization products. These processes facilitate subsequent analysis of the inorganic and organic parts of coals by infrared spectroscopy. In the application of this technique, both the coal: KBr ratio and the thickness for the disks should be controlled, owing to the influence on the infrared absorption.     

Realisation and chemical characterisation of a model system for saccharide-based biosensor

A procedure to immobilise saccharides on a gold substrate based on self-assembled monolayer (SAM) methodology associated to click chemistry is presented. Alkanethiol self-assembled on gold was obtained. The SAM was modified in order to introduce an alkyne-terminated arm which could react with azido modified saccharides through click chemistry. The substrates were characterised at each modification step by reflection absorption infrared spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectrometry. The stability of the organic arm immobilised on the gold substrate was also verified.     

(Ca,Fe)共掺铈酸镧陶瓷的制备及红外辐射性能研究

以La₂O₃、CeO₂、CaO和Fe₂O₃为起始原料, 采用高温固相烧结工艺制备得到(Ca,Fe)共掺铈酸镧(La_1.9Ca_0.1Ce_1.9Fe_0.1O₇)红外辐射陶瓷材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计分别对样品的物相组成、显微结构、化学成份、UV-Vis-NIR反射率及UV-Vis吸收进行了表征, 同时采用IR-2双波段红外发射率测量仪测试了样品3~5 μm波段的红外发射率。结果表明: 掺杂元素(Ca, Fe)均固溶进入铈酸镧晶格, 共掺后样品的晶体结构也为萤石结构; (Ca,Fe)共掺样品内部形成杂质能级, 强化了自由载流子吸收与杂质能级吸收, 使样品红外短波段(0.75~5 μm)性能由高反射转变为高吸收(辐射), 其中在0.75~2.5 μm波段的平均红外吸收率为0.88, 3~5 μm波段的红外发射率为0.752, 与未掺杂样品相比分别提高了1660%与60%。     

Nanomaterial‐Based Plasmon‐Enhanced Infrared Spectroscopy

Surface‐enhanced infrared absorption (SEIRA) has attracted increasing attention due to the potential of infrared spectroscopy in applications such as molecular trace sensing of solids, polymers, and proteins, specifically fueled by recent substantial developments in infrared plasmonic materials and engineered nanostructures. Here, the significant progress achieved in the past decades is reviewed, along with the current state of the art of SEIRA. In particular, the plasmonic properties of a variety of nanomaterials are discussed (e.g., metals, semiconductors, and graphene) along with their use in the design of efficient SEIRA configurations. To conclude, perspectives on potential applications, including single‐molecule detection and in vivo bioassays, are presented.     

Deposition of polymeric nitrogenated amorphous carbon films (a-C:H:N) using electron cyclotron resonance CVD

In this paper the deposition of polymeric nitrogenated amorphous carbon (a-C:H:N) films from a mixture of hydrogen, methane and nitrogen, using the electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD) system is reported. Rutherford backscattering spectroscopy (RBS) and elastic recoil detection analysis (ERDA) measurements were used to determine the actual amount of nitrogen, carbon and hydrogen in the films. The results showed that there is insignificant change in the atomic concentration of C but a slight decrease in the atomic concentration of H with increasing N incorporation. A slight decrease in the amount of bonded H and an increase in the C=N bond was also observed as deduced from infrared (IR) absorption measurements. The optical gap was found to decrease and the Urbach band tail width increase at larger N₂ flow ratio. The conductivity increased by three orders of magnitude compared to that of films prepared in the absence of N₂. The results suggest that the observed C=N double bond effectively bridges the aromatic rings resulting in a delocalization of carriers.