乙酰丙酮锌激发态动态结构的共振拉曼光谱研究

研究乙酰丙酮锌激发态动力学及反应机理对理解和控制沉积膜的成分及形态具有重要意义.运用共振拉曼技术结合密度泛函理论研究乙酰丙酮锌的激发态动力学,对乙酰丙酮锌的振动光谱进行了指认,对乙酰丙酮锌在甲醇中285 nm处的电子吸收带进行归属.获得了282.4 nm处乙酰丙酮锌在甲醇溶液中的共振拉曼光谱.结果表明,乙酰丙酮锌的激发态动态结构包含6个全对称振动模,起决定作用的是v11、v10、v7和v6振动模.注意到了乙酰丙酮锌和乙酰丙酮铜共振拉曼光谱中v4、v10、v11振动模的相对强度变化,以及非全对称模在其激发态动力学过程中的作用.     

苯并[a]芘的拉曼光谱计算及分析

苯并[a]芘(benzopynene)是地沟油的成分之一,被国际癌症研究机构列为第一类致癌物质.本文首先给出了苯并[a]芘分子的结构图,并用密度泛函(DFT)算法对其进行了空间结构优化;用Hartree-Fock(HF)算法基于3-21G基组计算了它的拉曼光谱,给出光谱强度图;还对苯并[a]芘分子在1 000～3 500 cm-1区间的振动谱带做了指认.这些工作对苯并[a]芘的检测研究奠定了一定的理论基础.     

聚乙烯密度的拉曼光谱检测

通过分析若干聚乙烯样品的拉曼光谱,对聚乙烯密度的检测方法进行了研究.分别采用拉曼光谱内标法(RISM)和偏最小二乘法(PLS)建立聚乙烯密度预测模型,其中RISM方法建模所得检测结果与真实值的相关系数为0.558,平均相对偏差为1.1%,标准偏差(SD)为11.7,而PLS方法建模所得检测结果的相关系数、平均相对偏差和交叉验证误差均方根分别为0.985、0.2%和2.2.研究表明:通过拉曼光谱能够实现聚乙烯密度的快速检测;且基于PLS的建模分析方法检测结果更优.     

水体特征污染物1,2-二氯苯的拉曼光谱计算及分析

1,2-二氯苯（1,2-dichlorobenzene）是一种有毒无色有芳香气味有刺激性易挥发的液体,我国污水排放标准中容许含量为一级：0.4mg/L,二级：0.6mg/L,三级：1.0mg/L。首先给出了1,2-二氯苯分子的空间结构图,并用Hartree-Fock近似方法 （HF）对其进行了空间结构优化;然后分别用HF/3-21G和基于密度泛函理论方法 （Density Functional Theory,DFT）中6-31G基组计算了该分子的振动特性,给出了拉曼光谱和红外光谱图,两种方法计算结果显示出很好的一致性;还给出了1,2-二氯苯分子的各个键长、键角等空间结构参数,并对1,2-二氯苯分子在500cm-1-4200cm-1区间的振动谱做了指认。上述工作提供了1,2-二氯苯分子的拉曼和红外光谱基础数据,可应用于基于光谱技术的其在污水中含量的检测研究。     

磷酸奥司他韦的拉曼光谱分析

为了提供磷酸奥司他韦药品拉曼检测参考需求,对磷酸奥司他韦的拉曼散射光谱进行了实验测量和理论分析。检测了磷酸奥司他韦标准化学对照品200~4000cm-1的自然拉曼光谱,通过构建磷酸奥司他韦分子空间结构,利用密度泛函（m06-2x/6-31++g**）方法优化结构计算获得的理论拉曼光谱。分析指认了200~3800cm-1区间特征频率的振动谱,为拉曼光谱技术在药品鉴定领域提供参考与应用。     

5-甲基-2-庚烯-4-酮激发态结构动力学的共振拉曼光谱研究

获取了反式-5-甲基-2-庚烯-4-酮(5M2H4O)分别在甲醇、乙腈以及环己烷三种不同极性溶剂中的电子吸收光谱和共振拉曼光谱。探讨了在不同极性溶剂中A-带共振拉曼光谱Franck-Condon(FC)区域的短时动力学。在B3LYP/6-31+G(p)计算水平下得到了5M2H4O的电子跃迁、几何结构及振动频率。结果表明最强吸收带(A-带220nm)的跃迁主体归属为πH-1→πL*。结合理论计算及傅里叶拉曼和傅里叶红外实验对共振拉曼光谱的7个基频振动模进行了指认。C=C伸缩振动(ν16)和C=O伸缩振动(ν15)对共振拉曼光谱强度贡献最大,这表明该激发态的结构动力学主要沿着C=C伸缩(ν16)和C=O伸缩振动(ν15)反应坐标进行。     

二氧化硅类玉石的显微拉曼光谱研究

利用拉曼光说仪、对紫晶、水晶、玛瑙、玉髓以及区尔后 作光谱分析，分析得出：紫晶（水晶）、玛瑙、欧泊在１０６６ｃｍ＾－１、８００ｃｍ＾－１、４００ｃｍ＾－１峰的分裂明显程度及相对强度有所不同，其原因在于它们的结晶程度不同。     

激素类药品的拉曼光谱研究

应用LRS-II型激光拉曼光谱仪,对地塞米松(C22H29FO5),甲状腺素(C15H11O4I4N),乙烯雌酚(C18H20O2)这三种激素类药品进行拉曼光谱检测,确定其拉曼光谱位置,理论分析这几种物质的内部结构和拉曼光谱关系。同时利用高斯软件对这三种激素类药品进行分析比对模拟计算。结果表明,利用拉曼光谱法可以快速准确地检测出地塞米松、甲状腺素、乙烯雌酚这三种激素类药品,并且对其拉曼光谱特征峰归属进行了指认。     

盈江铀矿的红外和拉曼光谱

通过对盈江铀矿振动谱进行分峰拟合操作,更准确地显示出该矿物中不同基团所产生振动谱带的特征,其中,结晶水的伸缩和弯曲振动分别位于3300和1630 cm-1附近,结构水的伸缩和弯曲振动分别位于3300和1400 cm-1附近;PO04和UO2的伸缩振动位于800-1200 cm-1范围内,而它们的弯曲振动位于700 cm-1以下的范围内.     

细菌耐药性的拉曼光谱快速检测研究进展

目前,伴随抗生素滥用而诱发的细菌耐药性问题变得日趋严重,对人类生命健康造成巨大的威胁.临床上,快速检测致病菌及其耐药性是快速诊断病因和“精准用药”的关键.然而,现行主流通用的培养法无法满足快速检测的需求,拉曼光谱作为一种振动光谱技术,具有快速检测的优点,通过特定的光谱模式识别,在细菌检测、鉴别、分类、代谢等方面的应用发展迅速,同时,纳米增强技术及仪器小型化的发展,为实现致病菌及其耐药性的现场、快速、准确鉴别提供了巨大的发展空间.对拉曼光谱的原理进行简单介绍,重点围绕拉曼光谱技术在细菌耐药性快速检测方面的研究进行综述.

     

C18烯酸的等离子选择性加氢

介绍了在大气压条件下 ,C1 8烯酸等离子选择性加氢的可行性。通过正交试验 ,找出了影响加氢效率和加氢选择性的主要因素。实验结果表明 ,常压下C1 8烯酸的等离子选择性加氢是可行的 ,在适当的条件下 ,加氢效率和选择性都可以达到一个较高的水平     

油脂中总不饱和脂肪酸的紫外光谱测定

利用紫外光谱测定油脂中不饱和成分,以动物油为对照,主要分析检测了常见的7种植物油．本文确定了紫外谱图分析油脂的检测条件,将原始油配制成0．2％的环己烷溶液;以相似度为指标比较光谱曲线,验证该检测方法具有很好的重现性和特异性;用w检验法确定了共有峰,运用紫外谱图检测化合物共轭结构的原理,对各种油脂中总不饱和脂肪酸进行识别并计算相对含量．紫苏油和核桃油中的不饱和脂肪酸种类最丰富,紫苏油中不饱和双键数4的脂肪酸含量为核桃油的1．5倍,橄榄油中包含的不饱和脂肪酸主要为此种脂肪酸．其次,葵花籽油、玉米油、花生油、杏仁油的总不饱和脂肪酸含量依次递减,动物油中的不饱和脂肪酸未检出．经过碱皂化、甲酯化等方法处理后的样品中,不饱和脂肪酸的紫外吸收光谱特性明显减弱,因此该方法可以简单、快速、准确地测定油脂中的不饱和脂肪酸．     

乙醇、甲醇、食用酒及工业酒精的拉曼光谱测定

利用拉曼光谱仪,对乙醇、甲醇、工业酒精及食用白酒作光谱分析,分析得知：甲醇与其它三者有不同的振动光谱,因而应可据此检查食用酒精中的甲醇．此外,在本文指定的组分前提下,可以根据水峰强度与乙醇（甲醇）特征峰的强度之比得出酒精含量,方便快捷     

冷冻结晶法提取蚕蛹油不饱和脂肪酸

采用将蚕蛹油中不饱和脂肪酸冷冻结晶的方法 ,使之从母液中分离出来 ,并对这种冷冻结晶法的工艺进行了初步研究 ,确定了相对最佳工艺条件 ,即用蚕蛹油 10倍体积的 0 .5 mol/ L KOH乙醇溶液皂化 2 h,在 - 30℃冷冻 6 h.采用该法 ,蚕蛹油中不饱和脂肪酸的提取率可达 47.0 % .     

山西凤凰山榍石的激光拉曼光谱和能谱分析

为了研究天然矿物晶体中放射性元素对其辐射损伤的状况,选择山西凤凰山花岗岩所产出的副矿物榍石为研究对象。在偏反多功能显微镜下观察其形貌特征,并从破碎的原矿中挑选出单晶颗粒样品。采用扫描电镜、能量色散谱、激光拉曼谱对榍石样品进行了分析。研究结果表明：榍石在874cm^-1位置的拉曼谱峰值强度与半高宽之比（I／H）可以表征其蜕晶化的程度。经过约1758Ma的地质演化之后,榍石晶体中不同位置的铀与钍元素总含量分布及损伤程度有所不同,从晶体中心至边缘逐渐增大。     

基于拉曼光谱与PLS的钻井液混合物定量分析

随钻测井技术相比传统测井能够获得更真实的地层数据信息,因而更适用于实际应用。但是,在随钻检测的过程中,需要迅速、精确地判断混合物中是否含有原油,即实现混合物的定性分析。激光拉曼光谱分析技术作为当前发展较为完整的分子光谱分析技术,被广泛应用到多种物质分析的领域中。针对原油钻井液混合物的特点,基于激光拉曼光谱分析技术,提出一种以偏最小二乘分析法为基础的定性分析算法,同时对已知获得的拉曼光谱进行平滑去噪、基线校正、归一化等预处理操作,并在此基础上完成以奇异值分解为主要方法的特征提取处理,进而实现对混合物定性分析的目的,并在一定的精度内完成定量计算。     

拉曼光谱探究二维原子晶体结构和物性的研究进展

二维原子晶体在纳米电子器件、光电子器件方面具有潜在的应用前景,近年来引起了广泛关注。拉曼光谱一直以来被公认为材料结构独一无二的“指纹光谱”,具有快速、准确、样品无损伤、无需样品预处理、大大节省研究成本等重要特点。随着大量新型二维原子晶体的成功制备,拉曼光谱将在相应指纹光谱的建立和奇异物性的发掘方面大显身手。本文概述了拉曼光谱在探测二维原子晶体的堆垛方式、层数、晶格取向的各向异性、缺陷等结构表征方面的研究进展,同时也概述了共振拉曼光谱在揭示二维原子晶体中电子与光子、电子与声子之间的相互作用,甚至在获取晶格振动声子结构等方面的重大作用,为读者提供了一个审视拉曼光谱在纳米材料基础研究和功能化应用研究方面扮演的重要地位的新视角。     

表面活性剂法分离皂脚混合脂肪酸

表面活性剂法分离皂脚混合脂肪酸,系国内外比较先进的分离方法.本文通过分离工艺参数的探讨、中试车间设计和试生产,着重介绍分离原理、影响分离效果的主要因素,分离工艺、主要设备及产品质量指标.     

碱体系中系列羟基苯基卟啉红外光谱和拉曼光谱性质研究

本文继续深入研究该体系中相关物质的红外光谱和拉曼光谱的性质.论文结果说明,在碱体系中,NaOH只与羟基苯基卟啉周边meso-位的羟基反应形成盐,这个性质与紫外可见光谱性质是一致的.同时这一结果也为研究卟啉与金属的相互作用提供了有益的理论支持.     

Microbial Community Profiles Related to Volatile Fatty Acids Production in Mesophilic and Thermophilic Fermentation of Waste Activated Sludge Pretreated by Enzymolysis

酶溶剩余污泥中高温发酵过程中微生物群落动态与短链脂肪酸积累的关系研究

辛晓东¹,王冰鑫¹,洪俊明¹,赫俊国²,邱微²,陈博彦³

（1.华侨大学 环境科学与工程系, 福建 厦门 361021;

2.哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室, 哈尔滨 150090;

3. 宜兰大学 化学工程与材料工程学系（所）,台湾 宜兰 26047,中国）

创新点说明：

1） 分析了酶溶预处理对剩余污泥水解溶胞效果,并发现酶溶剩余污泥在中温发酵和高温发酵中VFA积累含量基本处于同等水平;

2） 酶溶污泥中温发酵与高温发酵体系中微生物群落结构动态差异明显;与高温发酵相比,中温发酵体系中微生物群落均匀度较为适中,有助于强化体系中产酸群落的功能性;

3） 从产能角度分析,酶溶预处理大幅提高了剩余污泥的能源回收效率,为未来污水处理厂的剩余污泥处理及能源化提供一种新思路。

研究目的：

研究酶溶法对剩余污泥的溶胞水解效能,分析酶溶污泥的中温及高温厌氧发酵产VFA的效能,并揭示发酵体系中VFA积累与产酸微生物群落动态的关系,分析酶溶预处理对剩余污泥有机质向电能转化的强化作用,为未来剩余污泥的高效处理及能源化提供一种新思路。

研究方法：

1） 通过运行厌氧生物反应装置考察酶溶污泥的厌氧产酸发酵效能;

2） 利用T-RFLP分析发酵体系中产酸菌群的群落结构动态;

3） 绘制洛伦兹曲线描述发酵体系中产酸菌群的均匀度变化;

4） 利用数据排序分析（RDA）揭示VFA积累与环境变量的相关联系。

研究结果：

1） 研究了酶溶预处理对剩余污泥水解溶胞效果,发现在180min内污泥液相中SCOD升高至8750 mg/L;中温发酵第10天,VFA含量积累超过3200 mg COD/L,与高温发酵过程中VFA累积含量基本持平;

2）中温发酵体系中微生物群落均匀度低于高温发酵过程,推测其有助于强化发酵体系中菌群的产酸功能性;

3） 酶溶预处理大幅提高了剩余污泥的能源回收效率,经估算剩余污泥的电能转化效率可达到0.75-0.82 kW h/kg VSS。

结论：

1） 复合生物酶（蛋白酶、α-淀粉酶、溶菌酶及纤维素酶）可高效提高剩余污泥的水解溶胞效果,且酶溶剩余污泥在中温发酵和高温发酵中VFA积累基本持平;

2） 发酵温度对产酸菌群结构有明显影响,中温发酵体系中微生物群落均匀度低于高温发酵过程,有助于中温发酵中VFA的快速积累;

3） 酶溶法可大幅提高剩余污泥的能源回收效率,为实现未来污水处理厂的能耗自足提供一种新思路。

关键词：剩余污泥;生物酶催化;挥发性脂肪酸;微生物群落;电能转化