聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)三级红外光谱研究

在4 000~600 cm~(-1)的频率范围内,采用一维红外光谱,二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱研究了聚酰胺-66的分子结构。以聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)为对象,采用变温红外光谱技术进一步开展了聚酰胺-66热稳定性的研究。实验发现,在303~393 K的温度范围内,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)对应的红外吸收频率均出现了明显的红移现象。首先分别开展了聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的二维红外光谱研究。实验发现:聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)的红外吸收频率包括:1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1))和1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2)),而随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)的红外吸收峰变化快慢顺序为1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2))1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1));聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅳ)的红外吸收频率包括:939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))和931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2)),而随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅳ)红外吸收峰变化快慢顺序为931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2))939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))。进一步同时开展了聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的二维红外光谱研究。随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的红外吸收峰变化快慢顺序为1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2))1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1))931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2))939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))。本项研究拓展了三级红外光谱技术在高分子材料结构及热稳定性方面的研究范围。     

聚偏氟乙烯C—H伸缩振动模式三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱开展聚偏氟乙烯分子结构的研究。试验发现:聚偏氟乙烯分子的红外吸收模式主要包括ν_(asCH_2)、ν_(sCH_2)、δ_(CH_2)、ν_(asCF_2)和ν_(sCF_2)。进一步开展了聚偏氟乙烯分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。试验发现:随着测定温度升高,聚偏氟乙烯分子ν_(asCH_2)和ν_(sCH_2)对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。采用二维中红外(2D-MIR)光谱开展了聚偏氟乙烯的热老化性研究。试验发现:相变前,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变前)吸收峰变化快慢信息为:3 012 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变前))2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变前))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-5-晶体-相变前))2 990 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-3-晶体-相变前))3 033 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变前))。相变过程中,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变过程中)吸收峰变化快慢信息为:3 015 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变过程中))2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变过程中))3 030 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变过程中))2 990 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-3-)_(晶体-相变过程中))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-5-晶体-相变过程中))。相变后,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变后)吸收峰变化快慢信息为:2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-3-晶体-相变后))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变后))3 026 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变后))3 012 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变后))。研究发现:聚偏氟乙烯的红外吸收峰(ν_(asCH_2)和ν_(sCH_2))对热敏感程度及变化顺序均存在着较大的差异性。研究拓展了三级MIR光谱对聚偏氟乙烯结构及热老化性的研究范围。     

聚氯乙烯亚甲基弯曲振动ATR二维红外光谱研究

在303~393 K的温度范围内,利用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),分别研究了聚氯乙烯亚甲基弯曲振动模式δ_(CH_2)的一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱、去卷积红外光谱和二维红外光谱。结果表明:当温度低于玻璃化转变温度时,聚氯乙烯分别在1420、1425、1430、1435和1447 cm~(-1)处出现红外吸收峰,随着温度的升高,聚氯乙烯δCH_2红外吸收强度的变化快慢顺序为1447 cm~(-1)1420 cm~(-1)1430cm~(-1)1425 cm~(-1)1435 cm~(-1);当温度超过玻璃化转变温度后,聚氯乙烯在1420、1425、1430和1435 cm~(-1)处出现红外吸收峰,而随着温度的升高,聚氯乙烯δCH_2红外吸收强度的变化快慢顺序为1425 cm~(-1)1420 cm~(-1)1430 cm~(-1)1435 cm~(-1)。此项研究拓展了ATR-FTIR技术在聚氯乙烯热变性方面的应用范围。     

聚丙烯变温傅里叶变换透射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换透射红外光谱技术,研究了聚丙烯的分子结构。实验发现:聚丙烯主要存在CH_3不对称伸缩振动模式(ν_(asCH_3))、CH_3对称伸缩振动模式(ν_(asCH_3))、CH_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCH_2))、CH_2对称伸缩振动模式(ν_(sCH_2))、CH_3不对称弯曲振动模式(δ_(asCH_3))、CH_3对称弯曲振动模式(δ_(sCH_3))、CH_2弯曲振动模式(δ_(CH_2))和聚丙烯结晶振动模式(δ crystalline)等。采用变温傅里叶变换透射红外光谱技术进一步研究了温度变化对于聚丙烯分子结构的影响。研究发现,在293~393K温度范围内,聚丙烯分子具有良好的热稳定性。本项研究拓展了变温傅里叶变换透射红外光谱技术在聚丙烯材料热变性方面的研究范围。     

二氧化硅二维漫反射红外光谱特征研究

通过漫反射红外光谱开展了二氧化硅的结构研究,并以二氧化硅的Si—O—Si不对称伸缩振动模式(ν_(asSi-O-Si))和Si—O—Si对称伸缩振动模式(ν_(sSi-O-Si))为对象,进一步开展了二维漫反射红外光谱研究。二氧化硅的红外吸收峰有ν_(asSi-O-Si-1-2D)(包括ν_(asSi-O-Si-1-A-2D)/1 175 cm~(-1)和ν_(asSi-O-Si-1-B-2D)/1 171 cm~(-1))、ν_(asSi-O-Si-2-2D)(包括ν_(asSi-O-Si-2-A-2D)/1 092 cm~(-1)、ν_(asSi-O-Si-2-B-2D)/1 088 cm~(-1)和ν_(asSi-O-Si-2-C-2D)/1 086 cm~(-1))、ν_(sSi-O-Si-1-2D)(包括ν_(sSi-O-Si-1-A-2D)/812 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-1-B-2D)/806 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-1-C-2D)/802 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-1-D-2D)/796 cm~(-1)和ν_(sSi-O-Si-1-E-2D)/792 cm~(-1))、ν_(sSi-O-Si-2-2D)(包括ν_(sSi-O-Si-2-A-2D)/788 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-2-B-2D)/784 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-2-C-2D)/778 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-2-D-2D)/774 cm~(-1))、ν_(sSi-O-Si-3-2D)(包括ν_(sSi-O-Si-3-A-2D)/700 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-3-B-2D)/696 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-3-C-2D)/692 cm~(-1)和ν_(sSi-O-Si-3-D-2D)/682 cm~(-1))、ν_(sSi-O-Si-4-2D)/518 cm~(-1)、ν_(sSi-O-Si-5-2D)(包括ν_(sSi-O-Si-5-A-2D)/475 cm~(-1)和ν_(sSi-O-Si-5-B-2D)/465cm~(-1))。时间扰动因素下,各吸收峰变化快慢顺序为1 175 cm~(-1)1 171 cm~(-1),1 086 cm~(-1)1 088 cm~(-1) 1 092cm~(-1),802 cm~(-1)812 cm~(-1)792 cm~(-1)806 cm~(-1)796 cm~(-1),774 cm~(-1)788 cm~(-1)784 cm~(-1)778 cm~(-1),682 cm~(-1)696 cm~(-1)700 cm~(-1)692 cm~(-1),465 cm~(-1)475 cm~(-1)。     

封口膜的红外光谱研究

采用变温红外光谱技术,分别研究了封口膜(Parafilm)的一维变温红外光谱和二阶导数变温红外光谱。研究发现:Parafilm主要存在着甲基的不对称伸缩振动峰、亚甲基的不对称伸缩振动峰、亚甲基的对称伸缩振动峰、亚甲基的变角振动峰(δ_(CH_2))、甲基的不对称变角振动峰(δ_(asCH_3))、甲基的对称变角振动峰、C—C骨架伸缩振动峰和亚甲基的面内摇摆振动峰,最终确定Parafilm的主要结构是聚异丁烯,其临界温度(由结晶转变为无规的温度)为40℃;以Parafilm的δ_(CH_2)和δ_(asCH_3)为对象,进一步研究了相关二维红外光谱;拓展了变温红外光谱技术及二维红外光谱技术在高分子包装材料结构方面的研究范围。     

乳胶变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术,研究了乳胶的分子结构。实验发现:乳胶主要存在着C-H伸缩振动模式(ν_(C-H))、C-N伸缩振动模式(ν_(C-N))、CH2_变角振动模式(δ_(CH_2))、CH_3不对称弯曲振动模式(δ_(asCH_3))、CH_3对称弯曲振动模式(δ_(sCH_3))和双键上C-H面外摇摆振动模式(ω_(C-H))等。实验发现:在303~393K温度范围内,乳胶具有良好的热稳定性。本项研究拓展了ATR-FTIR在高分子材料热变性方面的研究范围。     

聚醚醚酮的红外光谱研究

采用红外光谱研究了聚醚醚酮(PEEK)的分子结构。以C=O伸缩振动模式(ν_(C=O))为对象,采用变温红外光谱研究了PEEK的热稳定性。实验发现,在温度为293~393 K时,PEEK的νC=O对应的晶区及非晶区结构对温度比较敏感。进一步开展了PEEK的ν_(C=O)的二维红外光谱研究。结果表明,PEEK的ν_(C=O)对应的红外吸收频率包括:1 655 cm-1处的非晶区红外吸收模式(ν_(C=O-amorphpus))、1 652 cm~(-1)处的晶区红外吸收模式(ν_(C=O-crystal))、1 647 cm~(-1)处的中间态红外吸收模式(ν_(C=O-amorphpus/crystal))。随着测定温度的升高,PEEK的ν_(C=O)对应的红外吸收峰变化快慢顺序依次为ν_(C=O-crystal),ν_(C=O-amorphpus/crystal),ν_(C=O-amorphpus)。     

邻甲氧基苯甲酸的变温红外光谱研究

用三种不同的红外光谱制样方法得到的邻一甲氧基苯甲酸的变温(120～350K)红外光谱都表明,羰基伸缩振动在室温呈现的两个吸收峰(1691cm~(-1)、1668cm~(-1))在温度降至120K后,1668cm~(-1)处的吸收峰消失,而1691cm~(-1)处的峰强度增大。从120K开始,随着温度的升高,1668cm~(-1)吸收峰的强度又逐渐增大。此外,还有四对吸收峰:1154/1145cm~(1)(w),1462/1472cm~(-1)(m),920/940cm~(-1)(s),594/604cm~(-1)(w),也随温度的变化表现出类似的现象,在每对吸收峰中,后一波数的峰强度随温度降低而减弱,这与通常的低温红外光谱行为相反。这一可逆的光谱变化表明,在邻一甲氧基苯甲酸晶体中存在互变异构体。它们可能是由甲氧基的旋转所致。     

路易氏气的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的方法在B3LYP/6-31G(d)水平上对路易氏气进行了研究,计算得到了路易氏气的稳定分子构型及其红外振动光谱,研究发现,根据分子振动类型的不同可将红外光谱划分为三个区域,其中在(0～450)cm~(-1)区域对应的分子的振动类型主要为面外弯曲振动;在(450～1333)cm~(-1)范围内谱峰所对应的分子振动模式主要是面内弯曲振动,在(1 333～4 000)cm~(-1)分子的振动类型主要是伸缩振动。此外,且光谱中出现了无红外活性的现象。     

聚乙烯红外及变温红外光谱研究

采用红外(IR)光谱进行了聚乙烯的结构研究,结果表明,聚乙烯主要存在ν_(as)(CH_2–聚乙烯)、ν_s(CH_2–聚乙烯)、δ(CH_2–聚乙烯)和ρ(CH_2–聚乙烯)等红外吸收模式。采用变温红外(TD-IR)光谱进一步进行了聚乙烯的热稳定性研究,结果表明,在303～423K,聚乙烯的热稳定性明显下降。     

单硬脂酸甘油酯中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱研究了单硬脂酸甘油酯分子的结构。实验发现:单硬脂酸甘油酯分子的红外吸收模式主要包括:ν_(asCH3-单硬脂酸甘油酯)、νs_(CH3-单硬脂酸甘油酯)、ν_(asCH2-单硬脂酸甘油酯)、ν_(sCH2-单硬脂酸甘油酯)、ν_(C=O-单硬脂酸甘油酯)、δ_(CH2-单硬脂酸甘油酯)、δ_(sCH3-单硬脂酸甘油酯)和γ_(CH2-单硬脂酸甘油酯)。进一步开展了单硬脂酸甘油酯分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。实验发现:随着测定温度的升高(303～393 K),单硬脂酸甘油酯分子主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变,并进一步进行了相关机理的研究。     

东阿阿胶红外光谱研究

采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR),分别研究了东阿阿胶和伪品东阿阿胶的红外光谱。实验发现:东阿阿胶和伪品东阿阿胶同时存在着CH_3不对称伸缩振动模式(ν_(asCH3)),CH_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCH2)),CH_2对称伸缩振动模式(ν_(sCH2)),酰胺Ⅰ带对应的红外吸收模式(νamide-Ⅰ),酰胺Ⅱ带对应的红外吸收模式(νamide-Ⅱ)和酰胺Ⅲ带对应的红外吸收模式(νamide-Ⅲ)。研究发现,采用红外光谱技术可以区分东阿阿胶和伪品东阿阿胶。本项研究拓展了红外光谱技术在中药鉴别领域的研究范围。     

一例铁斧石的颜色成因及光谱学表征

斧石是自然界较为罕见的宝石品种,以颜色艳丽及强三色性著称。运用常规宝石仪器及多种测试技术对一例褐黄色斧石的宝石学特征、化学成分及谱学特征进行研究。结果显示:斧石样品的密度为3.186 g/cm^(3),折射率为1.665~1.676。X-射线荧光光谱分析表明其由Al、Si、Ca、Fe、Mn、O等元素组成,铁质系数F=FeO/(FeO+MnO)=0.964,Fe含量远高于Mn,据晶体化学结构特征将其归为含锰质铁斧石。综合化学成分及紫外可见光谱特征表明,其颜色由Fe^(2+)和Mn^(2+)共同作用所致,418、488 nm处的吸收峰由Mn^(2+)离子d-d电子跃迁引起,分别归属于Mn^(2+)的6A^(1g)→4T^(2g)(G)能级跃迁及6A^(1g)→4T^(1g)(G)能级跃迁;451、512、581 nm处的吸收峰由Fe^(2+)离子d-d电子跃迁引起,分别归属于Fe^(2+)离子中5 E g→3E 1g(3 H)能级跃迁及5 E g→3T^(1g)(3 H)能级跃迁。红外反射光谱测试指示环状硅氧骨干结构及多种配位体基团的振动特征,1090、1028 cm^(-1)处的吸收峰分别归属于υ_(as)(Si—O—Si)反对称伸缩振动、υ_(as)(O—Si—O)反对称伸缩振动及υ_(s)(BO_(3))对称伸缩振动联合所致,983 cm^(-1)处的吸收峰归于υ_(s)(O—Si—O)对称伸缩振动,790 cm^(-1)处的吸收峰归属于δ(BO_(3))弯曲振动。拉曼光谱测试显示一组特征拉曼峰,与[SiO_(4)]四面体、[AlO_(6)]八面体及[BO_(3)]三角形等配位体的振动模式相对应,320、395 cm^(-1)处的拉曼峰为Al—O的弯曲振动所致,1007、983 cm^(-1)处的拉曼峰为Si—O对称伸缩振动所致,716、770 cm^(-1)处的拉曼峰为B—O的伸缩振动所致。红外光谱法及拉曼光谱法基于配位体基团振动模式的解析和表征,可作为区分斧石及颜色相似宝石的诊断性依据。     

中孔L型沸石骨架Si/Al的红外光谱测定

采用红外光谱研究了(NH_4)_2SiF_6处理的KL沸石样品的骨架Si/Al与吸收带频率的关系。在～770cm~(-1)附近吸收带的频率与沸石骨架中Al的摩尔分数X_(Al)(即Al/(Si+Al))间存线形关系:X_(Al)=-7.309×10~(-3)(u_(770-760)+0.3242。这一结果与化学分析结果一致。     

奥硝唑红外光谱的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论的方法在B3LYP/6-31G(d)水平上对奥硝唑红外振动光谱的特性进行研究。首先构建并优化分子几何构型,然后计算振动频率,并以此绘制红外振动光谱,最后对红外振动光谱的谱峰分布、谱峰的振动机理进行分析研究。研究结果表明:①0～1 800 cm~(-1)区域内谱峰较多,其中1 000～1 800 cm~(-1)区域内谱峰强度最强,400～1000cm~(-1)区域内谱峰强度次之;②在1700～3000cm~(-1)区域内没有吸收,在3 000～3 700 cm~(-1)区域内有较弱吸收;③3 000～3 700 cm~(-1)区域内谱峰分子振动形式以伸缩振动为主,0～1 800 cm~(-1)区域内谱峰的振动形式多样。     

聚四氟乙烯结构及热稳定性研究

采用红外(IR)光谱技术开展了聚四氟乙烯的结构研究。试验发现,在4 000～600 cm~(-1)频率范围内,聚四氟乙烯主要存在F—C—F伸缩振动模式(ν_(CF_2-聚四氟乙烯))和F—C—F弯曲振动模式(δ_(CF_2-聚四氟乙烯))。在303～523 K的温度范围内,采用变温红外(TD-IR)光谱技术,进一步研究温度变化对聚四氟乙烯分子热稳定性的影响。研究发现,随着测定温度的升高,聚四氟乙烯的热稳定性进一步降低。此研究拓展了IR光谱及TD-IR光谱在重要的高分子材料(聚四氟乙烯)结构及热稳定性方面的研究范围。     

氨基硫脲型钌配合物的合成和结构研究

金属有机物有着较好的亲脂性,金属原子低氧化态为合成具有金属特性的抗癌药物提供丰富的选择余地。采用苯甲醛和3-硫代氨基脲反应制备苯甲醛缩3-硫代氨基脲,将苯甲醛缩3-硫代氨基脲作为配体与钌前驱体[Ru(p-cymene) Cl_2]_2反应制备苯甲醛缩3-硫代氨基脲配合物,采用Nicolet FT-360红外光谱仪对其红外光谱进行研究,并对其结构分析。化合物1的红外光谱谱图3444. 27和3248. 13 cm~(-1)的吸收峰归因于NH_2,NH伸缩振动,1629. 97 cm~(-1)的吸收峰归因于C=N振动,1135. 53 cm~(-1)的吸收峰归因于C=S振动。该研究丰富了金属有机物的谱图库。     

美国“云母玉”的宝石学特征

近期,商场上出现一种商业名称为美国"云母玉"的红色玉石,通过基本宝石学测试、红外光谱仪测试、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测试、紫外—可见光光谱仪检测,结果显示:该种玉石为粒状集合体,呈现浅紫红色,玻璃光泽,不透明,点测折射率为1.70,相对密度为2.55,硬度在4左右。红外光谱测试,样品具有[PO_4]~(3-)的反对称变角振动所致的吸收峰1014cm~(-1),[PO_4]~(3-)的变角对称振动所致的吸收峰550cm~(-1),[PO_4]~(3-)弯曲振动所致的吸收峰585 cm~(-1),结晶水的弯曲振动所致的吸收峰1627 cm~(-1),结晶水对称伸缩振动所致的吸收峰3388 cm~(-1)。紫外—可见光光谱仪测试,具有530nm宽大吸收峰,说明样品的颜色主要由铁引起。通过上述测试,表明样品的矿物名称为斜红磷铁矿。     

聚四氟乙烯三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱(包括:一维MIR光谱和二阶导数MIR光谱)研究了聚四氟乙烯(PTFE)的分子结构。研究发现:PTFE的MIR吸收模式主要包括:F—C—F弯曲振动模式(δ_(CF_2-PTFE))和F—C—F伸缩振动模式(ν_(CF_2-PTFE))。进一步开展了PTFE的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。研究发现:随着测定温度的升高,PTFE的δ_(CF_2-PTFE)和ν_(CF_2-PTFE)对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。以PTFE玻璃化温度(T_g)为临界温度,采用二维中红外(2D-MIR)光谱,进一步开展了PTFE热稳定性的研究。研究发现:在303～393 K和403～523 K二个温度区间,PTFE主要官能团δ_(CF_2-PTFE)和ν_(CF_2-PTFE)热敏感程度及变化顺序都存在着较大的差异性,并进一步进行了机理的研究。本项研究拓展了三级MIR光谱(包括:MIR光谱、TD-MIR光谱和2D-MIR光谱)在重要的有机氟高分子材料PTFE结构及热稳定性的研究范围。