高灵敏度离子分子的吸收光谱

介绍了光外差-磁旋转-速度调制吸收光谱技术对离子分子的研究,该技术综合了光外差光谱技术、磁旋转光谱技术和速度调制光谱技术三者的特点,形成可以对离子分子高灵敏度测量的光谱技术.该技术不仅保留了速度调制光谱技术对离子分子选择性探测的特点,避免了来自中性分子光谱线的干扰,同时利用光外差光谱技术降低来自光源的幅度涨落噪声,消除放电过程的干扰,再结合磁旋转光谱技术可以对顺磁性分子进行选择性测量以及进一步提高测量信噪比.介绍了光外差-磁旋转-速度调制光谱技术的基本原理、实验方案以及对N2+,CO+,H2O+等离子分子的测量研究结果.     

WO3丙酮传感器及其多传感器融合技术的研究

高浓度丙酮会刺激黏膜和引起中毒,在医疗健康领域丙酮也可作为呼出气体标记物。为实现对丙酮气体的有效检测,利用WO₃纳米材料制备旁热式气敏传感器,系统测试该传感器的基本特性,并在此基础上与SnO₂传感器组成双气敏传感器阵列,结合反向传播神经网络方法对丙酮混合气体进行识别。在体积浓度10^-5丙酮气体测试中,WO₃丙酮传感器的响应值达到9.3,响应与恢复时间均为4 s,重复性误差小于10^-8;双气敏传感器阵列对混合气体中丙酮和乙醇的识别误差小于10^-8。结果表明,制备的WO₃传感器响应灵敏度、稳定性、选择性、瞬态响应等特性良好,采用多传感器融合技术可以实现混合气体的有效识别。     

非损伤性扫描离子选择电极技术及其在高等植物研究中的应用

各种分子和离子进出细胞的过程对于维持植物体自身的活性至关重要.非损伤性扫描离子选择电极技术（scanning ionselective electrode technique，SIET）在不接触被测生物样品，即在保持被测生物样品完整和近乎实际生理环境的状态下，获得进出样品的各种分子和离子的信息.该技术不仅能够测量离子及分子静止状态下的绝对浓度，而且还可以测量它们进出生物样品的运动速率及运动方向.SIET 可以围绕被测的单个或多个细胞、组织甚至器官进行灵活、方便而准确的立体测量并获得被测物体周围的离子或分子的三维立体数据.目前，SIET 不但可以分别测量H⁺，Ca²⁺，K⁺，Al³⁺，Cd²⁺，Cl^-和O₂，CO₂，NO 及温度等参数，而且可以同时采集多种离子及参数，为获得生物样品内外分子或离子运动的有关信息提供了良好的实验平台.     

溶液浓度对短链多烯类生物分子结构有序及光学性质的影响

测量了链状多烯类生物分子番茄红素,β-胡萝卜素在CS₂中不同浓度(10^-6~10^-11 M)的拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱. 结果表明, 随其在CS₂中浓度降低, 分子结构有序性增加, 使其产生弱阻尼碳碳键相干振动, 即拉曼活性极大增加, 碳碳键散射截面极大幅度提高, 其和频倍频拉曼光谱强度很强. 紫外-可见吸收光谱带变窄.     

分子印迹电化学发光传感器检测毒死蜱

石墨相氮化碳纳米薄片（g-C₃N₄NSs）具有优良的电化学发光（ECL）性能和良好的成膜特性.以g-C₃N₄NSs作为ECL材料,利用其良好的成膜性能将其固定在玻碳电极（GCE）上,再以毒死蜱（CPF）作模板分子,甲基丙烯酸（MAA）作功能单体,通过分子自组装制备分子印迹聚合物（MIP）.将该聚合物引入g-C₃N₄NSs修饰电极,构建了一个MIP-ECL传感器.除去模板分子的传感器能够选择性识别CPF,利用CPF对g-C₃N₄NSs ECL信号的淬灭作用实现了CPF的高灵敏、高选择性检测.传感器对CPF的线性响应范围是1.0×10^-8~1.0×10^-4mol·L^-1,检出限（LOD）是5.0 nmol·L^-1,用于蔬菜中CPF残留量检测,结果令人满意.     

Na2Ce4(MoO4)7晶体的生长及磁光性能研究

采用提拉法生长Na₂Ce₄(MoO₄)₇晶体,通过XRD测试证实其为白钨矿结构,空间群为I4₁/a. 测试晶体在400~1600nm波段的透射光谱,其在600~1600nm波段透过率较高,大约77%~79%. 晶体中Ce³⁺稳定存在,退火前后均未发生变价. 不同方向磁化率的测定表明,Na₂Ce₄(MoO₄)₇晶体为顺磁性且存在明显的磁各向异性,其易磁化方向与光轴方向一致. 采用消光法测试晶体在635、 1064nm处的法拉第旋转角,计算得到的费尔德常数分别为：-194.5、 -58.5rad·(m·T)^-1,约为TGG晶体的1.46倍.     

速度调制光谱用于辉光放电离子浓度的诊断

采用速度调制分子离子激光光谱技术,通过研究光谱信号的线宽及强度对实验参量的依赖关系,可以诊断辉光放电等离子体中的温度和电场等参量,进而可获得辉光放电中的离子浓度．作者从理论和实验两方面研究了辉光放电中的离子浓度,两者吻合得非常好,表明速度调制分子离子光谱技术可以很好地实现对等离子体浓度不介入诊断．     

二乙胺六氯化锡(IV)的合成、结构及介电开关特性

本研究合成了化合物二乙胺六氯化锡 [Et₂NH₂]₂⁺[SnCl₆]^2- (1)并对其进行了单晶X-射线衍射, DSC以及变温介电性能测试。研究结果表明,化合物1在高于370 K时发生了可逆一级相变,其相变过程与六氯化锡阴离子的各向同性旋转以及二乙胺阳离子的180°翻转运动有关。对应于该相变过程,化合物1可以实现高低介电状态转换,因而有望成为一种新型的高温分子基介电开关材料。     

同步辐射XANES方法对FeCl3 水溶液的研究

利用X 射线近边吸收谱学(X-ray Absorption Near Edge Structure, XANES)方法研究了不同浓度的FeCl₃ 水溶液中Fe³⁺离子的电子结构和近邻结构. 在不同浓度的FeCl₃ 水溶液的XANES 谱中, XANES 谱的形状随着FeCl₃ 浓度的不同而发生改变. 在XANES 谱的边前结构中观测到边前锋的分裂, 其分裂的能量差约为1.6 eV, 随着浓度的降低约有0.2 eV 的高能方向的位移, 此边前结构由1s-3d 轨道的电子跃迁引起, 双峰分裂来源于配位体配位引起的3d 轨道分裂. 随着FeCl₃ 浓度的改变, XANES 谱的主峰也发生变化, 此变化来源于溶液中Fe—Cl 配位与Fe—O 配位的比例变化. 另外, 利用量子化学计算的方法对于Fe³⁺与不同数目的H₂O 和Cl^?配位体络合时的构型进行了计算, 得到了Fe³⁺在水溶液中近邻结构的信息, 从另一方面解释了FeCl₃ 溶液中Fe³⁺离子3d 轨道分裂能的变化     

量子干涉效应的观测与干涉相位角的测定

利用光学双共振多光子电离技术在CO(A¹∏,e³∑^-)混合态分子内传能中观测到碰撞过程中的量子干涉效应．导出的混合态传能截面的表达式中显含干涉项,并引入了干涉相位角θ_sT的概念来表征单重态和三重态两个传能通道的相干程度．在不同温度下,对一些单原子或双原子分子作为碰撞伴时的θ_sT进行了测量,测量结果揭示了不同分子间碰撞相互作用的动态学信息．     

水在磁场作用后的特性变化研究

用能洞察分子与原子结构及其特性的红外吸收光谱和Raman谱, X射线衍射谱及紫外吸收光谱等现代技术, 并结合测量与分子结构相关的表面张力, 我们检测了磁场处理过的水的特性及改变情况. 和纯净水比较, 实验发现磁处理水的光谱特性和力学特性改变, 其中 X 射线衍射强度增强, 磁处理水加纳米Fe₂O₃的系统的谱线发生移动. 在远、中和近红外区磁处理水的红外吸收光谱和拉曼谱明显不同于纯净水, 不但强度增加, 而且有多个谱线发生频移并有一些新的吸收峰出现; 在2800~5500 cm^-1的红外吸收谱测定表明磁处理水具有明显的饱和效应和记忆效应, 在8050 cm^-1处有一新强峰出现; 紫外光谱吸收强度随时间的增加指数式地增强, 水的温度改变时它的红外吸收变化, 在高温区出现了一个不可逆的吸收过程和多个峰值产生等. 这是从未见过的特性. 同时发现, 与分子结构相关的水的接触角或表面张力在铜和石墨表面上减小, 表面浸润增加. 这些结果使我们能确认, 磁场确能使水磁化, 并具有一定磁性, 分子分布和原子极化改变; 在高温时, 磁处理水出现不可逆温度效应和多个新峰值. 从这些实验中我们洞察到水中存在许多水分子的团聚, 它们是磁场作用的耙点, 在它们之间存在磁相互作用等有意义的结果, 这些结果有助于揭示水的磁化机理.     

混合配体构筑的钌-铀酰异金属配位聚合物的合成和晶体结构及荧光性能

利用钌金属络合物离子和芳香有机二羧酸配体与铀酰离子在水热条件下反应，合成了一例新的异金属有机配位聚合物，也即[Ru(bipy)₃][(UO₂)₂(BDC)₃]·2H₂O，利用单晶X-射线衍射方法、粉末X-射线衍射方法、红外光谱对该配位聚合物结构进行了基本表征。该配合物是由金属配合物阳离子客体[Ru(bipy)₃]²⁺ 、二维蜂窝状平面结构的聚阴离子主体框架[(UO₂)₂(BDC)₃]_n^2-之间通过分子内和分子间C-H···O氢键的相互作用形成准三维超分子结构。此外，固体紫外-可见漫反射光谱测试表明此配合物具有半导体性质，是潜在的光电材料。固体荧光测量表明配合物表现出强烈的发光性能。     

NLi4+超碱团簇的结构及储氢性能的理论研究

采用密度泛函理论（B3LYP）方法,在6-311++G（d,p）基组水平上对NLi₄超碱团簇和NLi₄⁺超碱离子团簇的几何结构和稳定性等物理化学性质进行理论计算,进而研究NLi₄团簇和NLi₄⁺团簇的储氢性能。结果表明：NLi₄团簇和NLi₄⁺团簇结构稳定性均比较高,但是通过理论计算表明NLi₄团簇不能有效吸附氢分子,而NLi₄⁺团簇在吸附氢分子过程中不仅结构稳定,而且NLi₄⁺团簇中的每一个锂原子均可有效吸附3个氢分子,氢分子平均吸附能为1.517~2.931 kCal/mol,储氢质量分数达36.67 wt%,合适的吸附能和较高储氢容量表明NLi₄⁺团簇可有望成为良好的储氢材料。     

葡萄酒的低场核磁共振弛豫谱

 低场¹H-核磁共振弛豫可以有效地测量食品中水分、油脂和酒精等组分,葡萄酒中水O-H基和乙醇C-H基是产生共振弛豫谱的物理基础。采用CPMG方法和反转—恢复技术分别得到葡萄酒核磁共振横向弛豫和纵向弛豫曲线,并使用连续谱迭代方法与离散谱拟合分析获得核磁共振弛豫谱。通过添加去离子水或95%食用酒精配制不同酒精含量样品,由谱峰面积占比变化确定弛豫谱峰的归属。研究发现,T₂ 谱中弛豫时间较长的谱峰反映了酒精的含量,且其峰面积占比随酒精体积浓度变化呈线性递增关系。随机抽样的实验结果表明,¹H-核磁共振弛豫谱具有普适性,从而可建立基于T₂ 谱的葡萄酒酒精度测量技术。     

氮磷水平对细基江蓠氮、磷吸收及生长的影响

为了解氮（N）、磷（P）水平对细基江蓠（Gracilaria tenuistipitata）植物营养生理生态特征的影响,以亚热带大型海藻细基江蓠为原材料,研究不同N、P浓度条件下细基江蓠的生长,净化吸收N、P及其之间的相互关系。结果表明：细基江蓠的相对生长速率随着N、P浓度的增加而升高,但藻体增重幅度跟营养盐浓度不成正比,在N和P初始浓度分别为160 μmol·L^-1和10 μmol·L^-1时增幅最大,N、P水平和N/P明显影响细基江蓠的生长。在低N、P浓度条件下细基江蓠对N、P的去除率更高,P₄组（N=64 μmol·L^-1、P=4 μmol·L^-1）对PO₄^3--P去除率高达96.8%,对NH₄⁺-N和NO₃^--N的去除率也表现出类似特征。细基江蓠在高N/P组对P的去除率高,在低N/P组对N的去除率高,N、P胁迫对细基江蓠的营养盐去除率有明显影响。各实验组中细基江蓠对PO₄^3--P、NO₃^--N和NH₄⁺-N的吸收速率随着初始营养盐浓度的增加而升高,分别在PO₄^3--P初始浓度为25 μmol·L^-1,无机氮（NO₃^--N：NH₄⁺-N浓度比为1：1）初始浓度为200 μmol·L^-1时吸收速率最大。适应富营养环境的细基江蓠倾向于按Redfield比吸收N、P,偏离Redfield比则对细基江蓠的生长有明显的抑制效应。细基江蓠对N、P高去除率的特性使其成为富营养化水质修复的潜在优良种类。     

茜素黄R-γ-环糊精包合物与鲱鱼精DNA的作用机制

  在生理pH=7.4环境下,用摩尔比法测定γ-环糊精(γ-CD)与茜素黄R(AYR)的包合比(摩尔比)n_γ-CD ∶n_AYR =1∶1,确定包合常数K^Θ_f ,_288.15K=1.69×10⁵ L/mol。以吖啶橙(AO)作为分子探针,用紫外光谱法、荧光光谱法、化学热力学法和黏度法等研究包合物γ-CD-AYR与鲱鱼精DNA(hsDNA)的作用,得到γ-CD-AYR包合物与hsDNA作用的结合比n_DNA ∶n_γ-CD-AYR=1∶2,结合常数为K _288.15K=3.10×10⁴ L/mol,K _310.15K =4.02×10⁴ L/mol。热力学函数Δ_rH_m^Θ=8.78×10³ J/mol,Δ_rG_m^Θ=-2.59×10⁴ J/mol, Δ_rS_m^Θ=116.45 J/(mol·K) ,说明γ-CD-AYR包合物与DNA作用为熵驱动。确定γ-CD-AYR与hsDNA的作用方式为静电和部分嵌插的作用方式。     

高灵敏度分子离子吸收光谱技术及其应用

综述了测量分子离子吸收光谱的速度调制技术的产生背景和发展进程，着重介绍了高灵敏度的光外差磁旋转速度调制光谱技术的实验装置、特点以及应用这项技术的新的研究成果。     

Li3O+超碱团簇的结构及储氢性能的理论研究

采用杂化密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311++G (d, p)基组水平上对Li₃O ^{0, +}超碱团簇的几何结构和稳定性进行理论计算,并研究了Li₃O⁺团簇的储氢性能。结果表明,Li₃O⁺团簇结构相比中性Li₃O团簇结构的动力学稳定性要高。氢分子在Li₃O⁺团簇表面能以介于物理吸附与化学吸附之间的形式吸附,每个Li原子最多可以有效吸附三个H₂,储氢质量分数可达33.01 wt%。H₂分子在Li₃O⁺团簇表面的平均吸附能范围为1.959~3.591 kCal/mol,该吸附能满足在近室温条件下可逆吸放氢反应的热力学要求。     

Bi掺杂O3型NaNi0.5Mn0.5O2钠离子电池层状正极材料的制备与储钠性能

O3型NaNi_0.5Mn_0.5O₂拥有高理论比容量且易于制备,是商业钠离子(Na⁺)电池的首选正极材料之一,但其循环稳定性仍面临挑战。利用Bi对NaNi_0.5Mn_0.5O₂进行改性。研究发现,Bi的引入可以在晶粒生长过程中通过调节表面能实现晶粒细化,并且Bi的掺杂增加了层状正极材料的晶胞参数,为Na⁺提供了宽的扩散通道,提高了Na⁺的扩散能力,优化了Na⁺在脱嵌过程中的可逆性。改性后的NaNi_0.495Mn_0.5Bi_0.005O₂实现了在2.0～4.0 V的电势区间内0.2 C倍率下的可逆容量为138.1 mAh/g,在5 C倍率下循环100圈后容量保持率可以达到97%。     

CH3OOH对大气OH自由基浓度水平的影响

甲基过氧化氢(CH₃OOH, MHP)是大气中各种碳氢化合物光化学反应过程生成的一种重要产物, 是大气中HO_x和RO_x等氧化性自由基的汇和储库分子. 为了研究MHP对大气OH自由基浓度水平的影响, 文中利用长光路Fourier变换红外光谱(LP-FTIR)技术, 在（293±2）K温度和1.01×10⁵Pa空气压力条件下, 采用光解O₃和水汽的方法产生OH自由基, 对MHP和OH自由基的气相反应进行了实验室模拟, 结合相对速率法测定了MHP和OH自由基反应的速率常数为k_MHP-OH = (3.99±0.15)×10^-12cm³·molecule^-1·s^-1, 估算出其大气寿命为3.6d; 同时研究了MHP的紫外光解反应, 对反应过程进行了详细的分析, 得到了OH自由基的产率为0.91±0.04. MHP的大气寿命和光解产生OH自由基的产率表明, MHP对于OH自由基在对流层大气中的再分配具有重要的作用.