原位拉曼光谱研究电催化反应过程

面对日益严重的环境污染和能源危机,开发高效清洁的能源转换技术受到人们广泛的关注。以电催化为代表的电化学能源转换技术由于高效且无污染,近些年获得快速发展。然而,固/液界面电催化反应涉及多种反应物种,使得其机理解释非常困难,限制了高效电催化剂的理性设计和开发。电化学原位增强拉曼光谱技术具有灵敏度高、选择性好、指纹识别的优点,可以从分子原子水平揭示电催化反应过程。本文综述电化学原位增强拉曼光谱在一些重要电催化反应研究中的应用,包括氧还原反应、氢氧化反应、氧析出反应、氢析出反应、二氧化碳还原反应过程等。最后,总结原位增强拉曼光谱技术在电催化反应研究中面临的一些问题,并对其发展进行简要展望。     

光谱力学方法与仪器的研究进展与发展趋势

随着先进材料制造技术快速发展,各类低维材料与新型结构不断涌现,迫切需要发展测量材料内微观结构力学信息的实验新方法,这也是精密机械、半导体芯片等高科技领域关键技术背后的基础科学问题．以显微拉曼光谱为代表的光谱力学方法,具有无损非接触、在线原位、对本征与非本征应力/应变均敏感、较高的时空分辨率与应力灵敏度、一定深度内部探测以及协同表征与解耦分析的能力等技术特征．光谱力学方法是通过定量表征材料内部形变发生变化引起光谱谱线形状的变化来实现应变/应力的相对直接的测量,对于整体变形细微、内部应力状态与分布复杂且动态演化的研究对象具有独特的适用性,故而近年来受到固体力学及相关交叉学科领域的特别关注．围绕显微拉曼光谱、显微荧光光谱(含光致荧光光谱和阴极发光光谱)和太赫兹波时域光谱等主要的光谱力学方法,综述各自的力学表征原理与适用材料、当前仪器发展水平与关键指标、应用研究的现状,重点列举了该类技术在微电子/微结构残余应力检测、复合结构界面力学行为研究、涂层结构内部界面区域应力定量表征、二维材料异质结与新型半导体纳米线应变工程等方面具有代表性的研究成果和突出进展,并给出了光谱力学方法与仪器发展面临的瓶颈问...     

激光拉曼光谱及其应用进展

综述了近年来激光拉曼光谱的几种分析技术及其应用,涉及到的激光拉曼光谱有傅立叶变换拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、激光共振拉曼光谱、高温激光拉曼光谱、激光拉曼显微及激光拉曼遥测技术等。     

环腺苷酸和腺苷酸在电极上的拉曼光谱研究

利用电化学－表面增强激光拉曼光谱方法对环腺苷酸和腺苷酸在银电极和金电极上的增强拉曼光谱进行了研究,实验表明在粗糙的银电极和金电极上都可以获得环腺苷酸和腺苷酸的增强拉曼光谱,并探讨了拉曼峰强度与电解电位、电极材料及激光照射时间的关系。     

受激拉曼光谱系统的研制

拉曼光谱是一种包含丰富样品结构信息的光谱技术,但是拉曼光谱检测的缺点是检测灵敏度低和荧光干扰.本实验室研制的受激拉曼光谱系统,是将一束皮秒(10-12 s)脉宽的可见泵浦光和一束由飞秒(10-15 s)脉宽的探测白光共同作用于样品,产生受激拉曼信号.该光谱系统的拉曼泵浦光在可见和近紫外波段可连续调谐,可以同时获取受激拉曼光谱的增益和损失光谱,具有灵敏度高和抑制荧光干扰等优点.分别考察了拉曼泵浦光和拉曼探测光脉冲相对时序、拉曼泵浦光强度对受激拉曼光谱的影响,受激拉曼信号强度在拉曼泵浦和拉曼探测脉冲时间上完全重合时达到最大.在拉曼泵浦光强较小时,受激拉曼谱峰强度随泵浦光强度增大而增大;当拉曼泵浦光强度较大时,损失谱峰强度会趋于饱和,在研究的光强范围内增益谱峰会持续增长,未达到饱和.     

电化学原位红外光谱的方法和研究进展

研究电化学体系多相界面的精细结构和电化学过程对于发展电化学基础理论、认识电催化反应机理和界面过程,以及指导高效电催化剂的可控构筑具有重要意义.传统电化学方法不具备分子识别能力,局限于对复杂电化学体系的宏观和唯像研究.电化学原位红外光谱将电化学调制和红外光谱方法相结合,利用红外光谱的指纹特征和表面选律实现对电化学反应过程...     

电化学沉积Rh制备紫外拉曼活性基底

Rh在紫外激发区间有着较强的表面增加拉曼散射(SERS).用循环伏安法研究了RhCl3溶液中Rh3 在Au电极上的电化学还原行为,用恒电位阶跃法在Au基底上制备了Rh沉积层,并用场发射扫描电子显微镜、能谱及电化学方法对得到的沉积层进行了表征.结果表明,在所选择的电位下用电沉积方法能够在金表面得到均匀的Rh沉积层,该沉积层保持了金属Rh原有的电化学特性.采用电化学方法通过先粗糙Au电极再沉积Rh的策略,可以制备粗糙的Rh表面作为紫外SERS基底.拉曼光谱实验表明,以吡啶为探针分子,该基底具有很好紫外SERS活性.     

拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用

拉曼光谱技术自发现以来广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱"指纹"信息,区分各种物质样品、检测不同生理状况的细胞及其中的生物分子,如核酸、蛋白质等.为探索拉曼光谱在生物医学领域的应用前景,在概述拉曼光谱原理的基础上,介绍拉曼光谱技术及其衍生出的其他技术,包括表面增强拉曼散射(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)、相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)、受激拉曼光谱(SRS)技术等,最后对拉曼光谱的改进与应用提出展望.     

高分子/金属界面微观结构的拉曼光谱研究及分子设计

该项目打破了表面增强拉曼只能用在电化学池中的界限,建立了方法简便、效果好的表面增强拉曼散射制样技术,首创了用硝酸蚀刻法制备具有SEKS效应的金属基底的方法,可将单分子层吸附物的拉曼光谱信号提高105～6倍.该项目得到美国军方的关注,论文多次被他人引用.     

拉曼光谱技术及其在医学中的应用

本文介绍了拉曼光谱理论及其常用技术。拉曼光谱技术以其维护成本低,使用简单,对样品无接触、无损伤,成像快速、简便、分辨率高等优点广泛应用于化学、医学、宝石鉴定、林业等领域,本文重点介绍其在医学中的应用,同时对其应用前景做出展望。     

乙醇和甲醇混合液激光拉曼光谱研究

用激光拉曼光谱的方法对乙醇和甲醇混合液进行了研究，依据混合液中甲醇含量增加引起拉曼光谱形貌变化的规律，对无水乙醇拉曼光谱的某些振动模式提出了新看法。研究结果表明，利用激光拉曼光谱的方法对无水乙醇中混有甲醇时进行快速检验是简单易行的。本研究给出了标志甲醇存在的光谱特征，这在假酒的鉴别中有一定的实用价值。     

核酸的激光喇曼光谱

本文研究了核酸的激光喇曼光谱与它的结构及生化功能的关系。确认应用激光喇曼光谱研究核酸是具有信息量大、高灵敏度及高分辨本领的。     

碳化树木的微结构特征研究

对浙江温岭火山角砾岩中的碳化树木进行了高分辨电子显微镜、X粉晶衍射和激光拉曼光谱研究。高分辨电子显微像表明火山角砾岩中的碳化树木相当于微柱石墨—柔绉石墨过渡阶段。碳化树木的一级拉曼光谱D峰波数在1359.7～1369.2cm^-1之间,O峰波数在1594.5～1603.4cm^-1之间。根据峰面积比A_D/(A_D+A_O)计算得出其L_a在7.6～11.8nm之间,与高分辨电子显微像观察结果一致。     

尿嘧啶的相干反斯托克斯Raman散射光谱研究

采用相干反斯托克斯Raman散射(CARS)技术研究在不同pH值的水溶液中核糖核酸碱基-尿嘧啶结构,所得结果揭示出尿嘧啶环的伸缩,变形振动可在1000cm~(-1)附近产生一些Raman谱线,并发现这些谱线对溶液的pH值很敏感。然而这些现象在采用目前广泛应用的激光共振Raman光谱方法时是难以发现的。因此,CARS测量是一种可研究核酸残基振动结构及其和环境介质相互作用的有效方法。除它对样品或杂质引起的荧光干扰有明显抑制作用外,可以预期:这一方法也可用于获得在有关分子过程中所出现的瞬态粒子结构的信息。     

健康家兔晶状体激光拉曼光谱研究

激光拉曼光谱法被公认为是研究生物大分子的结构、动力学和功能的有效方法。对健康家兔晶状体的激光拉曼光谱进行研究,发现在710 cm-1到1 280 cm-1区域内,健康家兔晶状体表现为典型的蛋白质拉曼光谱区,说明健康家兔晶状体主要由α、β和γ-蛋白组成的,以β折叠结构为主。对家兔晶状体蛋白侧链中酪氨酸残基的微环境研究表明,晶状体中酪氨酸残基大部分处于"暴露"状态,而有一小部分处于"埋藏"状态。     

小牛胸腺DNA的激光喇曼谱

用常规喇曼和表面增强喇曼的方法获得了小牛胸腺ＤＮＡ固体纤维和水溶液的激光喇曼谱，样品的喇曼特征谱带与国外文献及国内紫外共振喇曼法得到的谱图基本一致，由此可分析出样品的构象，基团归属等信息，证明喇曼光谱是用于测量生物分子结构的一个有力武器。     

古代碳化稻谷的微结构特征研究

对古代碳化稻谷进行了高分辨电子显微镜、X粉晶衍射和激光拉曼光谱研究。高分辨电子显微像表明它为芳层石墨。一级激光拉曼光谱D峰波数为1371.4—1386．4cm^-1,多大于1370cm^-1;O峰波数为1600.7—1610．4cm^-1。根据拉曼光谱D／D O面积比计算碳化稻谷的La为5．4-14．1nm,这与高分辨电子显微像观察结果相一致。     

非离子表面活性剂对卵磷脂双层结构的影响

用激光拉曼光谱研究三甘醇一月桂醚等非离子表面活性剂对卵磷脂脂质体膜 的作用，结果表明随着三甘醇一月桂醚浓度的增大，膜分子横向有序性降低，纵向有序 性增大；随着不同非离子表面活性剂的Ｈ．Ｌ．Ｂ．值的增大，膜纵向有序性逐渐增大。非离 子表面活性剂分子对膜流动性的影响是由表面活性剂分子定域在膜磷脂憎水基Ｃ１～Ｃ１６ 之间所决定的。     

4-二甲胺基偶氮苯在银胶中的表面增强拉曼散射研究

利用表面增强拉曼散射(SERS)技术研究了4-二甲胺基偶氮苯的SERS光谱,对其拉曼峰进行了指认,并得出了它是以二甲胺基吸附于银表面的结论．