和频振动光谱在聚合物表面与界面结构研究中的应用 被引量：1

1

作者 薛东武 王新平 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期22-25,29,共5页

聚合物表面结构决定其表面性能。由于聚合物体相的干扰,以及表面环境响应性等原因使在原位下获得聚合物"真正"的表面结构的信息变得异常困难。近年来发展起来的和频振动光谱(SFG)能在准单分子层水平上原位研究聚合物表面的基... 聚合物表面结构决定其表面性能。由于聚合物体相的干扰,以及表面环境响应性等原因使在原位下获得聚合物"真正"的表面结构的信息变得异常困难。近年来发展起来的和频振动光谱(SFG)能在准单分子层水平上原位研究聚合物表面的基团及其取向等信息,被认为是表征聚合物界面结构的最佳技术手段之一。文中主要综述了SFG在聚合物表面结构及其变化研究中的应用。 展开更多

关键词 和频振动光谱 聚合物 表面结构

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和频振动光谱研究多晶金电极/溶液界面乙腈分子取向的flip-flop行为

2

作者 黄芝 唐鑫 +3 位作者 邓罡华 周恩财 王鸿飞 郭源 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期134-138,共5页

应用和频振动光谱研究乙腈/金电极界面吸附,观测到乙腈的甲基振动峰强度随电极电势而变化.当电极电势越过零电荷电势(pzc)时,甲基振动峰符号发生反转,这意味着该基团取向发生反转(flip-flop).由此而推断乙腈分子在金电极界面的吸附构型... 应用和频振动光谱研究乙腈/金电极界面吸附,观测到乙腈的甲基振动峰强度随电极电势而变化.当电极电势越过零电荷电势(pzc)时,甲基振动峰符号发生反转,这意味着该基团取向发生反转(flip-flop).由此而推断乙腈分子在金电极界面的吸附构型.即在零电荷电势下,电极界面吸附的乙腈分子构型为甲基靠近电极表面而腈基远离电极表面;高于零电荷电势,则变为腈基靠近电极表面而甲基远离电极表面. 展开更多

关键词 和频振动光谱 取向反转 金电极 乙腈

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利用和频振动光谱研究空气／短链脂肪酸界面的分子取向

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作者 黄芝 郭源 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1271-1277,共7页

利用和频振动光谱(SFG-VS)方法检测了5种短链脂肪酸分子(乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸及正己酸)在空气/纯液体界面的结构,得到了3种偏振组合(ssp,ppp,sps)下的和频振动光谱.通过偏振选择定则对各个谱峰进行了指认和分析,同时计算出空气/... 利用和频振动光谱(SFG-VS)方法检测了5种短链脂肪酸分子(乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸及正己酸)在空气/纯液体界面的结构,得到了3种偏振组合(ssp,ppp,sps)下的和频振动光谱.通过偏振选择定则对各个谱峰进行了指认和分析,同时计算出空气/纯脂肪酸液体界面上脂肪酸分子的甲基取向角.对比发现,从丙酸到己酸,分子甲基基团的界面取向角随碳链的增长略有增大.并对其机理进行了分析. 展开更多

关键词 短链脂肪酸 分子取向角 气/液界面 和频振动光谱

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界面蛋白质分子结构与动力学的和频振动光谱研究 被引量：2

4

作者 魏锋 谈军军 +4 位作者 张佳慧 李传召 汪文婷 罗毅 叶树集 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2018年第3期132-145,共14页

蛋白质与界面相互作用是自然界中一种非常普遍但又十分复杂的现象,其在物理、生物技术、化学工程、药物、环境科学等诸多领域中发挥着极其重要的作用。生物膜界面蛋白质的错误折叠引起的功能障碍与许多疾病的发生和发展直接相关。原位... 蛋白质与界面相互作用是自然界中一种非常普遍但又十分复杂的现象,其在物理、生物技术、化学工程、药物、环境科学等诸多领域中发挥着极其重要的作用。生物膜界面蛋白质的错误折叠引起的功能障碍与许多疾病的发生和发展直接相关。原位、实时、精确地表征界面蛋白质分子构象变化与动力学行为是揭示界面蛋白质功能的核心,对阐明与蛋白质聚集相关的神经退化型疾病的发生和发展机理非常重要。但目前对其结构与动力学的了解相当匮乏,蛋白质折叠仍是分子生物学中心法则中至今尚未解决的一个重大生物学问题。这主要是因为其表征技术不仅要求具有足够高的结构分辨度和时间分辨度,还需满足时间、空间、活体、非介入性等要求,但同时满足这些要求的技术甚少。而和频振动光谱是一种可以在分子层次上探测界面蛋白质分子结构与动力学的表征方法。本文详细介绍了和频振动光谱技术在界面蛋白质结构与动力学表征方面的应用。通过原位实时探测不同蛋白质骨架振动的酰胺Ⅰ,酰胺Ⅲ与酰胺A谱带,可以实现界面蛋白质分子结构、构象变化与动力学特征的精确测量,进而揭示蛋白质–细胞膜相互作用、蛋白质–蛋白质相互作用、蛋白质聚集的分子机理。本综述将为人们研究复杂界面体系物理与化学问题提供新的思路。 展开更多

关键词 界面蛋白质 和频振动光谱 酰胺谱带 构象 结构与动力学

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和频与差频振动光谱实验构型的分析模拟 被引量：1

5

作者 汪源 邓罡华 郭源 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2733-2742,共10页

实验构型分析是定量分析和频振动光谱的基础.变换实验构型,不仅要考虑某一振动模式信号强度的大小,还要考虑不同构型下的信号检测效率.现有的和频振动光谱实验构型分析主要考虑前者.本文探讨实验构型分析中所涉及的信号检测效率问题,模... 实验构型分析是定量分析和频振动光谱的基础.变换实验构型,不仅要考虑某一振动模式信号强度的大小,还要考虑不同构型下的信号检测效率.现有的和频振动光谱实验构型分析主要考虑前者.本文探讨实验构型分析中所涉及的信号检测效率问题,模拟在共向式和频(差频)及对射式和频(差频)振动光谱实验中选取何种实验构型对采集信号光更加合理有效.利用相干光学过程能量守恒和动量守恒原理,分析了入射角及入射光频率等因素对信号出射角的影响,并模拟了信号出射角与入射角及入射光频率的关系,得到了可选的入射角组合最多、出射角随入射光频率变化最小的实验构型.结果表明,和频振动光谱采取共向式实验构型,差频振动光谱采取对射式实验构型,有利于信号采集,进而有利于用实验构型分析方法对和频(差频)振动光谱进行定量研究. 展开更多

关键词 非线性光学 实验构型分析 和频振动光谱 差频振动光谱

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二氧化硅-十八烷基三氯硅烷界面的和频光谱相位测量及其测量精度分析 被引量：1

6

作者 刘晓杰 徐帅 +2 位作者 李玉琼 靳刚 冯冉冉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期789-795,共7页

相位测量和频振动光谱(SFG)可以获得物质表面分子取向等信息,但在实验重复性、实验设计和界面分析等方面仍有一些关键问题没有解决。相位误差会引起光谱变化并误导界面结构分析,因此分析并准确控制误差是相位测量SFG的关键技术。使用z-... 相位测量和频振动光谱(SFG)可以获得物质表面分子取向等信息,但在实验重复性、实验设计和界面分析等方面仍有一些关键问题没有解决。相位误差会引起光谱变化并误导界面结构分析,因此分析并准确控制误差是相位测量SFG的关键技术。使用z-切石英作为相位标准,测量了修饰在熔融石英基底上的十八烷基三氯硅烷(OTS)在C—H振动波段的和频振动光谱,对OTS的相位光谱进行了解析,结果表明OTS虚部光谱中,2878和2936 cm^(-1)处的两个正峰分别是末端CH_(3)的对称振动(CH_(3)ss)和费米共振(CH_(3)FR),2960 cm^(-1)处的负峰为CH 3的反对称伸缩振动(CH_(3)as),这三个峰的光谱特征和指认与文献一致。2910 cm^(-1)附近的负峰为CH_(2)反对称伸缩(CH_(2)as),与文献比较,约有20 cm^(-1)的偏移,且在2850 cm^(-1)附近还观察到一个负峰,归属为CH_(2)对称伸缩(CH_(2)ss),分析认为与文献的差异可能是因为样品制备时间影响了OTS的分子排列结构。通过建立OTS虚部谱与CH_(3)取向角的关系,发现CH_(3)的三种振动模式的c轴与表面法线的夹角均小于90°,其H更多为向上取向且排列有序,表明相位测量相较于强度测量可以获得更丰富的表面信息。同时,讨论了待测样品和参考样品位置的非一致性对相位测量精度的影响。通过测量OTS在三个不同位置(12.1,12.3和12.73 mm)的虚部谱,并与模拟相位误差的引入对虚部谱的影响对比,发现待测样品与参考样品测量位置间2.5μm的位移对应于1°的相位误差,20°相位的偏移会导致零点位置移动约6 cm^(-1),从而引起振动峰位置和符号等的改变,导致对光谱的错误解析。为了获得界面分子稳定可靠的相位信息,需要严格控制两次样品测量位置一致。实验研究结果为提高和频振动光谱相位测量的精度与准确性提供了指导,为界面分子表面态的检测与分析、及微小信号的探测提供了有效手段。 展开更多

关键词 二阶非线性光学技术 和频振动光谱 界面分子检测 相位测量

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和频光谱研究油酸包覆的Fe_3O_4纳米颗粒

7

作者 黄芝 郭源 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1517-1522,共6页

采用红外-可见和频振动光谱研究了表面包覆油酸分子的Fe3O4纳米颗粒,得到了2种实验构型(构型1:可见光入射角63°,红外光入射角55°;构型2:可见光入射角45°,红外光入射角55°)和3种偏振组合(ssp,ppp,sps)下的和频振动光... 采用红外-可见和频振动光谱研究了表面包覆油酸分子的Fe3O4纳米颗粒,得到了2种实验构型(构型1:可见光入射角63°,红外光入射角55°;构型2:可见光入射角45°,红外光入射角55°)和3种偏振组合(ssp,ppp,sps)下的和频振动光谱,比较了2种实验构型下和频光谱的特征,通过偏振分析方法对各个光谱峰进行了归属. 展开更多

关键词 和频振动光谱 四氧化三铁 纳米颗粒 油酸

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电化学谱学表征方法的应用与发展 被引量：1

8

作者 朱越洲 王琨 +3 位作者 郑世胜 汪弘嘉 董金超 李剑锋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-19,共19页

经历两个多世纪的发展,电化学表征方法的理论和实验研究不断完善,在表界面精细结构表征、电化学反应机理研究等方面起到重要作用。电化学谱学表征技术的出现,填补了传统电化学表征方法在分子水平上鉴定电化学反应活性位点及中间物种的... 经历两个多世纪的发展,电化学表征方法的理论和实验研究不断完善,在表界面精细结构表征、电化学反应机理研究等方面起到重要作用。电化学谱学表征技术的出现,填补了传统电化学表征方法在分子水平上鉴定电化学反应活性位点及中间物种的空白。本文总结了近年来红外光谱(IR)、表面增强拉曼光谱(SERS)及和频振动光谱(SFG)三种经典分子振动光谱电化学表征技术的研究进展。首先介绍了三种光谱的基本原理和电化学联用电解池的设计,然后从基础电化学理论出发,介绍其在模型单晶体系及界面水机理研究中的应用,进一步重点介绍了其在锂离子电池和燃料电池领域的相关研究进展,最后展望了电化学谱学表征技术的未来发展方向。 展开更多

关键词 光谱电化学 傅里叶变换红外光谱 表面增强拉曼光谱 和频振动光谱

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甲烷水合物成核过程的实验研究进展(特邀) 被引量：5

9

作者 张羽 梁荣达 +1 位作者 徐辉杰 田传山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期77-91,共15页

甲烷水合物(可燃冰)作为一种储量巨大、分布广泛的清洁能源而备受关注。围绕甲烷水合物的开采、以固态水合物形式储运天然气和氢气等问题开展基础科学研究,具有重要的科学意义和应用价值。成核过程是甲烷水合物形成的关键第一步,由甲烷... 甲烷水合物(可燃冰)作为一种储量巨大、分布广泛的清洁能源而备受关注。围绕甲烷水合物的开采、以固态水合物形式储运天然气和氢气等问题开展基础科学研究,具有重要的科学意义和应用价值。成核过程是甲烷水合物形成的关键第一步,由甲烷、水分子形成团簇并逐渐演化形成水合物的微观过程。然而,由于缺乏在高压环境下研究成核微观过程的有效实验方法,针对成核过程的实验研究进展缓慢。本文首先对气体水合物的结构及其性质进行了回顾;然后,以水合物演化的分子动力学模拟为基础,梳理现有关于水合物演化路径的初步认知;最后,以超快非线性光谱学方法为主,讨论了水合物实验研究的进展和展望。 展开更多

关键词 甲烷水合物 分子动力学模拟 拉曼光谱 中子衍射 和频振动光谱

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不同受限状态下链硫醇的非线性光学响应

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作者 卢晓林 周杰 李柏霖 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2342-2348,共7页

以和频(SFG)振动光谱技术探测了正十二硫醇(DDT)在不同受限状态下的分子振动信号,包括金属基底上的自组装单层(SAM)分子,放置在二氧化硅基底上的表面DDT化的金纳米粒子以及金纳米粒子的甲苯溶液.在三种状态下都探测到了来自于DDT分子的... 以和频(SFG)振动光谱技术探测了正十二硫醇(DDT)在不同受限状态下的分子振动信号,包括金属基底上的自组装单层(SAM)分子,放置在二氧化硅基底上的表面DDT化的金纳米粒子以及金纳米粒子的甲苯溶液.在三种状态下都探测到了来自于DDT分子的振动光谱,振动光谱的区别提供了在不同受限态下DDT分子的结构信息.在金属基底上DDT分子排列规整,放置在二氧化硅基底上的金纳米粒子表面的DDT分子具有一定的柔性,在空气-甲苯溶液界面金纳米粒子表面的DDT分子高度无序.此外,光谱实验显示,金纳米粒子表面的分子振动信号产生了局域场增强的效应,相对于金基底上的自组装单层分子而言,增强系数为102-103,取决于光谱的偏振组合. 展开更多

关键词 和频振动光谱 金纳米粒子 正十二硫醇 自组装单层 气液界面

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PEO-PPO聚醚嵌段共聚物的表面活性及其在溶液界面的结构 被引量：4

11

作者 刘佳豪 张旖芝 +3 位作者 王一帆 左彪 杨菊萍 王新平 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期449-455,共7页

利用和频振动光谱及表面张力测定技术对两亲性聚氧乙烯-聚氧丙烯(PEO-PPO)表面活性剂的表面活性及溶液界面结构进行了研究。结果表明:疏水PPO链段在溶液界面吸附并紧密排列是溶液表面张力降低的主要原因。增加溶液浓度、增大共聚物链内... 利用和频振动光谱及表面张力测定技术对两亲性聚氧乙烯-聚氧丙烯(PEO-PPO)表面活性剂的表面活性及溶液界面结构进行了研究。结果表明:疏水PPO链段在溶液界面吸附并紧密排列是溶液表面张力降低的主要原因。增加溶液浓度、增大共聚物链内PPO与PEO聚合度比值可增加高分子链在界面的吸附,并使PPO在界面紧密排列,侧基(甲基)有序取向。另外,PPO在分子链中的位置也对这一行为产生影响,PPO位于分子链两端时的结构更有利于PPO在表面紧密堆积,降低界面高分子链间相互作用,减小溶液表面张力。 展开更多

关键词 聚醚嵌段共聚物 表面活性剂 表面结构 和频振动光谱 表面张力

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