以氯化镉、对硝基苯甲酸和乙二胺(en)为原料, 成功合成了具有荧光性能的[Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物1, 并对其结构进行解析。首先, 采用水热合成法进行配合物1的合成。接着, 利用单晶X射线衍射测定配合物1的结构。然后, 采用元素分析法、红外光谱法(IR)、热重分析法(TGA)和粉末X射线衍射法(PXRD)对其进行表征。最后, 在室温条件下, 对配合物1进行荧光性能测试。实验结果表明: 配合物1通过N-HO、O-HO和C-HO氢键将离散结构连接形成三维超分子构型。配合物1在266 nm处激发, 在377 nm和444 nm处出现两个发射峰, 表现出较强的荧光性能。上述结果说明, 配合物1的荧光性能主要来自于配体到配体的跃迁, 可以作为具有发展潜能的荧光光学材料。

液态水是地球上大多数生化过程的化学支柱, 对生物的新陈代谢是必不可少的。 因此, 它是一个跨科学领域的关键课题。 水的理化特性被认为是氢键衍生结构的结果。 然而, 目前还很难在实验上定量地将水分子的理化特性与氢键结构联系起来形成完整的液态水分子结构理论。 拉曼光谱因其快速、 无损等优点成为表征液态水分子结构及其变化规律的主要手段。 目前, 水分子的拉曼光谱主要研究的是其高频振动模。 然而, 液态水较宽的低频拉曼模是氢键及其局部结构效应的结果, 包含高频峰无法表征的特征信息, 而超低频拉曼特征峰仍能在高温下揭示水分子（超）结构的许多关键细节。 因此, 在实验上实现对水分子的新型高温超低频拉曼光谱（5～200 cm-1频率区域）, 探测得到理论预测的全部四种平动特征模, 包括弯曲模（51.7 cm-1）、 扭转模（81.4 cm-1）、 对称（154.0 cm-1）和不对称拉伸模（188.6 cm-1）, 并在225.2 cm-1处额外发现了平动-旋转耦合特征模。 所有特征模都被精确指认。 高温超低频拉曼光谱实验发现, 首先在特征峰频率上, 由于高温下氢键断裂导致水分子间的平均结构关联长度（SLG）迅速缩短, 当温度从0 ℃升高到400 ℃, 所有四种超低频特征模的频率都随温度升高而大幅蓝移。 其次在特征峰强度上, 拉伸模的强度在100和200 ℃间出现明显降低。 而弯曲模的强度随着拉伸模频率从高频率到低频率依次升高, 这是理论研究从未涉及的。 最后在斯托克斯/反斯托克斯比值（RS/AS）上, 温度在150～170 ℃时（压强约为2 kbar）, RS/AS迅速从1.1增加到1.3; 当温度高于170 ℃时, RS/AS随温度线性变化。 综上所述, 通过对水分子各共振模的频率蓝移、 强度变化, 以及斯托克斯/反斯托克斯比值等特征进行细致研究, 得到温度对水分子结构, 尤其是氢键衍生特性的影响。 该新型高温超低频拉曼光谱方法, 填补了部分理论空白, 为深入全面地理解水分子结构提供了重要的实验依据。

以2,4′-联苯二甲酸(H2bpdc)和1,10-邻菲罗啉(phen)为配体, 采用水热法合成一例三维超分子网状镉(Ⅱ)配合物［Cd(bpdc)(phen)2(H2O)］·6H2O (1)。通过单晶X射线衍射分析, 元素分析和红外光谱分析表征化合物1的结构。单晶X射线衍射分析结果表明, 化合物1属于三斜晶系, P1空间群, 中心金属Cd(Ⅱ)离子呈现六配位扭曲八面体构型, 通过两种氢键作用和π—π堆积作用形成三维超分子结构。同时, 对化合物1进行固态/溶液以及不同温度下的荧光性能测试。以350 nm为激发波长进行激发, 298 K固态时, 化合物1在390 nm处有强发射峰, 呈现紫色荧光;77 K固态时, 化合物1的荧光光谱具有两个发射谱带, 分别位于380和520 nm处, 是因为在低温时化合物1表现出精细结构。298 K时, 化合物1在DMSO溶液和CH3OH溶液中分别在380和375 nm有最大发射, 相对于固态最大发射波长发生蓝移, 呈现紫色荧光。这均是基于中心金属微扰配体中心的π*→π跃迁发射。研究了化合物1固态和溶液的荧光寿命, 化合物1荧光衰减过程包含双组分。298 K条件下, 化合物1在DMSO溶液中的寿命(τ1=1.73 μs和τ2=14.07 μs)比CH3OH溶液中的荧光寿命(τ1=1.21 μs和τ2=12.44 μs)长。此外, 77 K固态时的荧光寿命(τ1=1.96 μs和τ2=16.11 μs)长于298 K的固态荧光寿命(τ1=1.20 μs和τ2=11.34 μs), 这是因为低温条件下降低分子内部的非辐射跃迁, 从而延长固态荧光寿命。

煤结构中存在的大量氢键对其化学结构和性质具有重要影响。 为了研究煤在冲击破坏过程中氢键的变化。 设计落锤循环冲击系统, 实现对煤样的循环定量冲击。 利用红外光谱仪进行光谱分析。 研究得出东庞1/3焦煤主要的氢键类型是free OH groups, OH…π, OH…OH, cyclic OH tetramers和OH…N以及它们随冲击破坏的变化规律。 在冲击力的作用下, 煤体分子间氢键吸收强度变化非常明显, 自由羟基也在冲击作用下发生机械力化学反应。 对红外光谱进行高斯函数拟合分峰, 发现各类氢键吸收强度随着冲能量的增加而减小, 但其趋势在放缓。 统计两者关系, 得到各类氢键的光谱吸收强度与冲击能量的拟合方程, 两者符合幂函数关系。 对比拟合方程的幂指数, 得出氢键在受冲击破坏时发生变化的敏感性顺序: free OH groups>cyclic OH tetramers>OH…N>OH…π>OH…OH。

要获得吸附性能良好的非共价型分子印迹聚合物, 聚合前模板分子与功能单体的结合程度至关重要。 而相关研究报道较少。 文章采用紫外光谱并结合红外光谱分析法, 研究了模板分子穿心莲内酯与功能单体丙烯酰胺(AM)在3种溶剂乙腈、 四氢呋喃和乙酸乙酯中相互作用力的大小。 实验结果发现, 穿心莲内酯与AM在乙腈溶剂中, 224 nm处的紫外吸收峰发生蓝移, 蓝移5 nm, 且吸收峰增强, 红外光谱中O—H伸缩振动峰发生蓝移, 蓝移近8 cm-1, N—H伸缩振动峰蓝移近6 cm-1, 表明两者之间发生较强的蓝移氢键作用力； 而它们在另两种溶剂中作用力很微弱。 因此, 加入功能单体后光谱改变越大分子间作用力越强, 识别点的选择性越好, 由此制备的分子印迹聚合物吸附性能越好。

动物丝纤维的特殊性能与丝蛋白的构象密切相关, 本文对蜘蛛牵引丝的不同溶剂下的收缩率和水处理的构象变化进行了研究。水中蜘蛛丝收缩最大, 达到50%; 通过红外光谱分析, 对水处理的丝蛋白的构象进行了研究, 结果表明丝蛋白β折叠结构增加, 而β转角变化很小。氢键受到水分子的影响高频组份与低频组份比例发生变化, 进而对酰胺I谱带的C=O的振动的频率产生影响, 使C=O的电子云密度降低, 酰胺I频率向低频方向发生移动,这说明酰胺I的振动频率与氢键是紧密相关的。