本文采用激光拉曼光谱仪(Raman)、傅立叶变换显微红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD), 结合三维视频显微镜、场发射环境扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS), 对中国国家博物馆馆藏汉代瓦当基体及其表面析出物进行分析鉴定。通过显微观察发现瓦当表面析出物主要有两种, 即黄白色块状物和由非常细小的白色绒毛状物质组成的针状物。通过四种仪器分析结果相互印证, 确定黄白色块状物的主要成分为碳酸钙, 白色针状物的主要成分为Ca3(CH3COO)3Cl(NO3)2·6H2O, 一种陶质文物在酸性环境中形成的有机酸钙盐。建议将陶质文物从酸性环境中移出并进行脱盐处理, 储存在无酸环境中。光谱分析法可为陶质文物表面析出物成分的确定提供强有力的技术支持, 其科学的检测分析数据对探究文物病害产生的原因以及文物保护修复方案的制定提供必要且充分的保障。
陶质文物 表面析出物 有机酸 拉曼光谱 红外光谱 ancient pottery crystalline efflorescence organic acid raman spectroscopy infrared spectroscopy
1 河北金融学院信息工程与计算机学院，保定 071051
2 河北大学物理科学与技术学院，保定 071002
晶体硅表面钝化是高效率晶体硅太阳能电池的核心技术，直接影响晶体硅器件的性能。本文采用第一性原理方法研究了一种超强酸-双三氟甲基磺酰亚胺(TFSI)钝化晶体硅(001)表面。研究发现，TFSI的四氧原子结构能够与Si(001)表面Si原子有效成键，吸附能达到-5.124 eV。电子局域函数研究表明，TFSI的O原子与晶体硅表面的Si的成键类型为金属键。由态密度和电荷差分密度分析可知，Si表面原子的电子向TFSI转移，从而有效降低了Si表面的电子复合中心，有利于提高晶体硅的少子寿命。Bader电荷显示，伴随着TFSI钝化晶体硅表面的Si原子，表面Si原子电荷电量减少，而TFSI中的O原子和S原子电荷电量相应增加，进一步证明了TFSI钝化Si表面后的电子转移。该工作为第一性原理方法预测有机强酸钝化晶体硅表面的钝化效果提供了数据支撑。
单晶硅 表面缺陷 钝化 有机强酸 第一性原理 态密度 single crystal silicon surface defect passivation TFSI TFSI organic acid first principle density of state
1 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083
2 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室, 北京 100081
3 安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230036
尿素是我国主要的氮肥品种, 但其活性高, 在土壤中水解后极易通过挥发和淋洗损失, 利用率低, 造成养分资源浪费并污染环境。 使用有机酸对尿素进行改性可以延缓尿素分解, 提高尿素利用率, 但有机酸与尿素的结合方式及其增效机理尚不明确。 研究中选取柠檬酸和水杨酸两种小分子有机酸作为添加剂, 分别加入到熔融尿素中, 获得柠檬酸尿素与水杨酸尿素。 利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析材料的化学结构, 利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)研究材料的物质组成及相对分子质量, 尝试通过以上多谱学的分析方法, 明晰两种有机酸与尿素的结合方式。 结果表明, 柠檬酸和水杨酸与尿素结合后, FTIR在3 348 cm-1处产生了加强的伯胺振动峰, 推测小分子有机酸与尿素在伯胺处发生了反应。 XPS C(1s)和N(1s)图谱分别出现新的碳结构(—CX)和新的氮结构(—NX), 降低了柠檬酸/水杨酸中原有羧基碳结构和尿素中酰胺基氮结构的相对含量, O(1s)图谱出现C—OH化学键断裂, 表明, 柠檬酸/水杨酸的羧基与尿素的酰胺基相互作用生成了新的物质。 LC-MS分析发现柠檬酸尿素/水杨酸尿素中的新物质可能是柠檬酸/水杨酸的羧基与尿素的酰胺基发生脱水反应, 生成含有O=C—NH—C(O)—NH2结构的物质。 因此, 利用光谱分析等手段明晰了有机酸与尿素的结合方式与结合产物特征, 为有机高分子与尿素反应机理的研究提供了理论依据, 为后续高效肥料增效剂的筛选提供了方向。
尿素 小分子有机酸 分子结构 傅里叶变换红外光谱 X射线光电子能谱 液相色谱质谱联用 Urea Low-molecular-weight organic acid Molecular structure FTIR XPS LC-MS 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3129
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 中国气象局气象干部培训学院安徽分院,安徽 合肥 230061
大气中有机成分种类繁多,结构复杂,有机酸作为大气环境各相中含量最丰富的有机物种之一备受关注,最近的实验研究表明,部分芳香族 有机酸能够促进硫酸-水团簇的成核及生长。理论计算也表明在有机酸的存在下,一些小分子有机酸与硫酸通过氢键的相互作用形成非均 相的团簇降低了成核壁垒,从而促进团簇的形成,对新粒子的成核产生具有重要促进作用。鉴于有机酸对大气气溶胶成核机理研究具有重 要的意义,对其近些年在实验和理论上的进展进行了回顾,并对未来前景作了展望。
气溶胶 新粒子生成 有机酸 成核机理 团簇 aerosols new particle formation organic acid mechanism of nucleation cluster 大气与环境光学学报
2018, 13(5): 355
1 华东理工大学， 上海市功能性材料化学重点实验室， 上海200237
2 上海博物馆, 文物保护与考古科学实验室, 上海200050
3 烟台出入境检验检疫局技术中心, 山东 烟台264000
研究文物微环境污染因素对文物材料影响是分析文物老化原因和妥善保存文物的重要基础。 利用红外光谱（FTIR/ATR）剖析了文物微环境中甲酸、 乙酸气体对蚕丝纤维结构影响。 结果表明： 低浓度甲酸气体能减弱纤维分子内氢键， 使酰胺Ⅰ（1 617 cm-1）谱峰减弱、 酰胺Ⅱ谱峰(1 515 cm-1)变窄、 无规线团构象的酰胺Ⅲ谱峰(1 230 cm-1)增强、 纤维结晶度下降； 当浓度高于8.1 mg·m-3时, 呈β-折叠构象的肽链段（GlyAla）n特征谱峰（1 000， 975 cm-1）增强、 纤维结晶度提高。 分析认为呈无规线团构象的短肽链发生β-折叠构象转变。 乙酸气体对酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ谱峰影响不明显， 但能引起无规线团构象增加和纤维结晶度降低， 其作用弱于甲酸气体。 本研究为进一步分析丝织品保存环境污染物的危害作用提供基础数据。
蚕丝纤维 有机酸 红外光谱 构象变化 Silk fiber Organic acid Infrared spectroscopy Conformational change
中国农业科学院草原研究所， 内蒙古 呼和浩特 010010
采用DA-7200型近红外光谱仪的近红外漫反射光谱技术建立了玉米青贮饲 料发酵产物及总分定量分析模型。所建立的有机酸氨态氮总分近红外模型的检测结果优于乳 酸、乙酸等6项发酵产物的近红外模型的检测结果。其中，有机酸氨态氮总分近红外模型的预测 相关系数为0.8453，预测均差为10.3582。青贮品质的判断准确率为80.15 %。综合结果表明，利用近 红外光谱法可以定量测定玉米青贮饲料的有机酸氨态氮总分并分析其品质的优劣，对于丰富青贮饲 料青贮品质快速检测手段具有实际应用意义。
近红外光谱法 青贮玉米 有机酸 氨态氮 总分 near infrared spectroscopy silage maize organic acid ammoniacal nitrogen comprehensive valuation results
