气溶胶光学特性及其分布位置直接决定了偏振模式的外观形态及变化.文章以偏振光在气溶胶粒子中发生的米氏多次散射理论为基础,采用蒙特卡罗过程仿真、选取气溶胶特征参数半查找表的科学研究方法,对比分析337 nm、514 nm、1536 nm三个波长分别在同温层、大陆层、近地层气溶胶出射时的大气偏振模式变化幅度和规律.模式仿真结果显示紫外波段在近地层气溶胶作用下消失,蓝绿波段相对稳定、尺度分布宽泛,红外波段的穿透性明显强于其他两个波段、起偏剧烈;统计分析构建模式中每个点的偏振度发现每个波段都有各自的稳定区间,模式中偏振度衰减或起偏均趋向于这个区间值.这为已知大气背景模式下,选取合适波段探测目标偏振扰动提供了一定的参考依据.

本文通过简单的一步合成法制备出了壳层隔绝的银/聚邻巯基苯胺纳米粒子.制得的邻巯基苯胺壳层符合设计要求,并且,仅通过改变加入表面活性剂十二烷基硫酸钠的量便可调控壳层厚度,所得2nm厚度的壳层均一、无针孔且具氨基功能化.鉴于银核的超强等离子共振效应,当这种具有超薄壳层的银/聚邻巯基苯胺纳米粒子作为表面增强拉曼的基底材料时,可获得极强的拉曼增强信号.

高压固相复分解(HPSSM)反应法是一种新型的金属氮化物合成方法.本文对HPSSM法合成的GaN晶体进行了高压、高温和低温原位拉曼散射研究.给出了HPSSM GaN各拉曼振动模的Grüneisen参数以及一阶拉曼频移和拉曼模半峰宽随温度变化的关系.通过SCM空间相关模型对常温常压下GaN晶体拉曼光谱拟合,得到其空间关联长度;并利用三声子耦合模型拟合变温拉曼光谱.实验所获得的物理参数同MOCVD GaN的参数进行了比较.

通过调节浓硫酸和苯胺单体的摩尔比,采用电化学沉积法制备了聚苯胺(Polyaniline,PANI)纳米粒子和纳米棒.利用拉曼光谱技术研究了PANI纳米颗粒和纳米棒分子链的结构特征,结果表明PANI纳米颗粒的分子链结构主要是苯式结构,而PANI纳米棒的分子链主要是醌式结构.另外,随着电化学沉积时间的增加,尽管PANI在生长过程中表现出不同的结构特性,但是电化学沉积15 min后,两种结构的PANI基本生长完善.

颗粒粒径大小决定了微凝胶的相变行为,因此采用有效可靠的手段来确定胶体悬浮液中颗粒的平均粒径及粒度分布是至关重要的.CONTIN算法是分析动态光散射实验数据,获取胶体悬浮液中颗粒粒度分布的有效算法,但目前的最优正则化参数选取策略依赖于颗粒粒度分布的先验条件.为此,本文提出利用V-曲线准则获取最优正则化参数,使用CONTIN算法表征微凝胶悬浮液颗粒系的平均粒径和粒径分布信息.实验结果表明,与V-曲线正则化参数选取准则相结合,利用CONTIN算法可以有效的获取微凝胶悬浮液的颗粒粒度信息.

本文以5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷为底物,探测细胞结构中β-半乳糖苷酶的活性.作为β-半乳糖苷酶的底物,5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷在细胞β-半乳糖苷酶酶解作用下,形成靛蓝染料衍生物,在贵金属表面具有较强的表面增强拉曼散射.这种通过表面增强拉曼光谱探测细胞酶活性的方法,与高速拉曼线扫描相结合,可以快速地评估细胞种群的酶活性.

利用激光共焦拉曼光谱仪测定了不同氧化铝含量的Na3AlF6-Al2O3体系的常温与升温拉曼光谱,通过解析该拉曼光谱总结了其离子结构的种类以及随温度的变化规律,并对相应的拉曼谱峰进行了归属.结果表明当温度升至1173 K及以上时,样品开始熔化并出现AlF63-→AlF4-的转化,同时伴有复杂离子的生成.将实验结果与模拟计算结合,发现在氧化铝含量较高的样品中存在络合离子Al2O2F42-.

本文考察便携式拉曼光谱仪对毒品和易制毒化学品的检测识别能力,主要是利用RT3000便携式拉曼光谱仪对甲基安非他命、安眠酮等10种毒品进行测试,以及对黄樟脑、甲苯等10种易制毒化学品进行测试,同时测定白糖、淀粉等白色安全粉末的拉曼谱图.利用专门的建库软件建立以上标准物质的拉曼谱图库,并考察其识别能力.结果显示:此10种毒品和10种易制毒化学品都具有典型的特征拉曼峰,将此毒品和易制毒化学品谱图进行建库,可以对其进行分子层面的准确识别.通过对算法识别的优化以及阈值的调节,便携式拉曼光谱仪所测安全粉末的误报率为0.便携式拉曼光谱仪具有重量轻,便于携带的功能,可为毒品和易制毒化学品的现场快速判别提供一种新的手段,具有良好的应用前景.

本文报道了一种用于气炮动态加载实验中的在线光散射测试技术.该实验技术具有技术简单、激发光源工作电压低、光源响应时间短、光源输出功率稳定的优点.利用该实验技术研究了水在多次冲击压缩过程中的相变行为,发现当水被冲击压缩到约2 GPa以上时,其透明性开始下降.经分析认为水的透明性下降是由水的液-固相变引起的.

本文以聚苯乙烯纳米颗粒作为测量对象,分别采用最为常见的扫描电子显微镜法(SEM)和动态光散射法(DLS)测量其粒径.结果表明:电子显微镜法可观察颗粒形貌及结构,但测量误差偏大;动态光散射法可精确测量颗粒粒径及其分布状态.分析讨论了这两种测量方法的优缺点,对纳米颗粒测量具有重要的指导作用.

用衰减法和水标样法测量多孔SiO2的小角X光散射绝对强度,并以此计算样品中的空隙体积分数关系.将所得结果与用氮气吸附法得到的结果进行比较,表明了用标样法得到的结果更加接近于氮气吸附法测量得到的结果,因而间接地表明了标样法要比衰减法测得的小角散射绝对强度更加可靠.文章进一步讨论了这两种方法的特点以及误差产生的原因.该实验结果和讨论将有助于进一步加深对这两种绝对强度测试方法的理解,并在实验中选择合适的测量方法.

采用傅里叶红外光谱法和二维相关红外光谱法对中药溪黄草的4种基源植物进行了鉴别研究.结果表明,溪黄草4种基源植物共有成分为酯类、羧酸类、黄酮类、木质素、芳香类、糖苷类等,但四者各主体成分的相对含量差别较大,其中纤花线纹香茶菜和溪黄草富含酯类、羧酸类物质、木质素、芳香族化合物,而线纹香茶菜和狭基线纹香茶菜中富含黄酮类物质.在二维相关红外光谱上,根据它们自动峰的数目、位置、相对峰强度的差异,可实现对中药溪黄草4种基源植物的鉴别.该方法快速、简便、无损、客观、成本低、重复性好,为中药溪黄草的基源种的鉴别提供了新的有效方法.

本文利用红外光谱结合主成分(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)研究了朝天椒(簇生椒)和涮涮辣.测试了2种辣椒60个样品的红外光谱,对光谱范围1800~950 cm-1做二阶导数处理,发现在该区间存在着明显的差异,利用该区间二阶导数光谱数据进行主成分分析和偏最小二乘法,结果表明PCA和PLS-DA都能很好的区别两种辣椒,其中主成分的正确率为100%,偏最小二乘法在隐含潜含变量为12个时其正确率最好,朝天椒的正确率为86.7%,涮涮辣的正确率为93.3%.结果表明小波变换结合PCA和PLS-DA用于傅里叶变换红外光谱技术中能够准确地识别朝天椒和涮涮辣,为区分不同品种的辣椒提供快速和有效的方法.

本文通过比较细菌叶绿素a(BChl a)吸附于Au纳米颗粒表面前后吸收光谱、荧光光谱、绝对量子产率和荧光寿命的变化,研究金纳米颗粒表面对吸附态细菌叶绿素a(BChl a)自发荧光辐射过程的影响.结果表明,BChl a吸附到Au纳米颗粒表面后,单体和二聚体BChl a吸收峰位均红移约3 nm;BChl a单体发射的荧光峰位置从784 nm红移到791 nm,BChl a二聚体发射的荧光峰位置从684 nm红移到689 nm,二者荧光均发生淬灭;荧光量子效率降低;荧光寿命在误差范围内保持不变.原因可能来自两个方面:(1)BChl a吸附到Au导电表面后使得与自发辐射跃迁速率相关的光子能态密度变小,从而使BChl a自发辐射速率降低;(2)BChl a与纳米Au颗粒表面间的无辐射能量转移导致吸附态BChl a非辐射速率增大.

测定了不同温度下面粉蛋白质酰胺 Ⅲ 带的一维红外光谱,二阶导数红外光谱和去卷积红外光谱.研究发现:随着测定温度的升高,面粉蛋白质中的 α-螺旋结构的、β-转角结构、无规卷曲结构和 β-折叠结构红外吸收强度均有所增加.进一步研究了面粉蛋白质酰胺 Ⅲ 带的二维红外光谱.研究发现:随着测定温度的升高,面粉中蛋白质酰胺 Ⅲ 带的红外吸收强度变化快慢趋势是:1312 cm-1(α-螺旋结构)> 1285 cm-1(β-转角结构)> 1260 cm-1(无规卷曲结构)> 1229 cm-1(β-折叠结构).

NO2是大气污染的主要气体之一,其浓度的快速监测对相应地区环境改善具有重要的指导意义.本文以NO2浓度极低时的地面天顶光作为参考光谱,其它时刻天顶光作为样品光谱,利用差分吸收光谱(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)法,对2014年2月5日邯郸市大气中NO2浓度及其变化进行了实时监测,并分析了浓度变化的原因.本文采用的NO2浓度监测方法具有实验搭建简单、耗费较低、精度较高等优点,具备较强的实用性.

针对水中存在碘离子、溴离子等干扰物时硝酸根浓度的测定问题,本论文将最小二乘支持向量回归机应用于混合溶液的光谱数据分析并建立起硝酸根、碘离子和溴离子含量的预测模型.实验结果表明:经过本文算法训练后的模型可以较准确的预测混合溶液中硝酸根的含量,基本消除了碘离子、溴离子对测定的干扰.本方法与传统方法相比较,无需化学和物理方法分离,精度高,速度快,适用于水质在线监测系统中对硝酸根含量的测定.

对金银复合纳米颗粒的去极化光谱进行了理论计算和研究.研究结果表明:金银复合纳米颗粒去极化光谱具有单峰的特征.在不同能量光照下,其介电常数是不同的,所以其去极化光谱也是变化的,然而其峰值总是介于纯金和纯银纳米颗粒去极化峰值之间,并且随着金银复合纳米颗粒中银体积分数的增加,去极化峰位于449~268 nm附近,即近乎线性蓝移,峰形为高斯型,半高宽在514~324 nm范围内近乎线性的减小.这说明可以通过控制入射光的能量和金银的组分来可控的改变金-银复合纳米颗粒的去极化光谱.