高锰酸钾三级中红外光谱测定

Determination Three-stage MIR Spectroscopy of KMnO4

目的:采用三级MIR光谱(包括:MIR光谱、TD-MIR光谱和2D-MIR光谱)建立一种高锰酸钾结构及热稳定性研究方法。方法:中红外(MIR)光谱(包括:一维MIR光谱和二阶导数MIR光谱)开展了高锰酸钾的分子结构研究。采用二维中红外(2D-MIR)光谱进一步开展了高锰酸钾的热稳定性研究。结果:高锰酸钾的红外吸收模式主要包括:MnO不对称伸缩振动模式(νasMnO-高锰酸钾)和OMnO不对称变角振动模式(δasOMnO-高锰酸钾)。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展了温度变化对于高锰酸钾结构的影响。研究发现:在293 K^393 K范围内,随着测定温度的升高,高锰酸钾νasMnO-高锰酸钾和δasOMnO-高锰酸钾对应的红外吸收频率和强度均发生明显的改变。研究发现:高锰酸钾δasOMnO-高锰酸钾-二维对应的吸收频率包括:848 cm^-1(δasOMnO-1-高锰酸钾-二维)、844 cm^-1(δasOMnO-2-高锰酸钾-二维)和838 cm^-1(δasOMnO-3-高锰酸钾-二维)。随着测定温度的升高,高锰酸钾δasOMnO-高锰酸钾-二维吸收峰变化快慢顺序为:844 cm^-1(δasOMnO-2-高锰酸钾-二维)>848 cm^-1(δasOMnO-1-高锰酸钾-二维)>838 cm^-1(δasOMnO-3-高锰酸钾-二维)。高锰酸钾νasMnO-高锰酸钾-二维对应的吸收频率包括:912 cm^-1(νasMnO-1-高锰酸钾-二维)、908 cm^-1(νasMnO-2-高锰酸钾-二维)和902 cm^-1(νasMnO-3-高锰酸钾-二维)。随着测定温度的升高,高锰酸钾νasMnO-高锰酸钾-二维吸收峰变化快慢顺序为:908 cm^-1(νasMnO-2-高锰酸钾-二维)>902 cm^-1(νasMnO-3-高锰酸钾-二维)>912 cm^-1(νasMnO-1-高锰酸钾-二维)。结论:拓展了三级MIR光谱在重要的无机化工产品(高锰酸钾)结构及热稳定性的研究范围。

Objective:The aim is to determine a new content with three-stage MIR spectroscopy(including:MIR spectroscopy,TD-MIR spectroscopy and 2D-MIR spectroscopy)and provide the basis for the structure and thermal stability of KMnO4.Methods:The KMnO4 molecular structure were characterized by the infrared(MIR)spectroscopy(including:one-dimensional MIR spectroscopy and second derivative MIR spectroscopy).The thermal stability of KMnO4(νasMnO-KMnO4 andδasOMnO-KMnO4)were considered by the two dimensional infrared(2D-MIR)spectroscopy also.Results:There were KMnO4/MnO asymmetry stretch vibration mode(νasMnO-KMnO4),KMnO4/OMnO asymmetry bending vibration mode(δasOMnO-KMnO4).The temperature effect on KMnO4 structure by temperature-dependent infrared(TD-MIR)spectroscopy were studied also in the temperature range 293 K^393 K.With the increase of the temperature,the corresponding frequency and intensity of KMnO4(νasMnO-KMnO4 andδasOMnO-KMnO4)had changed obviously.There were 848 cm^-1(δasOMnO-1-KMnO4-2D),844 cm^-1(δasOMnO-2-KMnO4-2D),838 cm^-1(δasOMnO-3-KMnO4-2D)and the sequence of KMnO4/δasOMnO-KMnO4-2D infrared absorption peak changes were 844 cm^-1(δasOMnO-2-KMnO4-2D)>848cm^-1(δasOMnO-1-KMnO4-2D)>838cm^-1(δasOMnO-3-KMnO4-2D).There were 912 cm^-1(νasMnO-1-KMnO4-2D),908 cm^-1(νasMnO-2-KMnO4-2D),902 cm^-1(νasMnO-3-KMnO4-2D)and the sequence of MnO4/νasMnO-KMnO4-2D infrared absorption peak changes were 908 cm^-1(νasMnO-2-KMnO4-2D)>902 cm^-1(νasMnO-3-KMnO4-2D)>912 cm^-1(νasMnO-1-KMnO4-2D).Conclusions:This paper demonstrated the key roles of three-step MIR spectroscopy in the analysis of structure and thermal stability of the important inorganic chemical products(KMnO4).