原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析的应用

对原位漫反射中红外光谱开展了氢氧化钠杂质研究。实验发现:氢氧化钠杂质主要包括:少量碳酸钠和水。碳酸钠分子主要的红外吸收模式包括:C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3))和CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3))的合频峰(νC=O-Na_(2)CO_(3)+βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团不对称伸缩振动模式(νasCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团对称伸缩振动模式(νsCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团面外弯曲振动模式(rCO_(3)-Na_(2)CO_(3))及CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));水分子主要的红外吸收模式包括:OH基团伸缩振动模式(νOH-H_(2)O)。原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析领域,具有重要的应用研究价值。

天然红宝石结构的原位漫反射中红外光谱研究

利用原位漫反射中红外光谱研究天然红宝石的结构,发现红宝石结构的红外吸收模式主要包括:α-Al_(2)O_(3)分子中O^(2-)对静止Al^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-O-Al))、Cr_(2)O_(3)分子中O^(2−)对静止Cr^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(Cr_(2)O_(3)-O-Cr))、Fe_(2)O_(3)分子中O_(2)−对静止Fe3+位移对应的红外吸收模式(ν_(Fe_(2)O_(3)-O-Fe))、α-Al_(2)O_(3)分子中Al^(3+)之间位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-Al-Al))及锌尖晶石特征红外吸收模式(νZnAl_(2)O4);红宝石的主要结构包括:α-Al_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)及少量共生锌尖晶石。采用原位漫反射中红外光谱,研究小颗粒红宝石类矿物结构具有重要的应用价值。

氢氧化钠分子结构原位漫反射一维及二维漫反射中红外光谱研究

通过原位一维漫反射中红外(MIR)光谱开展了氢氧化钠分子结构研究。实验发现,氢氧化钠分子结构主要红外吸收模式包括OH基团伸缩振动模式(νOH-NaOH-_(一维))和OH基团面内摇摆振动模式(ρOH-NaOH-_(一维))。进一步开展了氢氧化钠分子结构的原位二维漫反射MIR光谱研究。采用原位漫反射一维及二维漫反射MIR光谱开展氢氧化钠结构研究,对氯碱工业具有重要意义。

原位衰减全反射表面增强红外光谱示踪单原子催化二氧化碳电还原反应中间体的研究进展

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)涉及多个电子和质子转移,动态演变过程复杂.具有结构简单性和均匀性的单原子催化剂(SACs)是研究上述复杂过程的理想模型催化剂,有利于理解催化构效关系.原位衰减全反射表面增强红外光谱技术为识别单原子催化CO_(2)RR的动态演变过程提供了有利方法.本文总结了原位红外光谱在电催化CO_(2)RR研究中的应用:首先,简要介绍了电化学衰减全反射表面增强红外光谱的表面增强机制;详细探讨了原位衰减全反射表面增强红外光谱技术在研究原子级金属催化剂催化CO_(2)/CORR反应动态演变过程的关键作用;简述了原位红外谱图确定界面水的相关信息以及电极局部pH值的定量方法.原位电化学红外光谱技术加深了对CO_(2)RR反应机制的理解,揭示了催化剂结构、电解质种类、分子吸附方式等对反应活性和选择性的调控规律.尽管研究已取得较大进展,但由于电催化CO_(2)RR的复杂性,学者对该反应的认知仍不够全面和深入,面临的机遇和挑战如下:(1)精准辨识CO_(2)RR关键中间体/生成物.特别是当中间体/生成物的特征峰与其他峰重叠时,精准识别相关特征峰将极具挑战.一方面,需进一步提高原位光谱技术分辨率;另一方面,近年来深度学习算法在光谱分析领域的应用为中间体/生成物混合特征峰的精准识别提供了有效方案,此类算法能建立变量之间的关系,实现光谱中特征信息的智能、精准提取;(2)深入解析CO_(2)RR机理和复杂的反应路径.目前,研究者尚难以通过直接实验手段明确CO_(2)RR路径.原位电化学红外光谱技术结合密度泛函理论(DFT)是明确CO_(2)RR中间体和反应途径的可行方案,能够进一步指导反应条件优化和催化剂结构设计;(3)建立工况下的原位CO_(2)RR机理研究方案.膜电极组件(MEA)电解槽通过使用膜直接连接阴极气体扩散电极和阳极,有效解决了H型反应器的局限性,具有工业应用前景.然而,基于MEA的工况条件CO_(2)RR机制研究鲜有报道.因此,需要开发工况条件下的原位电化学光谱技术,以探究三相界面分子尺度关键中间体/生成物动态演变,并建立工况条件的CO_(2)RR催化构效关系,这将有助于提高工况下的选择性、转化效率,以及实现更高价值的多碳产品的规模生产,并进一步指导高效反应器设计.综上,本文详细综述了原位红外光谱在电化学CO_(2)RR研究中的应用,并对电催化CO_(2)RR目前遇到的问题提出了解决方案,希望对广大科研工作者利用原位红外光谱进一步深入研究电催化CO_(2)RR提供参考和借鉴.

泥质烃源岩中蒙皂石与有机质的水桥结合作用——来自原位漫反射红外光谱的证据

对济阳坳陷东营凹陷古近系渐新统沙河街组粘土矿物含量较高的烃源岩粉碎后,提取粒径小于2μm的粘土组分,运用原位漫反射红外光谱技术研究有机质与蒙皂石结合作用机制。当升温至250℃以上时,谱图显示水与羧基振动峰位置发生同步性对应变化,在400℃附近两峰同时消失。将每50℃间水和羧基振动峰面积的差值量作对比发现,在250℃以上温度段面积损失量具有明显的相关性。X-射线衍射结果显示,蒙皂石层间由于物质柱撑作用,d001衍射峰直到450℃才收缩至1.0 nm,表明含羧基有机分子主要通过氢键与蒙皂石层间水合阳离子相互作用,层间水分子作为"桥梁"将有机质和蒙皂石联结起来。由于"水桥"的联结作用,"水桥"水分子的脱附温度和所联结羧酸分子的分解温度均明显升高,在较高温度下水桥断裂,二者才从蒙皂石层间一同排出。泥质烃源岩中有机质-粘土相互作用机制——水桥机理及其排水滞后性特征,对源岩的生烃、排烃和油气的初次运移具有十分重要的影响。

褐煤中水分的原位漫反射红外光谱研究

采用漫反射红外光谱 ( DRIFT)法 ,以 1 4 0℃时褐煤的单光束图为背景研究了两种褐煤中的水分 .结果表明 ,褐煤中水分的含量与光谱图相应区域的积分面积呈线性关系 ;在计算煤中水分形成的氢键键能的基础上 ,讨论了水分与煤表面间的氢键相互作用 ;根据 DRIFT谱 ,将煤中的水分分为游离态的水与以弱氢键与煤表面结合的水和与煤形成强氢键的水 .低于 80℃时主要脱除前者 ,而高于 80℃则主要脱除后者 .

原位漫反射红外光谱中采用新的实验手段研究煤岩显微组分中的氢键

首次提出采用小瓷片反应器 ,结合增大载气流量的方法进行产生挥发组分固体的原位漫反射红外光谱实验 ,研究了两种煤的镜质组和丝质组中的氢键分布及热稳定性 .两种显微组分间氢键分布的规律相似 ;镜质组中 SH—N、羧酸二聚体和自缔合羟基等的热稳定性比丝质组中的高 .但对 OH— N、羟基四聚体和OH— OR2 的热稳定性随煤岩组分的变化无明显规律 ;随着温度的升高 ,OH-π含量先升高后降低 ,于 3 5 0～3 80℃达最大值 ,其中镜质组 OH-π的含量增加较快 .

原位漫反射傅里叶变换红外光谱研究锰铁基催化剂上低温选择性催化还原反应机理(英文)

采用自蔓延燃烧法制备了Ti0.9Mn0.05Fe0.05O2-δ催化剂,运用原位漫反射傅里叶变换红外光谱对该催化剂的NO和NH3稳态吸附以及NO和NH3瞬态反应进行了详细地分析与讨论.结果表明,相比于Lewis酸性位,150 oC时Brnsted酸性位吸附的NH3更具有SCR活性;与双齿硝酸盐和桥式硝酸盐相比,NO吸附产生的单齿硝酸盐是主要的中间物种;该SCR反应遵循Eley-Rideal和Langmuir-Hinshelwood机理,但以后者为主.另外,O2的存在有利于NO的氧化和配位态NH3的活化.

原位漫反射红外光谱研究NO和NH_3在CuO/γ-Al_2O_3催化剂上的吸附行为

利用原位漫反射红外光谱法在线研究NH3和NO在CuO/γ-Al2O3催化剂表面吸附和氧化的反应过程。NH3不仅能被吸附在L酸位,也能被吸附在B酸位。NH3氧化脱氢形成NH2物种是反应的中间步骤。NO和NO2以多种形态吸附在催化剂表面。O2存在条件下有利于吸附的NO物种被氧化成高价的NO2。暂态实验中,吸附NH3饱和的催化剂载体通入NO和O2后,共价吸附的NH3首先消失,而NH+4没有参加反应。吸附NO饱和的催化剂载体通入NH3和O2后,吸附态NO特征峰基本没有变化。选择性催化还原反应发生在吸附态NH3和气态NO之间,吸附态的NO及其氧化生成的亚硝基和硝基物种不参与SCR反应。

原位漫反射红外光谱研究升温速率对HMX炸药热分解过程的影响

原位红外光谱法是一种新兴的动态研究方法。该方法具有原位实时监控和红外光谱精确分析物质化学结构的优点,能够实时跟踪材料在不同温度下的化学变化,测定材料的微观结构与温度的关系。采用原位漫反射红外光谱研究了炸药1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)分别在每min5,10,20和40℃四种不同升温速率下的热分解行为。研究结果表明:在5℃.min-1升温速率下,断裂的HMX环发生分子内结合,在10,20和40℃.min-1升温速率下,断裂的HMX发生分子间成环,形成稳定的八元环结构。随着温度的升高,C—N键的断裂数率远高于N—N键的断裂速率。随着升温速率的增加,C—N键的起始分解温度增加,表明增加升温速率会引起HMX分解的滞后。检测到HMX的分解所释放出CO2,N2O,CO,NO,HCHO,HONO,NO2和HCN共八种气体,升温速率的变化未改变HMX的分解机理。

近红外光谱漫反射和漫透射测量方法在玉米品种真实性鉴定中的应用研究

研究了适合进行玉米群体样品品种真实性鉴定的光谱测量方法。分别用近红外光谱仪的全波漫反射和短波漫透射测量方法采集8个玉米品种的光谱数据,对预处理后的数据做偏最小二乘分析(PLS-DA),建立8个玉米品种的仿生模式识别模型。分别统计用两种方法所测数据建立的品种识别模型对本类样品的平均正确识别率和对异类样品的平均正确拒识率,漫反射方法达到94.5%和96.71%,漫透射方法达到98.50%和98.00%,均满足玉米品种初筛所要求的精度,其中短波漫透射方法建立的模型对测试样本的平均正确识别率和拒识率分别比全波漫反射方法高出4%和1.3%。

高温漫反射红外光谱及探针分子识别分子筛中的羟基

采用高温漫反射红外光谱法研究分子筛羟基 ,考察了温度、加热时间对高温光谱的影响。该方法结合NH3 和C5H5N分子探针在 2 98～ 82 3K对磷酸硅铝分子筛SAPO 34中的羟基进行了表征。结果表明 ,36 12cm- 1 和 35 97cm- 1 吸收峰表征的羟基位于SAPO 34分子筛的晶格中 ,归属于两种桥联羟基 (Si OH Al)。两种羟基均具有酸性 ,在 82 3K时仍然稳定。

原位漫反射红外光谱技术用于气固催化反应机理的研究

漫反射傅立叶变换红外光谱技术是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法,是近年来发展起来的一项较理想的原位表征技术。原位漫反射红外技术由于可直接对催化剂表面的吸附态物种给出红外信号,可方便地跟踪鉴定反应中间态和产物,从而为催化反应体系反应机理的考察给出直接的证据。本文对于原位漫反射红外技术用于低温水煤气变换反应和水气逆变换反应、醇类的水蒸气重整、含CO2的合成气制取甲醇、低碳烃制合成气、CO催化氧化以及其他烃类和含氧化合物的氧化等方面进行了综述,认为该技术可很好地剖析气固相催化反应机理。

温和条件下甲醛在Pt/TiO_2上催化氧化反应的原位漫反射红外光谱研究

采用原位漫反射红外光谱研究了温和条件下1%Pt/TiO2催化剂上甲醛的吸附和氧化反应,并对催化剂的失活进行了分析.结果表明,Pt/TiO2催化剂在室温条件下即可将甲醛氧化成H2O和CO2,100oC以下甲酸根的分解为决速步骤,低温下催化剂失活是由于表面未能及时分解的甲酸根占据了催化剂的活性位,升温至100oC即可将甲酸根完全分解并恢复催化剂的活性.

原位漫反射红外光谱研究SAPO-34分子筛的吸附性能

采用漫反射红外光谱原位考察了 2 98～ 773K范围H2 O ,NH3 和NO在SAPO 34分子筛上的吸附行为。结果表明 ,SAPO 34对水的吸附是可逆的 ,对NH3 和NO的吸附则是不可逆的。吸附水在 6 2 3K完全脱附 ,脱水后的分子筛在 36 2 5～ 36 0 0cm-1出现表征桥式羟基 (Si OH Al)的特征峰。发现SAPO 34对NH3 和NO均有良好的吸附 催化活性。吸附NH3 后 ,桥式羟基消失 ,位于 3135 ,30 32和 1399cm-1处在 42 3K时出现三个吸收峰 ,在 6 73K达最大 ,且峰高分别是SAPO 34骨架峰高的 3 9,1 7和 6 7倍 ;吸附NO后 ,在室温下位于 136 4cm-1也观测到一强而尖锐的峰 ,其强度与骨架峰强度相当。对这些峰进行归属表明 ,吸附NH3 和NO后产生了新的物种NO-3 。

原位漫反射红外光谱法研究SO_2对Ag/Al_2O_3选择性催化丙烯还原NO_x反应的影响

以Ag/Al2O3为催化剂,采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱法研究了SO2对C3H6选择性还原NOx反应的影响.结果表明,SO2在催化剂表面转化为硫酸盐,并且随着硫酸盐累积量的增加,其主要红外特征吸收峰由低波数向高波数漂移.高浓度表面硫酸盐的存在不仅抑制了催化剂表面硝酸盐的生成,而且抑制了硝酸盐与表面烯醇式物种(RCH=CH-O-)或乙酸盐物种进一步反应,生成活泼的反应中间体异氰酸酯(-NCO),这是导致Ag/Al2O3催化剂上C3H6选择性还原NOx活性降低的主要原因.

漫反射近红外光谱法同时测定液体咖啡中的速溶咖啡、植脂末、糖含量

采用傅里叶变换近红外光谱仪结合积分球附件对20个液体咖啡样品以漫反射方式采集近红外光谱,分别针对速溶咖啡、植脂末、糖建立定量校正模型。结果表明,速溶咖啡、植脂末、糖的模型因子数分别为4,5和4;测定系数(R2)分别为98.97%,99.94%和99.18%;校正均方根误差(root mean square error ofcalibration,RMSEC)分别为1.62,0.42和1.58;交互验证均方根误差(root mean square error of cross vali-dation,RMSECV)分别为2.12,0.72和2.01;F检验结果表明,三个模型的预测值-化学值之间存在极显著的相关关系。研究表明,近红外光谱法可以快速、准确地对液体咖啡中的三种主要成分同时进行定量测定,可为液体咖啡质量控制以及液体配方食品中具有一定组成的混合物的定量测定提供一定的参考。

原位漫反射红外光谱研究CO、CO_2在Rh-Mn-Li/SiO_2催化剂上的化学吸附

在温度25-300℃和压力0.1-3.0 MPa范围内,利用原位漫反射红外光谱法研究了CO和CO2在Rh-Mn-Li/SiO2催化剂上的化学吸附。在0.1 MPa和25℃时CO在该催化剂上存在线式、孪生和桥式吸附,以桥式吸附为主,3种吸附均能快速达到吸附平衡。压力保持0.1 MPa,温度由25℃升至300℃时,线式比桥式先脱附,至265℃时,3种吸附基本脱附完全;当温度维持205℃不变而压力逐步由0.1升至3.0 MPa时,线式吸附增量较少,桥式吸附增量较多;CO2在0.1 MPa,25℃时就能发生快速的解离吸附,即CO2→CO＋O,其吸附行为表现为CO的线式吸附,但吸附峰与纯CO吸附时不同;当温度稳定在25℃而压力逐步升至2.5 MPa时,不仅CO2吸附量增大,而且其2052 cm^-1吸附峰有向高波数移动的趋势。

漫反射傅里叶变换红外光谱法测定维生素C制剂中抗坏血酸的含量

采用漫反射傅里叶变换红外光谱法（DRIFTS）测定维生素C制剂中抗坏血酸的含量。选择合适的分析峰1660～l680cm^-1,可排除其它成分的影响，吸光度与抗坏血酸的浓度呈良好线性关系。以镜面为背景，以75μm筛过筛后的KBr为稀释剂，用DRIFTS法分别测定了3种市售维生素C制剂中的抗坏血酸含量，测定结果分别为75．60％，9．80％，6．72％；相对标准偏差（n=6）分别为6．6％，4．9％，8．2％，与碘量法测定结果接近。样品加标回收率为94．0％。DRIFTS法测定维生素c中的抗坏血酸方法简便、准确，无试剂消耗，无废液产生，是非破坏和非污染的绿色分析方法。但其测定结果的精密度不如碘量法，而且其测定结果的准确程度受样品的性状限制，对于白色粉末或可研磨为粉末的样品分析结果准确度较高。