双共振和频光谱分析自组装单分子层/铂界面的电子结构

[目的]界面电子结构对于物理和化学过程具有重要的影响,发展界面电子结构的表征方法具有重要意义.[方法]以Pt表面自组装单分子层(SAM)为模型体系,根据和频(SFG)光谱强度随入射光波长的变化,研究SAM对Pt基底电子结构的影响.[结果]研究发现,对巯基苯甲腈分子自组装于Pt基底表面时,基底的SFG响应显著增强.对巯基苯甲腈分子通过巯基与Pt表面相互作用,改变了界面电子结构,形成了SAM/Pt电荷转移态,在510~620 nm波段出现了新的吸收带,从而产生双共振SFG效应使基底的SFG响应显著增强.[结论]具有界面选择性的SFG光谱可以有效分析金属界面的电荷转移态,是研究界面电子结构的有力工具.

原位探测防污高分子材料与液体界面的分子结构

海洋生物附着在船体表面会导致严重的燃油消耗的增加,防污高分子材料的研究因此成为对海洋船只运行极其重要的课题。这些高分子可以被用作船只的表面涂层,从而保护船只不受到海洋生物的吸附和生长的影响。两性离子高分子近年来已经逐渐成为潜力巨大的防污材料。研究表明,这些两性离子高分子的表面在水中的强水化作用对于其防污性能有至关重要的影响。在本篇综述中,我们总结了最近通过使用和频(SFG)振动光谱技术来实现的对防污材料的界面分析工作。SFG是一种表面敏感的技术,可以在原位并实时检测界面高分子和水分子的分子结构。我们总结的防污材料包括两性离子高分子,混合电荷式高分子以及两性的拟肽高分子材料。这些材料的界面水研究,以及盐离子对界面水分子作用会被详细讨论。我们也将介绍这些防污材料与蛋白质及海藻之间的作用。以上这些研究清楚地表明了高分子界面强水化与防污性能之间的关联,也显示了SFG是对高分子材料防污机理探索的一个强有力的分析技术。

Cross-Propagation Sum-Frequency Generation Vibrational Spectroscopy

Here we report the theory formulation and the experiment realization of sum-frequency generation vibrational spectroscopy （SFG-VS） in the cross-propagation （XP） geometry or configuration. In the XP-SFG-VS, the visible and the infrared （IR） beams in the SFG experiment are delivered to the same location on the surface from visible and IR incident planes perpendicular to each other, avoiding the requirement to have windows or optics to be transparent to both the visible and IR frequencies. Therefore, the XP geometry is applicable to study surfaces in the enclosed vacuum or high pressure chambers with far infrared （FIR） frequencies that can directly access the metal oxide and other lower frequency surface modes, with much broader selection of visible and IR transparent window materials. The potential applications include surface science, material science, fundamental catalytic sciences, as well as low temperature molecular sciences, etc.