新疆和田硬水铝石-蓝宝石谱学研究

研究一种以籽料形式出现的被称为蓝色和田玉的宝石,其产量稀少,市场价格极高。因无前人研究,无规范命名,交易市场中其商业名称混乱。使用静水称重确定其相对密度为3.85 g·cm^(-3),长波紫外灯下,白色矿物部分呈橘色荧光,其他部位荧光为惰性。经显微观察,样品可见平直蓝色-白色色带、角状蓝色-白色色带以及深蓝-浅蓝色带,并可见大量白色脉状矿物。经正交偏光及微分干涉观察,确定脉状矿物与基底为不同矿物,且形成于基底之后。使用显微红外光谱仪,确定蓝色基底和白色色带红外吸收峰位于812/817、 652/655、 613/620 cm^(-1),符合刚玉特征振动;脉状矿物可见3 019、 2 950、 2 129、 1 990、 1 121、 1 030、 799、 733、 648和598 cm^(-1)吸收,符合硬水铝石特征振动。通过显微紫外-可见-近红外分光光度计测定样品不同部位吸收光谱,其中白色色带未见明显吸收,脉状矿物见Fe^(3+)的d电子跃迁^(6)A_(1)→^(4)E,^(4)A_(1)(^(4)G)导致的429和453 nm吸收及OH振动引起的1 810、 2 030和2 235 nm吸收,蓝色基底部位分别见Fe^(3+)的d电子跃迁^(6)A_(1)→^(4)E,^(4)A_(1)(^(4)G)、 Fe^(2+)-Ti^(4+)离子对电荷转移及Fe^(2+)-Fe^(3+)离子对电荷转移导致的421/418、 562/566和702/709及868/889 nm吸收,且随着颜色加深,蓝区421 nm吸收发生蓝移,500~900 nm吸收发生红移,且吸收峰积分面积增加。通过X射线粉晶衍射定量分析确定样品中蓝宝石占比约66.9%,硬水铝石占比约33.1%,根据国家标准珠宝玉石名称(GB/T 16552—2017),建议命名为硬水铝石-蓝宝石。

钻石的紫外-可见-近红外光谱与光致发光光谱温敏特性及其鉴定指示意义

以液氮温度(约77 K)至室温渐变的样品测试温度,通过紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱、405 nm激发光源的光致发光(PL)光谱,结合傅里叶变换红外光谱与钻石观测仪(DiamondViewTM),分别对典型的经后期高温高压或辐照处理的天然钻石、高温高压合成钻石和化学气相沉积合成钻石进行光谱学特征研究。结果表明:在不同激发光源或检测环境温度下,钻石的UV-Vis-NIR吸收光谱与PL光谱中具有指向性的特征吸收与已有文献报道结果存在一定的差异。钻石的指纹及其经优化处理的特征吸收较多出现明显的温敏特性,随着样品温度的升高,吸收峰的强度逐渐降低,部分吸收峰消失。钻石吸收光谱中的温敏特征吸收可为其检测、筛选提供指向性依据,同时对开拓新的钻石功能化应用有借鉴意义。

天然钻石与合成钻石的特异性光谱初步研究

通过紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）吸收光谱、傅里叶变换红外（FTIR）光谱及钻石观测仪（DiamondViewTM）对天然钻石、经辐照或热处理的天然钻石、高温高压（HTHP）合成钻石及化学气相沉积（CVD）合成钻石进行了较系统的谱图及微区生长结构的对比研究。结果表明：天然钻石、经辐照或高温退火处理后的天然钻石、高温高压（HTHP）合成钻石的UV-Vis-NIR吸收谱图在200~1 100nm区间谱图的反射率变化明显。相比之下,CVD合成钻石的反射率的变化相对较小。基于钻石样品的红外光谱分析,在其图谱中的800~1 600cm^-1区间,合成钻石样品、特别是CVD合成钻石在上述区间无明显的特征吸收峰位。此外,DiamondViewTM检测表明：一般而言,经HTHP处理后的CVD合成钻石出现平行的位错线,并呈现淡蓝色荧光。部分天然钻石可见典型的八面体生长线或称为树的年轮状图像,且因样品经辐照与高温高压处理后其荧光图像的颜色发生改变。高温高压合成钻石呈现出块状几何生长图像。限于钻石样品类别的多样性及合成钻石工艺的复杂且不断更新特征,天然钻石与合成钻石的UV-Vis-NIR或FTIR光谱特征存在一定的相似性,因此不具有典型天然钻石图谱特征的样品需进一步辅以DiamondViewTM、光致发光光谱等其他检测仪器予以综合分析。

天然与处理翡翠的光谱学研究

文章通过对天然翡翠和漂白充填处理翡翠的共焦显微拉曼光谱(514nm)测定,得到表征翡翠硬玉结构的拉曼位移为1036cm-1,696cm-1和374cm-1,显微放大能观察到翡翠经酸洗产生的裂纹及其充填的有机物,经红外光谱的测定证实该充填物为环氧树脂,且表征环氧树脂的拉曼峰为777cm-1,1123cm-1,1611cm-1,2930cm-1和3065cm-1;通过相同测试条件下,并在极短的积分时间内对天然翡翠的绿色、白色部位和染绿色翡翠进行拉曼光谱(785nm)测定,并结合绿色翡翠紫外-可见光-近红外吸收光谱的测定,得到吸收光谱中的吸收峰637nm,658nm和691nm归属于翡翠晶体中的Cr3+,Cr3+的大量存在将使翡翠的拉曼光谱产生极强的荧光,而染色翡翠中染料产生的荧光相对较弱。

高温高压处理钻石的谱学研究

对高温高压处理钻石进行了显微观察及红外光谱、低温紫外 可见 近红外吸收光谱和光致发光谱等谱学研究 ,认为钻石的去色是由于高温高压过程引起晶格结构的重组 ,从而得出天然褐色钻石的致色与位错附近的孤氮 空穴 (N V)的点缺陷有关的结论。同时也提供了高温高压处理钻石的一些谱学特征 ,如红外光谱中较弱的 31 0 7cm-1峰 ,紫外 可见吸收光谱中的 32 5nm宽带 ,光致发光谱中的5 75nm与 637nm峰。

不同类型彩色金刚石的谱学研究及其意义

对25颗不同类别的彩色金刚石进行了傅里叶显微红外光谱、紫外—可见—近红外吸收光谱、光致发光谱、拉曼光谱和X光荧光谱等谱学方法的研究。通过对近200张谱图的综合分析得到天然、合成、高温高压处理和人工辐射处理等彩色金刚石的特征谱,为金刚石类别的鉴定提供了标型,为研究彩色金刚石晶体缺陷引起的晶格畸变、晶格重组,以及色心的产生和消亡提供了新的证据。

辐射处理金刚石的谱学研究及其意义

利用傅立叶显微红外光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱、低温光致发光谱、拉曼光谱等4种谱学方法,对10颗辐照改色(R 1-R 10)的彩色天然金刚石进行了研究。利用可见吸收光谱和低温光致发光谱研究了金刚石石中的点缺陷产生系列的色心峰,指出在可见吸收光谱中除了有N 3心吸收峰外,还可见595和637色心峰;在低温光致发光谱中发现有色心组合峰575,595和637等的出现,此组合峰与近红外区4 929 cm-1处的H1b和5156 cm-1处的H1c色心峰共同存时,不仅是辐照处理绿色金刚石的鉴定证据,也是辐照处理各种彩色金刚石的重要的标志之一。本研究为辐射处理金刚石的鉴别和工艺流程提供了新的谱学依据和思路。

卤离子吸附竞争对罗丹明B-金胶体系NIR-SERS的影响

在金纳米胶体体系中采用近红外激光(1064nm)激发,研究了卤素离子(Cl-、Br-、I-)对激光染料 罗丹明B(RhB)分子近红外表面增强拉曼散射光谱(NIR SERS)的影响,给出了表面增强拉曼谱随卤素离子加入顺序的不同的变化过程。结果表明,在此体系中卤素离子与分子共吸附能力的强弱顺序为Cl- Br-<I-;在三者共存情况下,也以I-优先吸附。同时利用紫外 可见吸收光谱间接证明了这一结论。

激光烧蚀法制备的纳米金属胶体及表面的特性研究

本文利用Nd∶YAG激光器1064nm激发光照射金、银等贵金属,通过改变激发光的照射时间,制备出各种金、银胶体。对上述胶体进行了透射电镜(TEM)测量金属粒子的尺寸大小及形态表明这些胶体为粒径介于5～25nm的纳米体系,并对该体系进行了紫外—可见—近红外吸收光谱的研究;在制备胶体的同时还获得了纳米级粗糙金属表面,对该表面进行了扫描电镜(SEM)的测量。

紫色玉髓的矿物学特征及其呈色机理研究

紫色玉髓属石英质玉石,为火山热液成矿。由于紫玉髓结构细腻,透明度高,外观更胜天然紫色翡翠,使其深受广大消费者的喜爱。紫玉髓样品来源于印度尼西亚西爪哇岛的Bogor矿区,并选取紫水晶作为参比样品。简要介绍了紫玉髓的成矿条件、原石特征和宝石学特征;并采用多种光谱学的分析方法对紫玉髓进行测试,包括XRF定量分析,Ram an和UV-VIS-NIR吸收光谱,研究了其光谱学特征,并得出紫玉髓同样由空穴色心([FeO4/M+].+e-)致色;另外,经5组不同温度下的空气中退火试验,研究了紫玉髓的色心稳定性。

NaCl对琼脂糖凝胶电泳法分离单壁碳纳米管的影响

如何获得单一导电属性的单壁碳纳米管(SWCNT),使其在各领域得到更广泛的应用,引起了科研人员越来越多的关注.琼脂糖凝胶电泳(AGE)法以其简便,低成本,可规模化等优点在分离金属型(m-)和半导体型(s-)单壁碳纳米管的诸多分离方法中体现出独特的优势.本文利用紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱分析手段,系统研究了NaCl的添加对AGE法分离SWCNT的影响.研究发现NaCl的添加对SWCNT的分离有一定的影响:当NaCl添加量低于70 mmol.L-1时,可以提高分离后体系中s-SWCNT的相对含量;当NaCl添加量高于70mmol.L-1时,随着添加量的增加,NaCl的加入开始抑制m-SWCNT和s-SWCNT的有效分离;当NaCl添加量达到160 mmol.L-1时体系分离效率明显降低.我们推测这种影响主要是由盐的添加改变了分散剂在m-SWCNT和s-SWCNT表面的吸附结构引起的.

琼脂糖凝胶电泳法分离金属性和半导体性单壁碳纳米管

琼脂糖凝胶电泳(AGE)是实现金属性单壁碳纳米管(m-SWCNTs)和半导体性单壁碳纳米管(s-SWCNTs)低成本、规模化分离的有效技术之一。本研究利用琼脂糖凝胶电泳分离单壁碳纳米管。通过紫外-可见-近红外吸收光谱和拉曼光谱对色谱带进行分段表征,发现电泳中迁移的最快的部分m-SWCNTs含量最高。考察了琼脂糖的浓度对SWCNTs中m-SWCNTs分离的影响。结果表明:高的琼脂糖浓度有利于m-SWC-NTs的富集,可以通过扩大电荷密度带来的迁移速率的差异来使SWCNTs中的m-SWCNTs得到更有效的分离。

合成及改色钻石的特征与检测

现今市场上出现越来越多的合成钻石,为了更好地了解其特征,针对合成钻石以及辐照改色钻石的样品进行了研究,鉴于测试一种钻石材料往往需要多种手段综合分析后,才能得出确切的结论,故通过常规肉眼检测,放大观察,紫外荧光以及DiamondsureTM,Gem-3000珠宝检测仪等仪器对钻石样本进行了分析与测量;该批钻石样品放大观察净度级别高,其重量皆小于1CT,通过DiamondsureTM检测除了天然钻石样品外皆不通过,而CVD合成钻石在Gem-3000珠宝检测仪下都有特征的271nm吸收峰。

天然钻石与合成钻石的钻石观测仪鉴定特征研究

通过钻石观测仪(Diamond ViewTM)结合紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR absorption spectra)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对天然钻石、经辐照与热处理的天然钻石、高温高压(HTHP)合成钻石与化学气相沉积(CVD)合成钻石进行了较系统的对比研究。结果表明:无色或近无色天然钻石的荧光颜色通常呈现较单一的蓝色,且无磷光,钻石荧光图像的内部较多可见呈闭合或非闭合的环状结构的生长线或不规则的折线。部分天然钻石无荧光且无磷光或者同时具有蓝色荧光与蓝绿色的磷光,但是鉴于CVD合成钻石较多同时具有荧光与磷光特征。因此,基于钻石有无磷光特征作为天然钻石与合成钻石的定性鉴别依据存在一定局限性。经辐照或热处理后的彩色天然钻石的荧光颜色主要呈非蓝色,部分样品因辐照处理使其自身的颜色发生改变的同时,并由此产生色心缺陷导致钻石荧光的颜色呈现多色性混杂特征。需进一步指出的是,基于UV-Vis-NIR吸收光谱特征与Diamond ViewTM图像中钻石的呈色特性是目前研究钻石经辐照处理较重要的鉴定方法。大部分CVD合成钻石的台面与亭部的局部位置出现独特的因CVD所致的清晰的平行层状生长条纹,同时具有淡蓝色磷光,该方法仍是目前相关CVD合成钻石判定的最为直接依据。