利用FT-IR、Py-GC/MS和THM-Py-GC/MS微损分析技术探索油画文物复杂的有机基质组成

近现代油画有机基质组分复杂、难辨,其分析鉴定是当今文物保护科技研究的难点之一。利用微损分析技术研究油画文物复杂的基质结构、材料和技法,可以阐明油画特定层的性质和状况,对于专业保护人员制定修复决策至关重要——这对选择正确修复技术非常有用,关系到修复后油画的安全状态,因此已成为许多研究者关注的焦点。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)和热辅助水解甲基化-裂解气相色谱-质谱(THM-Py-GC/MS)等微损分析技术对一幅中国国家博物馆藏油画《德涅泊尔河的秋天》进行科技分析。研究发现,综合运用这些微损分析技术可以有效识别油画用的胶结介质和其中添加剂的种类,最大限度、准确、完整地提取样品中所蕴含的信息。结果表明,该油画的有机胶结材料为聚乙烯醋酸酯类材料和亚麻籽油,同时聚乙烯醋酸酯类材料中使用了邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂。裂解产物中不含光油树脂类成分,说明画作下部的光亮层并非作者有意上的光油层。此外,油画部分区域还添加了蜂蜡作为改性材料,起到增加颜料稠度、可塑性和减弱光泽的作用。

^(13)C NMR、FT-IR、Raman和建模技术对烟煤和无烟煤分子结构的应用研究

【目的】探究高精度煤的结构演化及其机理的定量表征。【方法】通过显微组分鉴定、镜质体反射率、工业品质、元素分析和光谱分析,确定了烟煤(FS1)和无烟煤(ZY1)碳骨架结构、官能团的赋存状态等信息,并通过计算机辅助分子设计建立2个分子结构模型。【结果】结果表明,随着煤化作用的进行,烟煤到无烟煤过程中,亚甲基的损失速率比甲基的损失速率快,芳香性增强,芳香环的脂肪族链变短且支化度较高,含氧官能团逐渐减少,煤结晶程度增强,煤的化学结构趋于成熟稳定,且煤中的脂肪碳减少,芳香碳增加,甲基碳和亚甲基碳含量减少。经过多次尝试确定了芳香炭、脂肪族侧链和氧官能团之间的键合模式,获得最终的分子结构模型:C_(175)H_(162)O_(13)N_(2)(FS1)、C_(190)H_(159)O_(5)N_(3)(ZY1).该模型较好地反映煤的真实结构,模拟的^(13)C NMR光谱与实验光谱具有良好的一致性。上述研究为不同变质程度煤的分子结构演化提供了理论参考,为建立高可信度的分子结构表征提供了方法。

Py-GCMS结合FT-IR快速测定聚烯烃中马来酸酐接枝率

以十二烯基丁二酸酐(DDSA)作为马来酸酐(MA)在聚烯烃中标准物质,通过密炼将DDSA与聚烯烃混合均匀,控制平板硫化机温度和热压时间,可以获得一系列不同DDSA含量的聚烯烃薄膜。采用热裂解-气相色谱与质谱联用仪(Py-GCMS)快速定量出薄膜样品中DDSA的含量,从而可换算得到相对应MA的含量。结合红外光谱(FT-IR)法可得到薄膜样品吸光度的比值A1791/A1167,并以MA含量对A1791/A1167进行标准曲线直线拟合,直线方程截距绝对值即为聚丙烯样品MA接枝率。研究结果表明:经Py-GCMS、FT-IR测试及曲线拟合,得到样品PP-1#、PP-2#的接枝率分别为0.099%和0.254%。曲线拟合方法与滴定法测试结果相比较,PP-1#、PP-2#相对偏差分别为4.04%和2.36%,结果接近一致。该方法用于测试聚乙烯、乙烯-辛烯聚合物的MA接枝率,与滴定法结果相比较,相对偏差都小于10%,曲线拟合方法准确性好。重复性试验表明,相对标准偏差均小于5%,曲线拟合方法具有较好的重复性。该曲线拟合方法可进一步用于其他聚烯烃类样品MA接枝率的测定。

不同类型的CO_3^(2-)替换羟基磷灰石固溶体晶体化学FT-IR研究

利用FT-IR结合XRD对不同类型的CO32-替换磷灰石固溶体进行了晶体化学研究,结果表明:B型替换碳羟磷灰石(CHAP)的替换方式是犤CO3·OH犦四面体替换犤PO4犦四面体;A型替换CHAP的替换方式是犤CO3犦三角形配位体替换通道位置的OH-;AB混合型替换CHAP的FT-IR谱中非对称伸缩振动ν3分裂为ν3-1、ν3F、ν3-4,高斯函数法拟合表明ν3F峰是A型替换的ν3-2与B型替换的ν3-3的叠合。当WCO2-33.34%时,随CO32-含量增加,A型替换量增大,替换指数(SI)增大,且当WCO2-3=3.34%时,SI达最大值,当3.34%<WCO2-37.52%时,随CO32-含量增加,SI减小,B型替换量增大,且当WCO2-3=7.52%时总固溶量饱和。

硬脂酸亚甲基面外弯曲振动变温FT-IR光谱研究

在293～393 K温度范围内,分别采用傅里叶红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱及去卷积红外光谱测定硬脂酸亚甲基面外弯曲振动(ωCH2),来进一步研究温度对于硬脂酸脂肪链构象的影响。实验发现:在1180～1320cm-1范围内,硬脂酸ωCH2存在"第一特征谱带"和未见文献报道的"第二特征谱带"。硬脂酸脂肪链由全反式有序构象到无序构象的改变的临界温度为353～358K,并进一步研究了温度对于硬脂酸ωCH2红外吸收峰强度的影响。

超高温FT-IR光谱发射率测量系统校准方法

针对材料发射率数据日益增长的需求,建立了超高温傅里叶变换(FT)光谱发射率测量系统.为校准材料光谱发射率的测量结果,建立了包含辐射传交换、固体热传导、辐射测温在内的发射率校准模型.通过校准模型定量分析了试样辐射热损、厚度、热导率等因素引起的发射率测量误差.结果表明,这些因素均导致试样测量温度偏高,而发射率测量结果偏低.测量了真空环境下2000℃时纯度为99.99%石墨的光谱发射率曲线.采用模型校准后的发射率曲线与文献比较,取得了比较一致的结果.该方法在超高温发射率测量技术中可以有效地提高测量精度.

FT-IR法研究聚氨酯的固化行为

用 FT- IR研究了 TDI- PPG- MOCA体系的固化动力学 ,得到了不同温度下固化反应速度、反应程度与固化时间的关系及反应的活化能。讨论了固化剂用量、温度对固化动力学参数、交联反应的影响。结果表明 ,固化剂的用量、温度对固化动力学参数、交联反应有较大影响 。

木材炭化机理的FT-IR光谱分析研究

结合炭化物的性质,采用傅立叶变换红外光谱,对木材炭化过程中碳网构造、表面官能团变化情况进行分析,揭示了其演变规律.结果表明:FT-IR光谱中1600cm-1附近芳环振动吸收强度的变化和波数的位移、3100～3200cm-1间v(Ar-H)及900～650 cm-1间v(Ar-H)的吸收强度的变化,与炭化过程中碳网构造的变化是相对应的.随炭化温度升高,炭化物聚合度升高,表面官能团也发生了明显变化.600～700℃间,炭化物中发生了大量-OH的脱水反应,碳网构造开始迅速发达.700℃之后,碳网的平面有序化并进一步生长.慢速升温有利于形成结构更规整的平面碳网,炭化物的表面官能团更少.

由分子间氢键导致的丝素构象转变的FT-IR研究

用FT－IR研究发现，在丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物（PANMA）与聚L-丙氨酸（PLAL）的共混体系中，丝素（SF）与PANMA的共混体系及SF与聚丙烯酸钠（NA）的共混体系中，含有羰基或其它极性基团的高分子与SF形成强弱不等的氢键．由于氢键的形成,使SF分子不得不调整自身的构象，从而引起其构象转变．讨论了可能的分子间氢键的结构．

水/AOT/正庚烷微乳体系中水结构的FT-IR研究

运用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）对水／AOT／正庚烷微乳体系中水的微结构进行了研究，结果表明，随着体系中加水量的增大，水分子O－H伸缩振动的红外光谱由3493cm-1向低频移动至3417cm－1．微乳体系中，水分子与AOT分子的磺酸基作用的同时，与Na+也有一定的作用，这两种离子对水分子O－H健的强度均有一定的影响．磺酸基的作用使水分子中O－H伸缩振动向高波数方向移动，而Na+的作用与磺酸基相反，是使其向低波数方向移动．根据微乳体系中水分子O－H伸缩振动红外光谱的二阶导数谱，对3050－3750cm－1范围内的红外光谱进行曲线拟合得到四个子峰，位于3590±20cm－1，3520±10cm－1，3465±10cm-1及3270±20cm-1处，分别被指认为自由水、磺酸基的结合水、本体水及钠离子的结水，AOT分子中羰基伸缩振动的红外光谱呈现非对称吸收峰，其强度比Ir（I1739／I1722）随体系中加水量的增大而减小，这是由于钠离子与羰基弱的相互作用随着加水量的增大而减弱引起的．

中变质煤结构演化的FT-IR分析

选择5种有代表性的炼焦用煤,分属不同地方不同煤种的中等变质程度煤,在实验室条件下利用美国生产的FTS-165傅立叶变换红外光谱仪对其进行FT-IR分析,采用WIN-IR软件中的谱图解叠子程序针对煤特有的结构性质进行研究。结果表明:煤中存在5种类型的羟基,其与氧碳原子比(O/C)的关系较为复杂;随着煤中氧含量的减少,碳含量的增高,煤中各类脂肪类物质增加,在肥煤阶段达到最大然后减少;煤中含氧官能团的变化趋势为稳定的官能团具有增大的特征,而不稳定的则减少;在肥煤阶段其芳香烃碳—碳双键强度减小,然后又增大;提出在肥煤阶段煤化作用跃变是由于脂肪侧链和芳香体系相互竞争的结果。

NaB_5O_8·5H_2O过饱和溶液中硼氧配阴离子的FT-IR光谱分析

研究了ＮａＢ５Ｏ８·５Ｈ２Ｏ过饱和水溶液及其在稀释和酸化过程中的ＦＴ－ＩＲ光谱，并与已知固体五硼酸盐对比进行光谱频率的归属，提出五硼酸盐过饱和水溶液中硼氧配阴离子的存在形式及其相互转化机理。

溶胶-凝胶制备TiO_2/SiO_2复合薄膜的FT-IR表征

ＦＴ－ＩＲ吸收谱用来研究具有多孔结构的ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜；薄膜在１２００ｃｍ－１有一较强的肩峰，其强度与峰位随热处理温度而产生变化。在９５５ｃｍ－１的吸收峰是由于Ｓｉ－Ｏ－Ｔｉ和Ｓｉ－ＯＨ的结果，并随着热处理温度的提高其吸收峰完全是Ｓｉ－Ｏ－Ｔｉ振动所引起的，其峰位随着ＴｉＯ２含量的增加，向低频区域移动。ＴｉＯ２锐钛矿结构的析出是从非晶富Ｔｉ的氧化物区域分凝出来的，并不减少Ｓｉ－Ｏ－Ｔｉ振动强度。

磷脂酰胆碱与牛血清白蛋白相互作用的FT-IR研究

利用傅立叶变换红外(FT-IR)和拉曼(FT-Raman)光谱研究了高浓度磷脂酰胆碱(PC)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,及Eu3+对该作用的影响.FT-IR结果显示,PC/BSA混合体系中二者的相互作用主要发生在PC头部极性基团,且这一作用随BSA含量的增加而增强,作用后蛋白质二级结构中α螺旋的比例有所增加.FT-Raman光谱说明PC与BSA的相互作用影响磷脂CH链的排列有序程度.PC/BSA/Eu3+体系的红外光谱显示,Eu3+与PC的磷氧键发生了强相互作用,并使蛋白α螺旋的比例进一步增加.

傅立叶变换红外光谱(FT-IR)用于血糖无损检测的研究

目的 血糖无损检测的可行性研究。 方法 傅立叶变换红外光谱测受试者中指的红外光谱 ,将 112 3cm-1附近的葡萄糖特征峰的相对强度与快速血糖仪所测血糖值进行比较。 结果 112 3cm-1附近的特征峰相对强度的变化与血糖值的变化基本同步 ,该峰的相对强度与血糖值明显相关(R =0 83485 ,SD =0 135 6 6 ,P <0 0 0 0 1) ,峰的相对强度可以反映人体血糖值的变化 ,的确能作为人血糖值的一个数量指标。 结论 FT -IRATR法进行人体血糖的无创性测定和监测是可行的。

FT-IR光谱法对酒炖熟地黄炮制工艺过程的监控研究

目的:跟踪熟地炮制工艺全过程,寻求熟地黄最佳“炮制终点”,规范熟地黄饮片质量标准。方法:利用FT IR红外光谱法,从分子水平,快速、准确,整体宏观监控炮制过程,分析生地黄特征峰和熟地黄特征峰变化趋势和规律。结果:用直观的量化的标准红外光谱谱图来说明“黑如漆,甜如饴”这种传统的经验标准。结论:在地黄传统炮制经验基础上,规范其炮制工艺,制定其饮片质量标准,并为中药炮制质量检测、工艺监控等提供强有力分析手段。

FT-IR光谱法测定籼米淀粉回生

研究了傅立叶变换红外(FT-IR)光谱法快速检测籼米淀粉回生,发现FT-IR光谱中一些特征振动模式的相对强度(与761.76 cm-1处峰高的比值)会随淀粉回生程度的增加而降低.振动模式包括:3 415 cm-1附近的O—H伸缩振动、2 927.46 cm-1处的CH2伸缩振动、1 155.17 cm-1处C—O和C—C伸缩振动、1 081.89 cm-1处的C—O—H弯曲振动、1 043.32,1 020.18和998.96 cm-1处未确定的振动模式、609.41和578.55 cm-1处的吡喃环骨架振动模式.将以上这些特征振动模式的相对强度倒数与DSC回生焓值进行相关性分析可知:1 081.89,1 043.32,1 020.18,609.41和578.55 cm-1处吸收峰的相关系数均能达到0.9以上,因此可将这5种FT-IR振动模式的相对强度变化作为定量指示淀粉回生程度的多重指标.

东胜长焰煤热解含氧官能团结构演化的^(13)C-NMR和FT-IR分析

以东胜煤田色拉一号井田2号煤层长焰煤为研究对象,利用浮沉离心法富集其镜质组。基于工业分析、元素分析、13C-NMR、FT-IR、谱图分峰拟合技术和化学分析测试,求取镜煤及一系列热解煤含氧官能团结构与含量参数,从不同角度研究了含氧官能团的分布规律与演化特点。镜煤中羧基、羰基含量分别为8.91~10.90 mol/kg、1.61~1.79 mol/kg,随热解温度升高羧基显著减少。热解作用促使以端基形式连接在脂肪链或脂肪环结构氧上的甲基和亚甲基首先脱去,且在温度高于350℃后基本稳定。氧在热解过程赋存状态的变化是芳香体系与脂肪体系相互竞争的结果,510℃热解煤中芳香类氧和脂肪类氧的含量分别为7.49、3.45 mol/kg。羟基的演化过程与热解过程中氧的赋存状态密切相关。随着热解过程的进行,在热解温度低于440℃时,各种羟基含量均减少,热解过程对于大分子网络的破坏干扰了各种氢键作用,而羟基π作用则暂时增强,至510℃时各种氢键含量均降为最低。东胜长焰煤中含氧官能团化学活性顺序为:[COOH]>[R-O]>[Ar-O-Ar,Ar-O-C,C-O-C]>[C=O]。镜煤非活性醚键含量为0.68 mol/kg,活性醚键为0.48 mol/kg,主要为非活性醚键。

FT-IR、XPS和DFT研究水杨酸钠在针铁矿或赤铁矿上的吸附机理（英文）

采用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)以及基于周期平面波的密度泛函理论(DFT)分别研究了水杨酸钠在针铁矿或赤铁矿表面上的吸附结构,并将计算得到的光电子能谱移动(CLS)和电荷转移与实验得到的XPS结果进行对比。FT-IR结果表明,水杨酸钠可能以双齿双核(V)和双齿单核(IV)的形式分别吸附于针铁矿或赤铁矿表面。由DFT计算结果可知,水杨酸钠在针铁矿(101)晶面上形成双齿双核化合物(V)的吸附能为-5.46 e V。而水杨酸钠在针铁矿(101)晶面上形成双齿单核化合物(IV)的吸附能为3.80 e V,因此水杨酸钠在针铁矿上基本不以双齿单核化合物(IV)构型存在。水杨酸钠在赤铁矿(001)晶面上形成双齿单核化合物(IV)时吸附能为-4.07 e V,说明水杨酸钠在赤铁矿(001)晶面上形成了双齿单核化合物(IV)。另外,理论计算的针铁矿(101)晶面上吸附位点铁原子的Fe 2p的CLS值(-0.68 e V)与实验观察到的Fe 2p的CLS值(-0.5 e V)吻合。理论计算的赤铁矿(001)晶面上吸附位点铁原子的Fe 2p的CLS值(-0.80 e V)与实验观察到的Fe 2p的CLS值(-0.8 e V)吻合。因此,水杨酸钠吸附在针铁矿表面时能够通过羧酸基团上一个氧原子和酚羟基上的氧原子与针铁矿(101)表面上的两个铁原子形成双齿双核(V)结构,而在赤铁矿(001)表面上,水杨酸钠中羧酸基团上一个氧原子和酚羟基上的氧原子与赤铁矿(001)表面上的一个铁原子形成了双齿单核(IV)结构。

FT-IR法研究键合剂与N-100的反应动力学

用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对键合剂与固化剂N-100之间的反应进行了动力学研究,得到了反应速率常数和表观活化能,测试了键合剂W01和BAG01的力学性能。结果表明,W01/N-100和BAG01/N-100反应均为二级反应;表观活化能分别为33.35kJ/mol和32.26kJ/mol;反应速率随反应温度的升高而增加;键合剂W01使推进剂的力学性能有所提高,且作用效果优于传统键合剂BAG01,键合剂W01与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)匹配性好。