吸收光谱重叠带的计算机分析

本文根据最小二乘法模型编出了用迭代法对吸收谱重叠带分析的程序.用此程序在IBM微机上对Krausz等人测定的CsFcCl_3单晶体吸收谱作了分析.结果表明,该程序对重叠带的分析是方便实用的.

Y掺杂ZnO最小光学带隙和吸收光谱的第一性原理研究

对于Y掺杂ZnO,当摩尔数在0.0313-0.0625之内,Y掺杂量越增加,吸收光谱发生红移和蓝移两种不同实验结果均有文献报道.本文使用Materials Studio软件下的CASTEP模块中密度泛函理论的第一性原理平面波模守恒(Norm conserving)赝势GGA+U的方法,构建了未掺杂纤锌矿ZnO单胞以及Y掺杂ZnO的Zn_(0.9687)Y_(0.0313)O超胞、Zn_(0.9583)Y_(0.0417)O超胞和Zn_(0.9375)Y_(0.0625)O超胞模型.对掺杂前后体系的能带结构、态密度、差分电荷密度、布居值以及吸收光谱进行了计算.计算结果表明:当Y掺杂摩尔数在0.0313-0.0625之内,Y掺杂量越增加,掺杂体系的晶格常数、体积、总能量越增大,掺杂体系越不稳定、形成能越增大、掺杂越难;掺杂体系中平行于和垂直于c轴的Y-O键布居值越减小、离子键越增强、共价键越减弱、键长越变长;掺杂体系的最小光学带隙越变宽、吸收光谱发生蓝移现象越明显.吸收光谱的计算结果与实验结果相符合,合理解释了吸收光谱红移、蓝移的争论.这对制备Y掺杂ZnO短波长光学器件能起到一定的理论指导作用.

Cr掺杂对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响

当Cr掺杂ZnO的摩尔数为0.0313-0.0625的范围内,掺杂体系的最小光学带隙宽度和吸收光谱分布随Cr掺杂浓度的变化出现了两类相反的实验结果。为了解决本问题,采用密度泛函理论（DFT）框架下的广义梯度近似（GGA＋U）平面波超软赝势方法,用PBE泛函的计算方案来描述电子间的交换关联能,对未掺杂ZnO和3种不同浓度Cr掺杂ZnO超胞模型进行了能带结构、态密度、差分电荷密度、布居值以及吸收光谱的计算。结果表明,当Cr掺杂摩尔数为0.0313-0.0625的范围内,随着Cr掺杂量增加,掺杂体系的晶格常数和体积增大,总能量和形成能减小,结构更稳定,掺杂更容易,最小光学带隙宽度增大,吸收光谱显著蓝移。计算结果与实验结果相一致,并合理解释了存在的问题。这对制备Cr掺杂ZnO中实现短波长光学器件有一定的理论指导作用。

Be掺杂浓度对ZnO带隙和吸收光谱的影响

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了纯净的和4种不同浓度Be掺杂下的ZnO超晶胞模型,分别对模型的能带结构分布、态密度分布和吸收光谱进行了计算.结果表明:随着Be原子浓度的增加,掺杂体系BexZn1-xO的形成能下降,体系的稳定性增强,同时掺杂体系的带隙变宽,使吸收光谱发生蓝移;计算结果与文献中的实验结果相符.

带压燃烧场2D温度分布的激光吸收光谱测量初步研究

以实现冲压发动机等场合的高压燃烧流场诊断为目标,采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对带压燃烧流场的温度诊断进行初步研究。使用一种光谱耦合的CT重构方法,以误差平方和与零均值归一化互相关作为评价指标分析CT-TDLAS的重构精度。搭建带压燃烧腔温度分布测量的实验系统,使用压力传感器和CCD相机记录带压点火燃烧过程变化;使用调谐范围为1335~1375nm宽波段输出的半导体激光,对燃烧腔内带压点火燃烧过程进行了时间分辨的二维温度分布重建。实验结果表明:CT-TDLAS具有较高的重构精度;燃烧过程的压力变化趋势、火焰变化趋势及时间分辨二维温度分布变化趋势,三者保持一致;在带压条件下,CT-TDLAS可以实现高分辨率的时间分辨温度测量,反应定量的温度分布变化信息,为带压及进一步的高温高压燃烧流场的诊断提供帮助。

红外吸收光谱型城市路网尾气浓度检测传感器

为了能够集中测量城市路网中CO、NO、NO2和SO2的浓度,利用红外吸收光谱原理和谐波调制技术设计了四向气体浓度检测传感器。将宽带光谱LED作为共用光源,穿过四个方向上特定波长的窄带滤光片后,产生与被测气体吸收光谱一致的光束,再穿过改进的Herriott型长光程吸收气室,并在红外探测器上感应出电信号,最后利用设计的正交锁相放大电路测量出二次谐波系数大小,从而计算出被测气体的浓度。实验结果表明:设计的传感器输出的电压与被气体浓度呈正比例线性关系,平均线性度达到了0.997 85,测量误差均小于2%,可为播报环境质量和制定机动车尾气排放标准提供数据支持。

海水养殖金色珍珠独特的吸收光谱及其微结构

通过紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-VIS)吸收光谱、场发射扫描电镜(field emissionscanning electron microscope,FE-SEM)与傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)光谱对海水养殖金色珍珠(golden seawater cultured pearl,gold CP)的微结构及其吸收光谱特征进行了较系统的研究.结果表明:海水养殖金色珍珠外表面珍珠层"叠瓦状"结构的疏密程度在其表面的不同区域存在不同,该特征可能是导致金色珍珠不同区域的紫外-可见吸收光谱存在差异的因素之一;在由内向外的方向上,接近珍珠核心处的珍珠层中未见单一的文石板片或棱柱结构,而在珍珠层的中部及外侧区域均为文石板片结构;珍珠层的外表面由多级结构构成,其中单个珍珠层微米级的文石板片由纳米级文石小颗粒组成.

富镁和贫镁坡缕石及其酸浸蚀产物的红外吸收光谱研究

本文对两个富镁和贫镁坡缕石的红外吸收光谱高频区的拟合结果表明 ,富镁坡缕石 (p0 )和贫镁坡缕石 (g0 )的八面体离子的配置有区别 ,前者除出现 Mg3OH振动外 ,Mg M2 □ OH振动的比例比 Al M2 □ OH振动的大 ,后者则反之。经酸短时间浸蚀的和未经浸蚀的坡缕石红外吸收光谱相比 ,除部分吸收峰 (如 35 6 0 cm- 1 )的峰形发生明显变化外 ,其余各吸收峰的峰形相似、强度稍有变化 ,且 Si U- O- Si D的不对称振动吸收峰向低波数方向偏移、对称吸收峰向高波数方向偏移 ;坡缕石中 790 cm- 1 左右的吸收峰的归属是不明确的 ,据实验确认它是由 Si U- O- Si D的对称吸收所致 ;由 985 cm- 1、10 30 cm- 1、10 80 cm- 1和 12 0 0 cm- 1左右 4个吸收峰组成 Si- O骨架振动吸收带的峰形、强度和峰位移反映了酸浸蚀过程中坡缕石的结构改变。两个坡缕石经 36 0 h盐酸浓度为 1m ol/ L 和 3m ol/ L 浸蚀后 ,所得产物的粉末 X射线衍射谱虽仍具有坡缕石的衍射线 ,但它们的红外吸收光谱却只有与表面 OH振动、物理吸附水相关的 OH振动和几个 Si O振动吸收峰 ,而无代表八面体振动、硅氧骨干中的大部分 Si O振动和晶格中的结晶水的振动 。

半导体CdS_(1-x)Se_x纳米材料的制备、表征及吸收光谱研究

使用二氯化镉(CdCl2.2.5H2O)、硫粉(S)、硒粉(Se)为原料,用乙二胺作溶剂,在180℃的温和条件下,通过改变原料中硫、硒的组分,合成了固溶体半导体CdS1-xSex(0≤x≤1)纳米材料,用XRD、TEM、SAED进行分析表征,产物为六方相、直径约20nm左右、长度约500nm左右的短棒状结构.依据XRD图,对产物的晶格常数随组分x的变化关系进行了研究,其变化关系遵从Vegard定律;测量了产物的紫外吸收光谱,对其能带隙随组分x的变化关系进行了研究,说明可通过对组分x的控制来调制材料的带隙.

无机物的颜色与电子吸收光谱

无机物的颜色与电子吸收光谱朱文祥（北京师范大学化学系１００８７５）颜色是现代生活的外观形象，是美的同义语。人们用绚丽的颜色来赞誉美丽的景色和壮观的场景。从鲜艳的服饰到富丽堂皇的建筑，从光彩夺目的彩色照片到美丽动人的彩色电视，人们的日常生活处处离不开颜...

高分辨高精密甲胺分子C—N伸缩带的兰姆凹陷饱和吸收红外光谱

甲胺分子(CH3NH2)是最简单的胺类分子,但由于分子中振动-转动-扭动-反转的相互作用使得其能级结构复杂和丰富密集且谱线强度差异很大的波谱,尤其是在频率中心位于1 044cm-1的C—N伸缩振动带。我们使用利用兰姆凹陷光谱技术自主研发的分辨率为0.4 MHz的二氧化碳激光和微波边带红外光谱仪将甲胺分子的C—N伸缩振动带的多普勒光谱中密集重合在一起的上百条谱线逐条分辨开和精密地测量了它们的跃迁频率。将它们标识归类和对J(J+1)作幂级数展开后,我们求得了27个系列的最初跃迁频率和它们的有效转动常数。

钴和碳化钨样品中钴的电热原子吸收光谱法

前言 在硬质合金工业中,硬质碳化钨-钴合金,作为机床工具操作的切削刀刃。碳化钨-钴制品的最后加工阶段,须机械磨成符合要求的角度或切削刀刃,在此过程中,应采取预防措施以降低粉尘接触至最低限度,但因其颗粒的直径小于2μm,致捕集无效。硬质合金工业中会发生各种肺部疾病,而钴为导致呼吸道毒性反应的基本物质。因比,必须监测呼吸带空气中粉尘含量。 车间空气中的钴尘与其他硬质合金尘一起采集,本文提出一种原子吸收光谱分析测定法,

基于标定直接吸收光谱方法的近红外乙烯检测

实现乙烯气体(C_(2)H_(4))实时在线精确检测对石油化工、煤矿等行业安全具有重要意义,但是C_(2)H_(4)在近红外波段的谱线强度信息不明确,具有谱带吸收特征,且与CH4有明显的混叠干扰,因此对其浓度进行精确检测是目前激光吸收光谱测量面临的共性技术难题。将波长调制光谱中的标定方法与直接吸收光谱相结合,提出了一种适用于C_(2)H_(4)气体检测的标定直接吸收光谱法(CDAS)。该方法不需要激光吸收光谱反演过程中的确切谱线强度信息,并克服了波长调制光谱在测量过程中出现的非线性效应。为了避免特定工况(如煤矿)中CH_(4)的干扰,实验装置采用了高精度压强控制系统,并且在100 mbar(1 bar=105 Pa)稳定压强下实现了CH_(4)和C_(2)H_(4)混叠光谱的分离。实验过程中对1626 nm附近的CH_(4)和C_(2)H_(4)仿真和实测吸收光谱进行了分析,确定了C2H4的标定光谱范围,进而验证了该方法在体积分数低于100×10^(-6)的范围内,对C2H4气体的检测误差不超过-1.47×10^(-6),并且测量体积分数与标准体积分数之间的线性拟合优度达到了0.999。对体积分数为10×10^(-6)的C2H4直接吸收光谱进行分析,以1倍信噪比对应的浓度作为检测下限进行等效计算,得到检测下限为1.38×10^(-6)。在Allan方差分析中,积分时间为77 s时检测精度达到了0.04×10^(-6)。以上实验结果充分说明了标定直接吸收光谱法能够在近红外波段实现C2H4的精确检测,并为此类气体的检测提供了一种新思路。

淹水条件下三峡库区典型消落带土壤释放DOM的光谱特征：紫外-可见吸收光谱

消落带土壤在淹水发生时释放溶解性有机质(DOM),是上覆水体DOM的重要来源.但同时对淹水释放DOM进行定量定性分析的报道并不多见.本文以三峡库区典型消落带为研究对象,通过模拟实验,利用紫外-可见吸收光谱,研究了厌氧淹水和正常淹水条件下,淹水土壤释放DOM的光谱特征.结果表明,消落带4个区域土壤淹水均呈'快速释放-下降-动态平衡'释放规律;释放速率和通量计算表明,DOM释放呈现出'源-汇动态交换'特征.对比两种淹水处理,尽管溶解性有机碳(DOC)和有色溶解性有机质(CDOM)无显著差异,但厌氧淹水DOM芳香性(SUVA280)高于正常淹水,而光谱斜率比值(SR)对不同淹水条件不敏感.同时,厌氧淹水时,DOC和CDOM的相关性也明显高于正常淹水.另外,各区域土壤淹水释放DOM存在差异,以忠县石宝寨土壤释放强度最高,尽管土壤有机质含量是影响各区域土壤淹水释放DOM差异的重要原因之一,但其他地化因素仍需考虑.因此,仅仅关注DOC浓度变化并不足以完全描述DOM的释放特征.

龙门山韧性剪切带主要矿物结构水含量与变形的关系

矿物中的各种水对变形有显著影响。本文研究了龙门山中央断裂带映秀-北川断裂南段韧性剪切带花岗质岩中石英和长石的变形和水含量的关系。通过显微镜下统计石英、长石的粒度和轴比,得出剪切带中花岗质岩石的变形程度分为:弱变形带和过渡带的花岗片麻岩以及强变形带的初糜棱岩。其中弱变形和过渡变形样品中有细粒化强变形条带。根据石英动态重结晶粒度与流动应力关系,计算了剪切带的流动应力约15～200MPa。利用稳态流变方程,估算出韧性剪切带的变形温度范围400～550℃。花岗质岩石和细粒化剪切带的全岩化学成分分析显示,强变形导致SiO2、K2O减小,Fe2O3、CaO、MgO、LOI增大。Fe、Mg含量增大,K含量降低。显然说明长石含量降低,铁镁质矿物含量增多,初步认为是长石经水解反应发生云母化导致的。利用傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对剪切带花岗质岩石中的主要矿物石英和长石进行了结构水含量的分析,结果表明长石的水含量高于石英的水含量,弱变形的粗粒长石和石英的水含量低于强烈变形的细粒长石和石英的含水量,即随着变形程度的增强,矿物中的含水量呈增加趋势。因此,在剪切带中,强烈剪切变形导致长石和石英晶体位错密度变大,形成点缺陷和缺陷,这些缺陷中被OH充填,形成结构水。这种结构水促进了剪切带中岩石的变形。

光氧化处理牛颈静脉带瓣管道重建肺动脉与右心室连接

目的 观察光氧化处理的牛颈静脉带瓣管道用于重建右心室—肺动脉连接后，在体内循环系统中与血流接触条件下的抗钙化性能及其血流动力学性能。方法 以经光氧化反应处理的牛颈静脉带辩管道为研究时象，以单纯戊二醛交联固定的牛颈静脉带瓣管道作为对照，建立犬重建右心室—肺动脉连接的动物模型；实验动物饲养观察10个月后，通过超声心动图和心导管检查等方法评价两种不同方法固定处理的牛颈静脉带瓣管道重建犬右心室—肺动脉连接后的血流动力学性能，并了解牛颈静脉管道内的瓣膜在犬的右心系统内的功能。屠宰实验动物后取出标本，通过原子吸收光谱法测定组织钙含量，von Kossa钙盐染色观察组织钙化情况。结果 心脏超声显示两组管道均通畅，瓣叶活动良好。光氧化处理组结扎肺动脉前、后直接测压及术后9-10个月通过心导管测压，所测得的跨瓣压差维持在较低水平，跨瓣压差无明显升高；戊二醛组结扎肺动脉前、后及术后9—10个月测得的跨瓣压差与光氧化组相似。光氧化组管道血管壁钙含量为7．60±8．02mg／g，戊二醛组管道血管壁钙含量为丝，05±10．78mg/g，两组有显著性差异（P〈0．05）；光氧化组和戊二醛组管道瓣膜钙含量分别为0．74±0．23mg/g和0．88±0．69mg／g，两组相比无统计学差异（P〉0．05）。结论 光氧化反应处理固定的牛颈静脉带瓣管道可用于重建右心室—肺动脉连接，血流动力性能良好，与自体肺动脉相当，远期血流动力学性能尚待进一步观察研究。光氧化反应处理固定的牛颈静脉带瓣管道在狗的动物模型中，抗钙化性能优于戊二醛固定的牛颈静脉管道。

基于超窄带激光器扫描技术的气体检测研究

基于气体的差分吸收检测原理和超窄带半导体激光器的光谱扫描技术,设计了一种高精度分布式二氧化碳气体检测网络。系统采用超窄带可调谐半导体激光器作为光源,设计了新型气室结构,通过方波信号对光源光谱进行调制,消除了其他气体成分和灰尘颗粒的干扰,并结合空分复用技术,实现了二氧化碳的实时分布式检测。利用超窄带光谱扫描技术测得了不同压强下二氧化碳分子在1 572.66nm附近的弱吸收谱线并进行了分析。实验结果表明系统浓度最低检测限为0.005%,测量最大相对误差小于3%;逐次充入一定体积二氧化碳气体,动态响应时间小于8s。

三峡库区消落带水体CDOM中电荷转移配合物对其紫外-可见吸收光谱的影响

以三峡库区消落带水体CDOM为研究对象,基于'双生色系统'模型,采用Na BH4还原法,研究了DOM还原前后光谱曲线及特征参数变化,探究了电荷转移配合物对DOM吸收光谱的影响.结果表明,Na BH4还原处理后,可以将原来无特征峰的指数型吸光曲线分为两套具有特征吸收带的吸光曲线.4个采样点中,超过35%的DOM吸光度来自于电荷转移(chargetransfer,CT)配合物,忠县石宝寨和涪陵珍溪DOM中CT配合物作所占比例最高(>50%).因此不能忽略CT配合物对CDOM吸光能力的贡献.经Na BH4还原去除CT结构后,吸光曲线出现蓝移,CDOM浓度[a(355)]降低;而断键导致DOM结构分散,分子尺寸减小,光谱斜率(S)值降低.同时,由于疏水性组分减少,表观芳香程度降低.另外,特征参数SUVA、CDOM和SR在不同DOM样本间对比时,较为稳定,而S275-295受CT影响较明显.同时,在利用短波处CDOM对DOC浓度进行反演时,CT配合物对模型建立影响不大.