以KMnO4和MnSO4·H2O为原料, 在常温常压和水热条件下制备新生态MnO2, 借助XRD、TEM、低温N2吸附-脱附等手段对材料进行表征, 比较不同制备方法对产物结构和吸附性能的影响。结果表明, 反应温度和压力对新生态MnO2的形貌和吸附性能有较大影响, 常温常压下合成产物均为短棒状, 水热合成产物为介孔纤维, 对2,4-二硝基苯酚的吸附效果优于常温常压合成产物。新生态MnO2对2,4-二硝基苯酚的等温吸附和吸附动力学分别符合Langmuir等温式(R2>0.99)和准二级吸附动力学方程(R2>0.99), 说明2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上为单分子层吸附和化学吸附。溶液pH值能显著影响2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上的吸附, 在pH=7时最大吸附量为2.539 mg/g。

随着浮选研究的深入发展, 以捕收剂为核心的浮选药剂作用机理的研究逐渐成为研究焦点。 红外光谱以速度快、 成本低、 无损等特点成为浮选药剂作用机理研究最为重要的手段之一。 首先从文献报道数量和比例说明红外光谱在该研究中的重要地位, 并总结了常见浮选药剂的红外光谱特征, 最后分别阐述了红外光谱在捕收剂、 抑制剂、 活化剂等浮选药剂作用机理中的应用研究进展。 归纳出红外光谱用于判定捕收剂在矿物表面作用三种机制的判据: 如果捕收剂作用后的矿物表面有新的吸收峰, 则捕收剂在矿物表面发生了化学反应； 如果仅有吸收峰的位置发生移动, 并超过测试设备本身误差范围的移动量, 则捕收剂在矿物表面形成的是化学吸附； 排除上述产生的新红外特征吸收峰和红外特征峰的移动, 且通过反复水洗即可清除表面沾染的捕收剂分子, 则捕收剂在矿物表面发生的是物理吸附。 并指出红外光谱在浮选过程中的应用研究存在的两大问题, 一是将捕收剂与矿物表面的化学反应和化学吸附机理混淆； 二是忽视红外光谱仪器吸收峰位移2～4 cm-1背景误差。 展望未来红外光谱在浮选过程中的应用研究应该着眼于多种药剂混合用药在矿物表面作用机理的研究, 该领域内红外光谱的定量分析研究及红外光谱吸收峰位移的背景误差分析等三方面。

为了实现亚纳米级超光滑表面的加工, 建立了紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统, 同时研究了加工过程中纳米颗粒与工件表面间的相互作用机理。首先, 对实验所用锐钛矿TiO2纳米颗粒及单晶硅工件表面进行表征测量。然后, 用第一性原理的平面波赝势计算方法研究了纳米颗粒胶体射流加工中TiO2分子团簇在单晶硅表面化学吸附的表面构型结构及其体系能量。最后, 开展了TiO2纳米颗粒及单晶硅工件表面间的吸附实验。实验结果表明: 胶体中的OH基团在TiO2团簇表面及单晶硅表面分别发生化学吸附, 在TiO2纳米颗粒及单晶硅表面吸附过程中形成了新的Ti-O-Si键及化学吸附的H2O分子。红外光谱实验结果显示:TiO2纳米颗粒与单晶硅界面间存在新生成的Ti-O-Si键。这种界面间的相互作用证实了紫外光诱导纳米颗粒胶体射流抛光过程可实现材料去除的化学作用机理。

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒，再以柠檬酸三钠还原AgNO3获得了具有SERS活性的Fe3O4@Ag磁性纳米复合材料。基于密度泛函理论（DFT）的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱（SERS）技术，从理论计算和实验测定表征探讨了2-噻吩甲酸（2-TCA）在Fe3O4@Ag表面的吸附行为和增强效应。结果表明：理论计算得到的拉曼光谱与实际测得的常规拉曼光谱基本一致，而在DFT理论计算中所键连的Ag原子数越多，与实测值就越接近。溶液的浓度和pH对拉曼增强效果有很大的影响，当溶液的pH=3且浓度为1×10-4 mol·L-1时有最大拉曼增强效应。峰强随2-TCA浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，浓度过大会导致大量2-TCA分子吸附聚集在Ag表面形成局部“拥堵”，阻碍了激发光尤其是光谱信号的散射通过，从而减弱了拉曼增强效应。pH的变化使溶液中2-TCA分子形态发生改变，结构形态不同，其在Ag表面的吸附方式也不同。中性C4H3SCOOH分子以环上S:形式垂直吸附键合在Ag表面，形成S—Ag配位键而产生SERS光谱。-1价C4H3SCOO-离子以S—Ag配位和O—Ag共价“双键合”侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱。在Ag表面，以单独S—Ag配位键吸附或键合的能力比S—Ag配位和O—Ag共价共同吸附方式要弱，但其产生的SERS信号更强，故2-TCA中性分子比2-TCA-离子更有利于SERS的产生。随着pH值的增加，溶液中的2-TCA由中性分子逐渐转化为-1价的C4H3SCOO-离子，因而在pH>3以后，拉曼增强效应逐步减弱。

采用多光束应力实时测量装置监控并分析了磁控溅射Si和SiNx薄膜的总力及应力演化过程。在两种膜层中均观察到了应力释放及恢复现象。Si膜中应力是可逆的，而SiNx膜中应力是部分可逆的。物理吸附和解吸附分别是应力释放和恢复的主要原因。不可逆的应力分量来源于化学吸附，基于吸附机制建立了一个应力释放模型。

采用电化学法对Ag电极粗糙活化, 进而对含巯基基团的硫代水杨酸(TSA)进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究。 研究表明, 溶液浓度与pH对增强效应影响显著, 1×10－3 mol·L-1与pH 4分别为增强效应的最佳浓度与酸度。 浓度增大由于空间位阻等因素影响而增强效应急速下降。 由TSA化学吸附所产生的S—Ag峰位基本不随pH改变; 但pH对峰强度有显著影响。 经对TSA在不同pH下的分布和机理研究表明, TSA是通过中性C6H4(COOH)SH分子中的硫醇端基脱H后与活化的Ag表面进行吸附, 形成S—Ag化学键而产生SERS光谱。 在较强碱性条件下负一价的C6H4(COO-)SH 可能与OH- 形成竞争吸附而不易产生SERS; 同时吸附基团巯基对羧基振动谱峰的变化以及对苯环共轭体系中的电子云分布有很大影响。