为研究岩浆侵入体对煤化学结构等方面的影响, 采用傅里叶变换红外光谱对邯邢矿区云驾岭煤矿岩浆接触带四个高变质煤进行了化学结构表征。 结果表明: 所有样品中芳香结构以苯环三取代为主, 在夹矸中最高达到67.4%; 离侵入体越远, 苯环三取代含量越低, 苯环二取代含量逐渐升高, 而苯环四、 五取代均表现出先增后减的变化规律。 在含氧官能团方面, 离侵入体越远, 活性较高的芳香酯和羧基含量越高, 酚中C-O含量变化较小, 烷基醚和芳基醚含量降低, 芳香环或稠环中CC伸缩振动占比逐渐增加。 受岩浆侵入的影响, 样品中脂肪类物质含量很低; 离侵入体越远, 甲基的对称与反对称伸缩振动占比先增加后减小, 亚甲基对称与亚甲基反对称伸缩振动的变化规律则与甲基相反。 在羟基官能团方面, 羟基自缔合氢键为煤样中氢键的主要类型, 而夹矸中则以羟基和醚中氧形成的氢键为主; 离侵入体越远, 后者在煤样中则逐渐升高, 羟基和π键形成的氢键含量越低, 羟基-N氢键含量先增加后减小。 研究结果表明, 岩浆侵入对煤中有机质的化学结构产生了显著影响, 且对煤和夹矸中有机质化学结构具有差异性影响, 为探索高变质煤中大分子结构演变机理提供了理论依据。

以陕西户县祁村明代公输堂的小木作“天宫楼阁”斗拱为研究对象，利用傅里叶变换红外光谱衰减全反射（Fourier Transform Infrared Attenuated Total Reflection，FTIR-ATR）法研究了小木作木材的化学组成和结构变化。根据朗伯-比尔定律，计算了木材中半纤维素、纤维素和木质素的留存率，并研究了木构件的腐朽程度。结果表明，利用FTIR-ATR法来定量分析木材中的各主要成分时具有检测准确、快速、无损以及数据重现性好等特点。由于长期暴露在空气中，木构件受到环境中的湿度变化、微生物、紫外线等因素的影响，导致木材中起填充和粘结作用的半纤维素已基本完全降解，木构件的强度、韧性和承载力都有所降低，因此需要对木构件进行必要的加固处理。本研究成果可以为后期的文物保护及修复工作提供可靠的数据支撑。

为定量研究不同煤阶煤的化学结构, 借助傅里叶红外光谱, 对河曲长焰煤、 柳林焦煤及晋城无烟煤进行了化学结构表征。 从红外的四个谱段来看, 每一谱段都发生了一定的变化。 在芳香结构中, 河曲煤有5个峰位, 柳林煤减小为3个峰位, 而后至晋城煤又增加到5个峰位。 在含氧官能团中, 随着煤阶的升高, 波数在1 100～1 350 cm-1的峰面积逐渐减小, 峰形变得平缓, 这说明煤化作用是富碳、 脱氧的过程。 在脂肪烃中, 谱图中波数在2 952 cm-1附近的肩峰加宽, 说明甲基的含量增加。 波数在2 895 cm-1附近的峰形逐渐变缓, 说明次甲基的含量减小。 在氢键范围内, 随着煤阶的增高, 谱图先变缓后变陡, 波数在3 400 cm-1附近变化尤为突出, 说明煤中自缔合羟基的含量先减小后增加。 并运用Origin7.5软件对所得到的红外谱图进行分峰拟合及归属。 结果表明: 苯环的取代方式主要以三取代为主, 随着煤阶的增高, 苯环三、 四取代含量下降, 二、 五取代含量升高; 其中苯环三取代的含量由63%降至32%, 苯环四取代由17.21%降至12.86%, 而苯环二取代则由12.36%增至24.44%, 苯环五取代由6.55%增至26.58%。 红外归属中, 不同煤阶煤灰分的百分含量, 与其工业分析中灰分含量有很好地对应。 随着煤阶的增高, 碳氧单键的比例由37.22%降至27.83%; 碳碳双键含量由31.02%升高到36.86%, 而后又降至25.42%; 碳氧双键含量有微小变化, 由13.07%降到13.02%, 然后又升至13.81%。 脂肪烃中, 随着煤化程度的加深, 甲基对称伸缩振动占比分别为11.67%, 11.81%和12.92%, 甲基反对称伸缩振动占比分别为18.74%, 18.94%, 24.76%, 而次甲基的伸缩振动占比分别为17.38%, 12.53%, 11.57%, 亚甲基对称伸缩振动占比分别为18.09%, 18.14%和15.43%, 亚甲基的反对称伸缩振动占比分别为34.41%, 38.58%和35.32%。 亚甲基的对称与反对称的比例都出现先增加后减小的趋势; 甲基的对称与反对称伸缩振动的比例则呈增加趋势; 次甲基的含量呈降低趋势。 羟基-N氢键存在于河曲煤与柳林煤中, 晋城煤无此类氢键; 煤阶越低, 其百分含量越大。 随着煤阶的增高, 环状缔合氢键由19.03%降至12.71%, 羟基-醚氢键由27.20%降至16.89%; 这是由于低煤阶煤中羧酸、 羟基等含氧官能团的含量高。 自缔合羟基含量先由39.63%减小到34.78%, 而后又增加至37.88%; 而羟基-π氢键的含量由9.84%上升至27.77%。 这些变化揭示了煤化作用是一个富碳、 去氢、 脱氧、 去除杂原子的复杂演化过程; 对探索煤大分子结构演化特征及控制机理有借鉴意义。

采用热蒸镀法，在石英基底上制备了不同化学组分的Ge_xAs_ySe_1-x-y 硫系玻璃薄膜，并对其拉曼光谱进行测量，旨在分析化学组分对薄膜内部结构的影响。分析了波数位于100~350 cm^-1范围内薄膜拉曼光谱的演变，用高斯曲线对拉曼光谱进行分峰拟合。结果表明，样品在190 cm-1 处Ge-Se 振动模式随着Ge 和As 含量的增加而变强；随着平均配位数(MCN)的增加，As-Se 振动模式减弱，位于225 cm^-1和250 cm^-1处的两个拉曼峰逐渐合并，并向高波数区域延伸；在Ge 含量高的样品中，170~180 cm^-1处的拉曼峰是由薄膜内部键缺陷造成的。

采用衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)研究物资储备中广泛使用的滚塑包装箱专用高密度聚乙烯(HDPE), 在特定湿热海洋环境的海南万宁实验站1年期内自然老化特性。 定性分析老化前后化学结构变化, 从断链、 支化以及氧化角度区分不同阶段的老化特性, 根据特征峰峰强和峰面积变化, 定量分析羰基指数和相对结晶度的变化规律, 探索老化前后羰基指数、 相对结晶度变化与力学性能变化的相关性。 结果表明: 老化行为三个月内以断裂、 支化为主, 3~6个月氧化逐渐产生, 6个月后氧化和支化占主导地位, 9个月后氧化程度逐渐饱和, 且老化进程与温度和辐照正相关。 12个月后, 羰基指数增长112倍, 结晶度上升约10%, 力学性能中材料拉伸/弯曲模量较拉伸/弯曲强度下降更快。 老化前后羰基指数与拉伸模量变化相关系数为0.97, 基于720~730 cm-1特征谱带计算的相对结晶度变化与拉伸强度变化相关系数为0.96。 结果表明采用ATR-FTIR可以在快速无损检测的前提下, 从老化前后化学结构的变化推测力学性能的变化。

在惰性气氛下,用电子束对聚碳硅烷(PCS)进行辐照改性。利用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶含量测定以及热重-气相色谱-质谱连用技术对不同剂量改性的PCS进行了分析表征,研究了辐照剂量对PCS结构与热解性能的影响。结果表明,电子束辐照作用使PCS样品中大量Si-H键和C-H键发生断裂,形成了以Si-C-Si为骨架的三维网状凝胶产物,当辐照剂量高于3 MGy时,PCS的凝胶化程度随辐照剂量的增加而明显变大。热重分析表明,电子束辐照有利于提高PCS的热稳定性,其初始失重温度和陶瓷化产率都会随辐照剂量的增加而升高,其中,经20 MGy辐照后的PCS样品的陶瓷化产率可达87%。此外,对于400 ℃预处理的PCS样品,在相同吸收剂量下,样品的凝胶质量分数、初始失重温度和最终陶瓷化产率都较未处理的高。

采用FTIR、 UV-Visible、 NMR和GPC分析手段研究了褐腐木质素被NaBH4还原前后的化学结构变化。 FTIR表明褐腐木质素还原后1 677 cm-1处与苯环共轭的羰基峰消失, 1 715 cm-1处非共轭羰基峰强度减弱, 1 509和1 603 cm-1处苯环骨架振动吸收峰强度变化很小； UV表明褐腐木质素还原后位于288 nm的最强吸收峰和300～400nm区域的吸收强度降低； 1H NMR表明褐腐木质素还原后甲氧基和酚羟基数量减少, 醇羟基数量增加, 褐腐木质素芳香环和结构单元联接键上的氢质子数增加； GPC表明褐腐木质素还原后分子量分布向高分子区域扩展, 数均和重均分子量增大, 分子量分布明显变宽。 NaBH4在碱性环境中可以将褐腐木质素中的共轭羰基完全还原为羟基, 非共轭羰基部分还原为羟基, 其侧链结构部分被改变, 苯环结构稳定, 褐腐木质素在还原过程中发生了缩合反应。