太赫兹光谱可表征晶体分子间弱相互作用，太赫兹光谱的非谐性机理为晶体宏观性质认知提供了微观基础。以2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪（ANPZ）为对象，研究了温度作用下太赫兹光谱非谐性机理。通过光谱测量，获得ANPZ不同吸收峰的温度诱导非谐特性。通过密度泛函理论，对吸收的振动特性进行指认。对振动特性的分解结果表明：特定分子间氢键的软化是太赫兹光谱强非谐性的原因。进一步，基于声子和准简谐近似计算了ANPZ原子随温度的位移特性，并对上述分析结论进行了验证。研究表明：太赫兹光谱技术结合相关方法，可以深入分析温度作用下晶体内分子间氢键的响应规律，可为晶体宏观性质的认识提供科学分析手段。

利用硫脲和双甜菜碱制备了一种新型的包合物 ［-OOCCH2N+(CH3)2］2(CH2)3·4(NH2)2CS, 用X射线单晶衍射方法测定其晶体结构。结果表明, 晶体属三斜晶系, P1空间群, 其中a=0.884 5(2) nm, b=0.936 7(2) nm, c=0.946 4(3) nm, α=91.591(2)°, β=91.591(2)°, γ=91.591(2)°, Z=1, R1=0.039 9, wR2=0.100 6(I>2σ(I))。在标题化合物的晶体结构中, 硫脲分子通过N-H…S氢键肩并肩相连形成四聚体, 客体分子的羧基通过N-H…O氢键连接硫脲四聚体形成氢键层, 客体阳离子部分夹在相邻的氢键层中, 形成三明治晶体结构。

纤维素是一种可再生天然亲水性高聚物, 其庞大的氢键网格形成多种不同的晶体结构形式。 在其五种结晶变体（纤维素Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ和Ⅹ）中, 纤维素Ⅱ由纤维素Ⅰ（天然纤维素）经再生或丝光化处理获得, 是表面自由能最低、 性能最稳定的纤维素, 这主要归因于纤维素Ⅱ具有与纤维素Ⅰ晶型平行链结构相反的反平行链结构, 且相比于纤维素Ⅰ有附加的分子间氢键。 基于近红外光谱（NIRS）对含氢基团的敏感性及纤维素的结晶结构中有大量氢键, 使通过NIRS定性检测、 定量评价纤维素的结晶结构成为可能。 目前, 用NIRS对纤维素结晶变体氢键结合的研究甚少, 针对竹材纤维素Ⅱ及其衍生材料氢键结合的研究国内外尚未见相关报道。 用竹材制备纤维素Ⅰ, 经丝光化处理得到竹基纤维素Ⅱ, 通过NIRS研究其氢键结合状况, 结果与竹粉及竹基纤维素Ⅰ相比较。 此外, 研究还通过NIRS对竹粉及竹基纤维素的结晶度做了定量评价。 结果表明: (1）在无定形区, 竹基纤维素Ⅰ、 Ⅱ和竹粉相比光谱差异不大, 氢键结合只有量的变化, 而无质的差异; (2）在半结晶区, 与竹粉相比, 竹基纤维素Ⅰ晶型结构保持不变, 而竹基纤维素Ⅱ形成双峰; (3）在纤维素结晶区的近红外谱带范围内, 反映竹基纤维素Ⅰ结晶表面纤维素分子内氢键O2—H2…O6的强氢键结合的羟基伸缩振动的一次倍频吸收峰由6 292 cm-1向高波数转移到6 354 cm-1, 该处与竹基纤维素Ⅱ形成的强氢键结合的分子间氢键O2—H2…O2反平行构造相对应; (4）NIRS预测的结晶度与XRD分析结果有良好相关性。 上述结果表明, 纤维素结晶区内的氢键结合在近红外特征谱带出现转移且在半结晶区形成双峰, 是区别竹基纤维素Ⅱ和Ⅰ的主要特征。 研究也表明NIRS对探讨纤维素多种变体的氢键结合及结晶度预测是可靠的。

实验测得核黄素在水、 二甲基亚砜(DMSO)和三氯甲烷三种不同极性溶剂中的稳态吸收光谱、 荧光光谱和时间分辨荧光光谱, 研究了溶剂对核黄素光谱性质的影响。 实验结果表明, 在不同极性的溶剂中, 核黄素的吸收峰位置几乎不变, 而荧光光谱峰值随着溶剂极性的增大而出现红移。 这是由于溶质分子的电子激发及溶剂化效应引起的电子重新分布导致它在极性溶剂中第一激发单重态能级的变化。 在时间分辨荧光光谱实验中, 核黄素在水溶液中荧光寿命也高于在其他两种溶剂中, 荧光寿命的延长可归因于核黄素与氢键对体溶剂之间的分子间氢键相互作用。 应用Gaussian09软件, 采用密度泛函理论和含时密度泛函理论, 结合基于密度的溶剂化模型, 对不同极性溶剂中的核黄素分子进行基态和激发态优化和计算。 通过前线分子轨道分析, 核黄素的受激跃迁属于苯环和含氮杂环上的π电子向苯环及CN, CO共轭双键的反键轨道π*的跃迁。 分子偶极矩的计算结果表明, 核黄素分子的第一激发态偶极矩大于基态偶极矩, 偶极矩的增大, 导致溶质与溶剂分子之间的相互作用的增大。 而溶剂分子与溶质分子基态和激发态的相互作用程度不同, 使得吸收峰和荧光峰出现不同变化情况。 极性越大的溶剂越有利于对激发态的稳定作用, 使激发态能量降低, 相应的发射波长发生红移。 最后, 通过分子表面静电势和弱相互作用分析, 在水溶剂中考虑氢键作用对核黄素分子光谱的影响。 多聚体结构的理论吸收和发射峰值更接近实验结果, 说明多聚体结构合理。 水分子二聚体与核黄素形成的环状结构, 有利于提高核黄素分子的刚性, 有利于荧光的发射, 减少非辐射跃迁的几率, 荧光寿命延长。

利用空气等离子体太赫兹时域光谱系统,获得了0.5~14.5 THz范围内左旋多巴(L-DOPA)的特征指纹谱,并研究了吸收光谱随温度的变化效应。利用密度泛函理论计算L-DOPA的晶胞结构,并对太赫兹振动光谱进行了分析。结果表明:L-DOPA在太赫兹波段的吸收峰对应于不同的集体振动和分子局域振动,其中分子的集体振动在整个太赫兹波段分布较广,且苯环和分子侧链表现出不同的振动特点,这些结构振动特异性与分子构象以及分子间氢键的相互作用密切相关。

建立在常温、 常压条件下准确定量测定溶解乙炔含量的紫外-可见分光光度法, 并对乙炔在丙酮、 三乙二醇、 N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的溶解特性进行系统考察； 采用循环伏安法研究助溶剂丙酮、 三乙二醇、 N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜对乙炔电化学氧化过程的影响以及绿色溶剂TEG对该过程影响的作用机制。 实验结果表明在常温、 常压条件下, 溶解乙炔的含量可采用紫外-可见分光光度法通过紫红色的乙炔铜进行准确测定, N,N-二甲基甲酰胺溶解乙炔的能力最强； 在乙炔电化学氧化过程中, 水分子和三乙二醇之间强烈的氢键作用是提高乙炔在Na2SO4溶液中溶解度的决定性因素； 在含体积分数为9%TEG的0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中, 乙炔电化学氧化过程的表观活化能为13.20 kJ·mol-1, 属于受吸附控制的不可逆过程。 该研究以期寻找一种乙炔的良好溶剂, 为乙炔电化学氧化过程的研究、 乙炔传感器(尤其是乙炔的电化学传感器)、 绿色化学以及乙炔化工等的发展提供理论依据和实验指导。

采用红外, 紫外光谱分析不同体系下氢键对部分水解高分子聚丙烯酰胺光谱的影响。 研究表明, 高分子聚丙烯酰胺中的酰胺基与部分水解的羧酸基能形成分子内氢键导致酰胺基中游离-NH2特征吸收峰向低频方向移动;聚丙烯酰胺在水溶液中随浓度的增大主要形成分子内氢键使最大吸收波长发生红移;在含中等浓度钠离子和钙离子的水溶液体系下, 分子内氢键和分子间氢键同时存在, 在含高浓度钠离子和钙离子体系下, 则主要形成分子间氢键。 不同体系下, 氢键对聚丙烯酰胺光谱的影响不同: 在水溶液体系下, 其最大吸收波长红移8 nm, 在钠离子单独存在的体系下, 最大吸收波长红移4 nm, 在钙离子和钠离子同时存在的体系下, 最大吸收波长红移2 nm。

利用密度泛函理论, 在B3LYP/6-311++G(d, p)基组水平上对吡啶-水团簇(C5H5N)n(H2O)m(n=1～2, m=1～4)的可能构型进行全优化, 得到了团簇的稳定结构; 计算结果显示, 在吡啶和水的二聚体中, 稳定构型只有一种, 没有发现通过π氢键(O—H…π)作用形成的团簇结构。 为了研究各团簇结构的稳定性, 在相同的基组水平上计算得到了各团簇构型的总能量和结合能, 结果显示, 对于团簇(C5H5N)n(H2O)4(n=1～2), 团簇中的水分子形成四元环的结构要比形成三元环的结构稳定。 对团簇的最高占据轨道与最低空轨道之间的能隙分析发现, 团簇C5H5N (H2O)4的最低能量结构具有较高的稳定性, 可能具有幻数结构; 最后, 分析讨论了吡啶-水团簇的红外振动光谱, 对较强的谱峰进行了指认。

制备了聚氨酯包裹尿素缓/控释肥, 采用傅里叶变换红外光谱法, 研究了润滑剂蜡、 尿素基体、 异氰酸酯用量对聚氨酯在尿素表面成膜时的影响以及膜层的结构特征。 将聚氨酯包裹尿素放入到氨水中浸泡28 d, 模拟一种聚氨酯包裹尿素在土壤中所处的环境, 发现随着浸泡时间的延长, 游离NH振动吸收与脲CO振动吸收的强度及谱带面积逐渐增加, 脲CO振动吸收位置向高波数移动, 而将聚氨酯包裹尿素放入到水中浸泡28 d, 这种趋势并不明显, 这说明碱性条件对聚氨酯膜层的破坏比水严重, 因此聚氨酯包裹尿素在土中养分释放速度明显比水快, 而化学交联密度较高的膜层, 结构相对稳定, 聚氨酯包裹尿素在水中及土壤中培养时, 养分释放速率基本一致。