随着哥伦比亚祖母绿矿的日益枯竭, 巴基斯坦祖母绿逐渐成为市场的主力军之一, 运用常规宝石学仪器、 红外光谱仪、 激光拉曼光谱仪、 紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-Nir)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对巴基斯坦斯瓦特产区的祖母绿谱学特征进行了较系统的研究。 结果表明, 巴基斯坦斯瓦特祖母绿颜色整体呈深绿色-深蓝绿色, 折射率较高为1.589～1.615。 巴基斯坦斯瓦特产区的祖母绿中含有种类和数量较多的内含物, 其中三相内含物呈边界清晰平直的矩形且具有明显定向性, 与俄罗斯、 赞比亚和埃塞俄比亚产区祖母绿的三相内含物接近。 根据同一样品不同颜色的紫外-可见-近红外光谱和LA-ICP-MS的分析表明, 在颜色较深的区域, 紫外-可见-近红外光谱显示相对较强的427, 608, 637和679 nm(o光)Cr的R线吸收以及在o光下370 nm Fe的吸收, 同时此区域内Cr和Fe含量相对较高, 因此祖母绿色带是由含量不同的Cr和Fe所致。 巴基斯坦斯瓦特祖母绿是由Cr致色, V对颜色有一定贡献且Cr/V极高。 根据LA-ICP-MS结合红外光谱可知, 巴基斯坦斯瓦特祖母绿属于富碱祖母绿, 在红外光谱的指纹区显示了与一般祖母绿相同的振动吸收峰, 在中红外区4 000～2 000 cm-1, 低强度3 518和3 700 cm-1为Ⅰ型水不对称伸缩振动, 其他的水谱带饱和; 中等强度的3 232 cm-1为［Fe2(OH)4］2+多聚合离子吸收谱带; 在8 000～5 000 cm-1近红外光谱区, 在垂直于c轴的方向上, 5 264 cm-1为Ⅰ/Ⅱ型水ν3+ν2合频吸收带, 中等7 097 cm-1为Ⅱ型水倍频振动峰、 弱的7 187和6 842 cm-1为Ⅰ型水倍频振动峰; 在平行c轴方向上, 5 272 cm-1为Ⅰ/Ⅱ型水ν3+ν2合频吸收带, 7 073 cm-1为Ⅰ型水的合频振动峰, 7 185 cm-1为Ⅱ型水的倍频振动峰。 总之, 巴基斯坦斯瓦特山谷的祖母绿的主要致色离子为Cr3+和Fe3+, 碱金属离子含量偏高, 属于Ⅱ型水为主的祖母绿类型。

老化种子的鉴定对农业生产和粮食安全具有重要意义。利用红外光谱三级鉴别法(傅里叶变换红外光谱技术、二阶导数红外光谱技术和二维相关红外光谱技术相结合)对不同储藏年份的豆类种子进行区分。结果显示:3种豆类种子的傅里叶变换红外光谱图总体相似,且主要由蛋白质和碳水化合物的吸收峰组成;不同储藏年份的豆类种子的原始红外光谱仅在1800~700 cm ^-1范围内有微小差异,几个吸收强度比随储藏年份增加呈现下降趋势;方差分析显示不同储藏年份的种子的吸光度比有显著差异;不同储藏年份的种子的二阶导数红外光谱(在1800~700 cm ^-1范围内)的吸收峰形状和强度存在差异;在二维相关红外光谱中,不同储藏年份的蚕豆和红豆种子(在860~1690 cm ^-1范围内)及大豆种子(在1350~1800 cm ^-1范围内)的自动峰和交叉峰出现的位置、数目及强度存在显著差异,其中数目随储藏年份增加而减少,强度随储藏年份增加而减弱。偏最小二乘法分析能对不同储藏年份的种子进行快速分类。3种豆类种子在老化过程中都表现出明显的光谱差异,表明红外光谱三级鉴别法可以快速区分不同储藏年份的豆类种子,有望发展成为简单、快速鉴别种子老化的光谱方法。

在实验合成染料WD8的基础上,设计了一系列新型双供体结构的染料ME301-ME306； 并利用密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)和含时密度泛函理论(Time-dependent Density Functional Theory, TDDFT)进一步研究了其物理和电子性质,包括几何结构、IR光谱、吸收光谱和光捕获效率((Light Harvesting Efficiency, LHE)。结果显示,染料ME302中的供体芴基团是更有前途的官能团,特别是染料ME306与染料WD8相比,不仅具有较高的摩尔消光系数以及红移了50 nm, 而且覆盖整个可见光范围,具有较宽的吸收光谱。另外,染料ME306能够将电子有效地注入到TiO2导带中。这种新型双供体结构染料的设计可以为高效染料敏化太阳能电池的研究提供新的策略和指导。

利用激光共焦显微拉曼光谱技术和显微红外技术采集了右旋甲基苯丙胺的拉曼光谱和红外光谱,用密度泛函理论B3LYP/6-311G++(d,p)基组对分子进行几何构型优化,并进行拉曼和红外光谱的计算。结果表明: 右旋甲基苯丙胺的拉曼光谱和红外光谱的计算结果和实验结果基本一致。在此基础上,用Gaussview软件对分子的振动模式进行了详细的归属。研究结果为今后右旋甲基苯丙胺的光谱分析提供了理论依据,也为苯丙胺类毒品的光谱分析研究提供了重要参考。

选取环境中含量最多的9种多溴联苯醚（PBDEs）及已知具有高/中等生物毒性的14种PBDEs作为目标辨识物, 首先基于振动归属将上述PBDEs红外光谱分为6个谱区, 利用相似度分析评价各谱区对23种同系物的辨识能力并筛选易于辨识的红外谱区, 其次根据各谱区特征建立辨识方法并进行方法评价, 最终通过主成分分析及判别分析法在所研究谱区提取影响高/中等生物毒性PBDEs的红外特征信息并建立生物毒性判别模型。 研究结果表明, 位于961～1 153 cm-1的三角呼吸振动谱区和1 153～1 346 cm-1的C—O伸缩振动谱区对所选PBDEs间光谱相似度最小, 可利用三角呼吸振动谱区内吸收峰的数量分布特征（辨识最小频差为3.19 cm-1, 但不易与多氯联苯醚等结构相似物质间的区分）及C—O伸缩振动谱区的主峰分布及波形特征（辨识最小频差为0.74 cm-1, 与多氯联苯醚等结构相似物质间辨识涉及最小频差为0.67 cm-1）实现对23种PBDEs间的辨识（红外光谱常用最小分辨率为0.5 cm-1）; 基于判别分析法所构建的高/中等生物毒性PBDEs判别模型的判别正确度为100%/88.9%, 表明所提取的红外光谱信息可实现对PBDEs生物毒性的准确分类。

以海南胡椒果为原料, 95%乙醇溶液为溶剂, 采用回流法提取胡椒生物碱。 通过调节pH值除去胡椒酸, 乙醚除去脂溶物, 用丙酮为溶剂重结晶纯化胡椒生物碱, 并用高效液相色谱仪检测其纯度, 以及对胡椒生物碱进行了红外光谱表征。 同时运用密度泛函B3LYP/6-31G(d, p)方法, 对胡椒生物碱的结构进行优化、 频率和能量的计算, 得到四种构型(构型Ⅰ胡椒碱、 构型Ⅱ异胡椒碱、 构型Ⅲ异胡椒脂碱和构型Ⅳ胡椒脂碱)的64种构象的稳定结构, 并利用吉布斯自由能计算常温(298.15 K)下四种构型分子体系稳定构象的热力学平衡分布。 并对实验红外光谱与理论红外光谱的特征峰进行了对比。 结果表明, 所提取的胡椒生物碱主要以构型Ⅰ中的构象1结构存在, 即胡椒碱结构; 经纯化后得到胡椒碱含量为7%, 纯度达99%。 经分析建立的胡椒生物碱提取、 分离和纯化方法效果良好, 建立的胡椒生物碱模型能与实验结果相吻合。 该研究对指导胡椒生物碱的提取、 结构模型的建立、 表征和应用有重大意义。

为了煤的洁净、 高效和高附加值利用, 需要从分子水平上了解煤的结构。 在文献<参考文献原文>中, 作者以元素分析和13C核磁共振为依据构建了神东煤镜质组（SV）的结构模型, 所建模型的13CNMR模拟计算结果能很好的和实验结果比对, 为了进一步验证该模型的准确性, 以半经验量子化学计算方法VAMP对SV模型结构的红外谱进行了计算。 结果显示模拟计算得到的红外谱图与实验谱图相比峰形相似, 但整个计算谱明显偏向高波数区域。 经过对相关模型化合物的红外谱进行计算, 其原因是半经验方法计算所得官能团结构的振动频率均高于实验测试结果。 依此对SV结构模型的红外模拟谱进行修正, 修正后实验和模拟谱图能很好地吻合, 这进一步证实SV结构模型可以真实的反映神东煤镜质组的结构组成特点。

分别在3500~100和3500~500 cm-1范围内测量了邻苯二甲酸酐分子的拉曼和红外实验光谱,同时利用密度泛函理论中的B3LYP混合泛函方法和6-311G(d, p)基函数组,计算了该分子的平衡构型和振动频率,及其拉曼和红外光谱强度,结果表明:理论计算和实验结果较好的符合。最后采用简正振动分析方法得到了各振动模的能量分布,从而对该分子的振动频率归属做出了全面指认。

选取了罗甸玉中一些典型样品, 在进行FT-IR测试的基础上, 对罗甸玉中透闪石晶体内部结构基团的振动归属进行了探讨。 罗甸玉的IR研究结果证实, 罗甸玉矿物组成主要为透闪石, 这与其他测试结果吻合。 但罗甸玉中透辉石840～860 cm-1频率的吸收带的出现, 这是在其他天然软玉的IR研究中未见报道的, 也是罗甸玉矿物组成与其他软玉矿物组成的最大区别, 为罗甸玉在成玉（即由透闪石岩向软玉转变）过程中残留透辉石所致, 是揭示罗甸玉变质成因过程的重要矿物学证据, 同时也表明罗甸玉的成玉过程与已发现的其他天然软玉相比存在一定差异, 这一差异进一步揭示罗甸玉是一种新成因类型的软玉矿。