CO2还原始终是能源和环境领域的重要挑战。 二亚胺羰基Mn配合物价格低廉， 稳定性好， 可调变性强， 成为近年来光催化还原CO2的热门催化剂。 紫外-可见光谱和红外光谱研究有助于调控CO2光还原催化剂性能。 基于密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)， 对系列二亚胺羰基锰配合物［Mn(bpy)(CO)3Br］， (简写为1)， ［Mn(phen)(CO)3Br］， (简写为2)， ［Mn(phen-dione)(CO)3Br］， (简写为3)， ［Mn(phen-dione)(CO)3CH3CN］+， (简写为4) (bpy=2,2′-bipyridine, phen=1,10-phenan-throline, phen-dione=phenanthroline-5, 6-dione)的紫外-可见光谱和红外光谱进行研究。 基于TD-DFT方法， 采用多种泛函， 对紫外-可见光谱进行模拟。 结果显示1和2主要有两个最大吸收峰， 分别位于371 nm (1)， 408 nm (1)和361 nm (2)， 414 nm (2)， 其电子跃迁类型均为由金属Mn中心基团向二亚胺配体的电荷转移(MLCT)跃迁。 而3和4均具有三个吸收峰， 分别位于290 nm (3)， 337 nm (3)， 431 nm (3)和294 nm (4)， 319 nm (4)， 371 nm (4)。 其中， 除了4的294 nm吸收峰对应了二亚胺配体内部的π—π*跃迁， 3和4的其余吸收峰均为MLCT跃迁。 伴随着二亚胺配体电负性的增强， 吸收峰向可见光区移动(红移)， 而因Mn中心配体电负性的增强， 导致吸收峰向紫外光区移动(蓝移)。 一旦电子从Mn中心基团转移至二亚胺配体， Mn中心基团成为缺电子中心， 有利于外界电子进入。 因Mn中心基团的轨道主要由金属Mn和配体的σ*反键轨道组成， 有利于Mn中心基团配体Br-/CH3CN解离， 形成活性中间体。 红外光谱计算结果显示1， 2， 3和4的特征振动峰主要分为两类: 金属Mn中心的CO键伸缩振动(1， 2， 3和4的1 920～2 020 cm-1)和二亚胺羰基的CO键伸缩振动(3的1 690 cm-1和4的1 694 cm-1)。 伴随着二亚胺羰基配体和Mn中心配体电负性的增强， 1到4的特征峰波数略微增加。 计算的分子结构， 紫外-可见光谱和红外光谱与实验结果符合很好， 能够为二亚胺羰基锰配合物的合成和光还原CO2性能调变提供可靠的理论参考。

卵母细胞质量是影响哺乳动物体外受精能力、 胚胎体外发育潜能以及妊娠成功与否的关键因素， 显著影响着人类的辅助生殖、 动物的育种、 品种改良及保存濒危物种等工作， 对其质量的研究具有重要的应用价值。 目前常规的质量评估手段主要从形态学角度、 从生化分析角度展开。 但传统的基于卵母细胞形态甄选评估其发育质量的方法， 其结果的可靠性较强地依赖于技术人员的经验， 具有主观性较强的特点; 新型的基于生物学技术检测生化指标的方法虽能弥补基于形态检测方法的不足但仍存在侵入式研究、 生物操作步骤繁琐复杂、 实验耗时长， 影响卵母细胞后续发育的缺点。 众所周知， 生物组织异变往往伴随着内部生化组分的改变， 而生化组分的改变往往表现出光谱的差异。 鉴于此， 利用紫外-可见分光光度计和自改建多光谱成像系统研究卵母细胞的光谱， 并分析了未成熟与成熟卵母细胞、 新鲜成熟与排卵后老化卵母细胞的光谱差别。 研究发现， (1)与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱(190~1 100 nm)相比， 未成熟与排卵后老化卵母细胞的光谱均出现数个峰位的增减变化。 未成熟卵母细胞与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱相比， 缺失了205和579 nm两个峰位以及894~941 nm的波段， 增加了593 nm处的峰位; 排卵后老化卵母细胞与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱相比， 缺失了205、 445和579 nm的三个峰位以及846~941 nm的波段， 也增加了593 nm处的峰位。 (2)可见光波段的多光谱成像数据显示， 与新鲜成熟卵母细胞相比， 未成熟卵母细胞各生物结构在451和467 nm处的透射光谱强度下降， 排卵后老化卵母细胞各生物结构在425、 431、 571和669 nm处的透射光谱强度降低。 综上可见(特别是新鲜成熟与老化卵母细胞之间在多光谱成像中展现的光谱差别)， 光谱检测在甄别卵母细胞质量方面展现出了巨大的可行性。

对二甲苯(PX)是化工领域一种非常重要的原料, 被广泛地用于香料、 医药、 油墨和农药等的生产, 因此研究PX分子的电子光谱和外场效应, 对于它的检测和降解具有十分重要的意义。 为研究外电场作用下, PX分子的紫外-可见(UV-Vis)光谱的变化, 采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上, 优化了不同外电场(0～0.025 a.u., 0～1.285 6×1010 V·m-1)作用下PX分子的基态几何构型, 在此基础上利用含时密度泛函理论(TDDFT)计算了PX分子的UV-Vis吸收光谱, 最后对PX分子紫外吸收峰和摩尔吸收系数受外电场作用的的影响规律进行了研究。 结果表明: 有波长为189 nm、 摩尔吸收系数为35 580 L·mol-1·cm-1的强吸收峰, 处于E1带, 它是环状共轭的三个乙烯键的苯型体系中的π→π*电子跃迁产生的; 与苯分子相比, 吸收峰出现11 nm的红移: 由于两个甲基和苯环形成p-π共轭, 苯环的大π键变弱, 故PX分子的紫外吸收峰出现红移; 当增加了外电场后, 最低未占据轨道(LUMO)向外电场的反方向偏移, 导致苯环上的电子密度减小, 大π键变弱, π→π*跃迁需要的能量降低, 电子跃迁产生的波长增大, 吸收峰出现显著红移, 当外电场增大到0.020 a.u.时, 红移已经非常明显; 外电场的引入, 导致苯环上的电子密度减小, 大π键变弱, π→π*跃迁的电子数减少, 摩尔吸收系数降低, 随着外电场的增强, 摩尔吸收系数降低明显, 尤其在外电场增强到0.020a.u.后, 摩尔吸收系数降低非常显著。 这些工作为PX的检测和降解方法研究提供了一定的理论依据, 也对其他有机污染物的检测方法和降解机理的研究有启示作用。

利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术, 结合平行因子分析法, 对环滇池地区土壤中溶解性有机质(dissolved organic matters, DOM)的结构特征和来源进行了研究。 结果显示, 所有样品的紫外-可见光谱曲线均呈现出相似的特征, 吸收系数随着波长的增加而降低, 并在250～280 nm波段存在一个明显的肩状吸收峰。 柴河水库和滇池东部地区土壤DOM的芳香性(A250/A365)、 分子量(SR)、 腐殖化程度(SUVA254)和所含疏水组分(SUVA260)均高于其他三个区域。 三维荧光光谱显示, 环滇池土壤DOM中含有紫外可见光区类富里酸峰、 可见光区类富里酸峰和两种类腐殖酸峰。 荧光指数(fluorescence index, FI)和自生源指标(autochthonous index, BIX)均表明该地区土壤DOM有着典型的陆源特征, 且类蛋白成分生成量较少, 生物可利用性较低。 平行因子分析法(PARAFAC)将土壤DOM分成四个荧光组分, 四个组分之间有着非常显著的相关性(p＜0.01), 表示具有同源性。 此外, 类富里酸荧光组分对DOM的贡献率最大, 说明土壤DOM中富里酸物质的含量相对较多。

单一的光谱技术不能对溶解性有机质(dissolved organic matters, DOM)的结构特征和来源进行全面的分析, 因此, 本研究选择紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术相结合的方法, 对昆明松华坝库区表层土壤中DOM的组成结构和来源进行了研究。 结果表明, 所有样品的紫外-可见光谱曲线均呈现出相似的特征, 吸光度随着波长的增加而降低, 并在250～280 nm波段存在一个明显的肩状吸收峰。 A250/A365(波长在250和365 nm处紫外吸光度的比值)的范围在2.59～5.21之间, 说明DOM中主要物质为富里酸或者胡敏酸且分子量较高; SUVA254(单位DOC浓度在波长254 nm处的吸收系数)和SUVA260(单位DOC浓度在波长260 nm处的吸收系数)分别为1.19～3.00和1.15～2.89, 两者之间存在十分显著的相关性, 表明该地区土壤DOM的腐殖化程度相对较高并含有较多的疏水组分。 三维荧光光谱显示, 所有DOM样品中主要存在3个特征峰: 紫外光区类富里酸峰、 可见光区类富里酸峰和类腐殖酸峰, 而类蛋白峰不显著。 荧光指数(fluorescence index, FI)总体上接近于1.4, 表明该地区土壤DOM以外源输入为主; 自生源指标(autochthonous index, BIX)均小于1, 自生源特征不明显并且生物利用性较低, 这可能与当地较强的人类活动有关。 以上研究结果可以为进一步探讨DOM对有机或重金属污染物迁移转化的影响提供理论依据。

直接紫外-可见光谱法检测水质参数具有检测速度快、成本低、无二次污染、可实现在线和原位测量等优点，但受限于光谱检测精度和检测设备成本。基于该方法的检测系统一直较难推广。为此，利用海洋光学的工业级光谱仪USB2000+及脉冲氙灯光源搭建了一套低成本、快速的水质光谱检测系统。进而，在对系统噪声源进行全面分析的基础上，利用小波包软阈值去噪方法对原始光谱数据进行去噪处理。为了有效地评价去噪效果，同时采用海洋光学科研级光谱仪QE65000 配合稳定的氘钨灯光源搭建标准光谱检测系统，对同一样本溶液进行了紫外-可见吸收光谱采集。实验结果表明，搭建的系统能稳定、有效地采集原始光谱数据，进一步对原始数据采用基于软阈值的小波包去噪，能在保留水样紫外-可见吸收光谱特征的前提下，有效地去除原始光谱的各种噪声，提高光谱的信噪比，为采用低成本光谱检测设备进行水质参数分析奠定了基础。

采用水热合成法以4-乙烯基联吡啶（dpe）为有机配体与铜, 锌和镉的硫酸盐合成了三种金属有机配合物, 利用红外、 拉曼、 紫外-可见光谱对dpe及合成的配位化合物进行了对比研究, 对主要红外和拉曼谱带进行了归属, 讨论了配体dpe和配合物的特征谱带与其结构间的关系。 红外吸收光谱上, dpe中C—C伸缩和C—N面内弯曲的复合振动, 在Cu-dpe, Zn-dpe和Cd-dpe配合物中分别位移到较高的波数处。 在拉曼光谱中, 对于相应的C—N, CC, C—C和C—H键的振动频率也看到了相同的变化规律。 在紫外-可见光谱中, Zn-dpe, Cd-dpe分别只有一个配体本身的跃迁吸收峰, 而配合物Cu-dpe由于发生了d—d电子跃迁, 产生两个吸收峰, 分别归属为配体本身的跃迁吸收谱带和配位体场吸收谱带, 可见同一种配体与不同的金属离子合成的配位化合物, 由于金属离子核外电子分布的不同, 其紫外-可见光谱有很大变化。

采用常规溶液反应蒸发法以4-巯基吡啶(简写为4-MPy)为有机配体与银、 镉的硝酸盐合成了两种金属有机配合物。 并利用红外、 拉曼、 紫外-可见光谱技术对4-MPy及合成的配位化合物进行了研究， 对主要红外和拉曼谱带进行了经验归属， 并进一步讨论了配体和配合物的特征吸收谱带与配合物结构间的关系。 在红外光谱中， 配体在1　459 cm-1处的吸收峰归属为CC和CN复合振动峰， 形成配合物后在两种配合物中， 此吸收峰分别向高波数位移至1　464和1　464 cm-1。 在拉曼光谱中， 两种有机配位化合物在1　004和1　008 cm-1处归属为环呼吸振动峰、 在1　617和1　615 cm-1处归属为环伸缩振动峰、 在720和720 cm-1处归属为β(C—C)和ν(C—S)的复合振动峰， 各自十分相似。

采用紫外-可见光谱和高效液相色谱/电喷雾质谱(HPLC-ESI-MSn)联用技术对红色核桃仁种皮提取物进行了初步分析。 红色核桃仁种皮的盐酸乙醇提取物在560和591 nm处有2个吸收峰, 经过醋酸铅沉淀和薄层层析纯化后在340, 370, 552和585 nm处有4个吸收峰, 说明红色核桃仁种皮中含有花色苷物质, 红色核桃仁种皮的盐酸乙醇提取物经HPLC-ESI-MSn(负离子模式扫描)分析后获得m/z为301, 481, 633, 783, 785和951等分子离子峰, 其对应的物质为鞣花酸、 没食子酰基-鞣花酰基葡萄糖、 二鞣花酰基葡萄糖、 二没食子酰基-鞣花酰基葡萄糖和鞣花酰基-像椀酰基葡萄糖等鞣花单宁。