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。

AlN晶体是一种脆性难加工半导体材料。为了高效率高质量制备AlN晶体衬底，设计了不同化学成分的研磨液研磨AlN晶体，借助激光共聚焦显微镜和X射线光电子能谱仪研究了化学作用对晶体表面材料去除行为的影响。结果表明：碱性研磨液有利于获得最佳研磨结果，材料去除率为23 μm/h，表面粗糙度为Ra为122 nm。在碱性环境下研磨液中金刚石磨粒具有良好的分散性。碱性溶液能够腐蚀晶体表面，形成含碱式铝盐的变质层，并引起表面形貌产生显著改变。研磨界面内，化学作用导致AlN晶体表面产生变质层，便于材料的机械去除，从而有利于提升研磨效率和研磨质量。研究结果可为AlN晶体超精密加工工艺优化提供参考。

为研究腐败变质鸡蛋内容物细菌群落, 本研究以蛋白液化(J)、发臭(JC)的鸡蛋为样品, 鸡蛋内容物细菌基因组DNA为模板进行16S rDNA(V4+V5)区域Miseq测序、多样性指数分析及物种组成分析。结果表明, J样品和JC样品分别得到了42 550条和38 477条高质量序列, 可归为19个操作分类单元(OTU), 分属于2门、14科、19属、23种; 多样性指数分析表明J样品的细菌丰度小于JC样品, 而群落多样性高于JC样品。两样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和莫拉菌科(Moraxellaceae)不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)假单胞菌属(Pseudomonas)细菌以及厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌科(Bacillaceae)芽孢杆菌属(Bacillus)和肉杆菌科(Carnobacteriaceae)肉杆菌属(Carnobacterium)的细菌; 其中, J样品中芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度最大(40.10%), 但在种水平上未分类; 而JC样品中主要是柠檬酸杆菌属(Citrobacter)相对丰度最大(81.23%), 多为吉伦氏柠檬酸杆菌(Citrobacter gillenii)、埃希氏-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)和肠球菌属(Enterococcus)等序列极少, 丰度很低; 在种水平上23个种中, 有14个种为未分类或未培养, 同一个种分属于不同OTU。本研究得出, 腐败变质鸡蛋内容物细菌种群复杂, 其菌群组成及丰度能对鸡蛋腐败变质造成影响, 为进一步研究鸡蛋主要腐败菌及其控制提供了参考。

采用热重-红外联用技术(TG-FTIR) 对比研究了陕北低变质粉煤(SJC) 与重油(HS) 、 焦煤(JM) 、 液化残渣(DCLR) 共热解过程中气相产物的析出特性。 研究表明, 随热解温度升高, SJC与HS, JM, DCLR的共热解过程均可分为三个阶段。 第一阶段表现为原料表面吸附物的释放, 第二阶段发生解聚和分解反应, 随温度继续升高, 第三阶段形成更为稳定的半焦。 在热解第二阶段中均存在煤与添加剂之间的协同效应, SJC作为主要的供氢体, 热解产生的氢自由基与HS, JM, DCLR热解产生的小分子自由基碎片之间发生相互作用生成焦油和煤气。 SJC和SJC+DCLR在450 ℃附近的温度区间内热解反应进行的更加充分, 大部分N元素转移到了焦油组分中。 热解过程气相产物中H2O和酚类物质、 含N杂环物质及CO的析出伴随着热解的整个温度区间, SJC+JM和SJC+HS热解过程含N物质的转移主要集中在400~650 ℃区间, CH4和脂肪烃类物质的析出最高峰出现在450 ℃附近, 而SJC+DCLR和SJC则出现在550 ℃。 JM, HS及DCLR的添加可促使焦油中芳香族化合物的析出, SJC+JM与SJC+HS热解过程芳香族物质大量析出的温度区间在400~550 ℃。 该研究结果为低变质粉煤的清洁转化与提质分级新技术的研究开发提供理论依据, 对低变质煤的增值利用具有重要的意义。Coupled with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

通过在TC4粉末中加入变质剂B,进行了激光熔覆沉积实验。在沉积过程中引入了感应加热,研究了不同工艺条件下TC4熔覆层显微组织的变化。结果表明,当变质剂B和感应加热同时作用时,TC4熔覆层的晶粒细小且分布均匀、无明显β柱状晶,微观组织呈典型的网篮组织。当感应加热温度为900 ℃,B的质量分数分别为0.1%,0.05%和0.025%时,TC4熔覆层的组织由大量片状α相和少量初生α相组成,晶粒的长度为11~18 μm,宽度为4.40~6.90 μm。

前期的研究报道了红外光谱能够监测水果变质产生的挥发物质, 其方法是将挥发物收集在气室中, 利用多次反射的结构来增强光信号。 实验中, 我们使用开放光程傅里叶变换红外光谱法监测葡萄变质挥发物, 尝试了主动和被动两种测量模式。 根据红外光谱特征对葡萄品劣变过程中产生的挥发物进行了定性分析, 并在研究中测量了葡萄储藏期间挥发物质的红外光谱特征的强度变化, 并且根据这种变化规律建立了不同变质阶段的分类方法。 此外, 还尝试直接从原始光谱中分析挥发物质, 证明了挥发物在原始光谱上仍然具有明显的光谱特征。 这一研究证实了现场开放式傅里叶变换红外光谱法监测水果变质的可行性。 开放光程傅里叶变换红外光谱法所具有的灵活使用性和非接触式在线测量的优点, 使其有可能应用于大面积监测储藏中的水果变质问题, 并具有进一步定位劣变源的潜力。

对脉冲激光修整青铜金刚石砂轮石墨变质层进行了理论研究, 当激光功率密度为1.68×108~3.359×108 W/cm2时, 对金刚石表面的温度演化进行了数值仿真。研究结果表明, 金刚石达到石墨化温度的时间约为435~440 ns, 金刚石的石墨化程度较低。提出了水柱流辅助脉冲光纤激光修整青铜金刚石砂轮的新方法, 降低了金刚石的石墨化程度。

牛肉在运输过程中极易受到微生物的感染而变质, 对牛肉变质的监测十分重要。 我们利用长光程FTIR光谱检测牛肉变质时产生的挥发性物质。 证明了牛肉在变质过程中产生的主要挥发性物质是氨气和二氧化碳。 并定量分析牛肉变质产生的氨气和二氧化碳的变化规律, 以判断牛肉的状态。 采用主成分分析法（PCA）实现对挥发性物质的红外光谱分类, 进而可以准确的区分新鲜和变质的牛肉。 我们采用化学计量学方法软独立建模聚类分析法（SIMCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）对特征波段内的光谱进行分类, 两种方法具有很好的判断率。 结果表明长光程FTIR结合化学计量学方法能够区分新鲜和变质的牛肉。

利用TG/DTA 6300的热重分析仪对胜利褐煤(SL)、 神华烟煤(SH)与塔旺陶勒盖无烟煤(TT)三种不同变质程度的原煤进行空气气氛下燃烧反应; 通过FTIR(傅里叶变换红外光谱)分析了三种煤样及不同终温下固定床热解半焦的官能团组成; 运用数学高斯函数对FTIR曲线重叠吸收峰进行分峰拟合, 利用拟合峰面积计算FTIR的芳香度指数(R)、 芳香结构稠合指数(D)及有机成熟度指数(C)结构参数。 结果表明: SL, SH与TT煤着火温度分别为299.3, 408.2及441.0℃; 最大失重速率峰温度分别为348.6, 480.5及507.0 ℃, 即随煤样变质程度的不同, 着火点和最大失重速率温度都不同程度提高。 煤中官能团结构较复杂, 不同变质程度的煤样的红外光谱曲线中均可以观察到羟基(—OH); 脂肪烃(—CH2, —CH3); 芳环(CC); 含氧官能团(CO, C—O)等主要官能团的振动吸收峰。 随着热解炼焦温度的升高, 三种煤样中脂肪烃类(—CH2—, —CH3)红外振动吸收峰均逐渐减小; 炼焦后CO在1 700 cm-1伸缩振动峰在炼焦温度到达550 ℃时基本消失; SL原煤样在1 000～1 800 cm-1 含氧官能团吸收峰区域红外曲线更为复杂, 随炼焦温度升高较之其他煤样变化最为显著; 而SH及TT煤芳环CC吸收峰在温变过程中峰位及峰强度均无显著变化。 通过R, D及C值随热解终温的变化曲线, 三种变质程度煤在热解反应过程中主体官能团变化趋势存在差异。