为了实现激光拉曼光谱仪光路的自动化控制, 本文建立了基于 MC9S12XEP100核心控制器的光路自动化控制系统。针对开环电机控制出现的精度低、易“丢步”、“堵转”等问题, 本文设计了一种基于压力传感器的闭环控制算法, 极大地提升了控制精度和系统稳定性, 有效避免了电机堵转问题。实验结果表明：该控制系统可以实现多路光的任意调节、光路的接入与复位、闭环自检和上位机通信等功能。该系统所控制的位移误差精度在 0.1 mm范围内, 基本满足光路控制系统稳定可靠、高精度、抗干扰能力强等要求。

采用固相反应和浸渍法制备了NiO/NaTaO3:La催化剂。采用衰减全反射红外光谱原位研究了钽酸钠基光催化剂上光催化全分解水机理。在光催化反应条件下直接观测到了归属为物理吸附的过氧化氢中间物种的1350 cm-1和870 cm-1红外吸收峰。过氧化氢物种是由水氧化的中间物种Ta(O2)在大量水存在条件下先质子化生成TaOOH中间物种, 之后进一步质子化而形成的。证实了NaTaO3液态光催化和气相光催化分解水的机理是一致的。

三磷酸腺苷(Adenosine 5’-TriphosPhate,ATP)是一种核苷酸的衍生物,在生命过程中扮演着重要的角色,既是能量分子,同时也是生物助水溶剂。由于其重要的生物学意义,ATP水溶液结构的研究一直受到广泛的关注。本文利用本课题组自主搭建的457 nm短波长手性拉曼光谱仪(Raman Optical Activity,ROA)对 ATP在酸性(pH=2.0)和中性(pH=7.0)水溶液中的手性结构进行了研究。通过Raman和ROA谱图的分析,发现在不同的pH条件下,Raman光谱表现出了明显的差异,但在相应的ROA谱图中,光谱轮廓具有极大相似性,主要的差别反应在950~1150 cm-1光谱区域,说明pH值的改变,主要影响了环外磷酸基团和呋喃糖环之间的相互作用方式。

圆偏振荧光光谱（Circularly Polarized Luminescence,CPL）是一种手性化合物表征与分析的光谱手段,然而,直接CPL检测只适用于具有特征发色团的手性化合物,这极大限制了CPL的应用范围。本文报道了一种利用非手性荧光探针分子间接检测分子手性的CPL方法。以手性氨基醇的检测为例,研究发现: 非手性铕化合物Eu(fod)3探针分子可与手性氨基醇相互作用,并使得Eu(fod)3产生诱导CPL（Induced circularly polarized luminescence,ICPL）信号,该ICPL信号不仅具有较高的不对称因子glum,而且其正负性与待测手性氨基醇的手性构型表现出极大的相关性。同时,研究发现ICPL光谱的glum值对不同结构的手性氨基醇表现出不同的变化趋势。以上结果表明以非手性铕化合物Eu(fod)3为探针分子的间接CPL检测方法是手性氨基醇类分子手性构型检测的有效手段。

本文使用稳态及时间分辨荧光光谱法对陶瓷相铁电材料SrxBa1-xNb2O6(SBN-x)及Cr3+掺杂的SrxBa1-xNb2O6 (SBN:Cr3+)的光生载流子的复合动力学进行了研究。带边激发条件下SBN-70非辐射复合过程在温度高于137 K时已快于辐射复合,说明SBN在765 nm处对应的发光中心极容易受到晶格振动影响,使激发态电子转而通过声子参与的无辐射跃迁回到基态。对于Cr3+离子掺杂的SBN-70,使用395 nm和480 nm激发得到发光中心的热激活能分别为Ea=380.9±61.0 meV和Ea=374.6±51.4 meV。发现了SBN低温下很强的光致荧光猝灭性质,其产生原因可能归属为样品对激发光的吸收造成的捕获电子态对发光的二次吸收。

本文使用稳态及时间分辨发光光谱研究CdS量子点钴肟(CoⅢ(dmgH)2(3-(OH)py)Cl)分子耦合光催化产氢体系中CdS量子点粒径大小在CdS-钴肟分子间电荷转移中的作用。粒径为3.9,4.4 和5.0 nm的CdS量子点都表现出带边发光及长波处的橙色缺陷发光。随CdS量子点粒径的减小,带边发光减弱,缺陷发光增强,且小粒径量子点表现出了更长的发光寿命。钴肟分子的引入迅速猝灭CdS量子点的带边发光和缺陷发光,且缺陷发光的猝灭常数比带边发光更大。CdS量子点的粒径越小,发光猝灭的效率越高。这些结果证明,CdS量子点的自由载流子和束缚载流子都可以转移到钴肟分子上,且束缚载流子的转移效率更高。CdS量子点粒径越小,CdS向钴肟分子的光生电荷转移效率越高。

采用水热刻蚀技术制备多孔硅粉末。紫外激光244 nm激发时, 多孔硅呈现出310 nm的强紫外发光。随着研磨时间的延长, 多孔硅结构消失, 紫外发光带也随之消失。氧气热处理后, 多孔硅表面被氧化生成氧化硅薄层, 同样造成紫外发光带的消失。我们认为310 nm紫外发光来源于硅纳米结构中电子和空穴的直接禁带结构辐射复合。

以银纳米粒子作为SERS活性基底, 研究了二苯基乙二胺(DPEDA)在银表面的吸附行为, 并研究了溶液的pH值和DPEDA的浓度对吸附构型的影响。对比DPEDA的Raman和SERS谱图, 可以认为DPEDA是通过氮原子的孤对电子吸附在银胶表面。在酸性介质中DPEDA的氨基被质子化生成胺正离子, 导致DPEDA不容易吸附到银胶表面, 所以DPEDA的SERS信号强度随着溶液酸性的增加而减弱。DPEDA的浓度变化对其吸附构型中芳香环的取向影响不大, 但是其C-N键与表面的角度会有一定的变化。从SERS光谱得到的信息可以加深我们对DPEDA修饰的金属催化剂的多相不对称催化机理的认识。

采用高温烧结工艺制备了多种掺杂浓度的掺铒硼硅酸盐玻璃、镱铒共掺硼硅酸盐玻璃样品。依据扎得-奥菲而特(Judd-Ofelt,J-O)理论计算了三价铒离子扎得-奥菲而特强度参量Ωk(k=2,4,6)和自发辐射寿命、自发辐射跃迁几率、荧光分支比、谱线强度等参量。用麦克库玻(McCumber)理论分析了镱铒共掺硼硅酸盐玻璃铒离子上转换红光(4F9/2→4I15/2)、绿光(2H11/2→4I15/2)的受激发射截面。结果表明,随着掺铒硼硅酸盐玻璃中铒离子浓度的增加,扎得-奥菲而特参量Ω2变小;镱铒共掺硼硅酸盐玻璃的Ω2则随掺镱浓度的提高而增大,且高于已有的硅酸盐、氟化物、铋酸盐玻璃的相应值,同时上转换红光和绿光的受激发射截面略有增加。

本文采用原位激光诱导发光光谱对Cu/SiO₂催化剂和经过NaCl修饰后的Cu-NaCl/SiO₂催化剂中Cu物种的价态和所处环境对其影响展开研究.原位表征结果表明:通过改变催化剂的处理气氛,激光诱导发光光谱灵敏地给出了不同价态的Cu物种的电子态信息.出现在562 nm处被归属为Cu+-Cu+二聚体的光致发光带由于NaCl的加入位移到574 nm,这可能是Na+和Cl-的静电作用引起.