软玉又称和田玉, 是我国使用最早的一种天然玉石材料, 深受国人喜爱。 2008年北京奥运会的“金镶玉”奖牌, 让全世界重新认识了中国元素, 认识了和田玉, 人们再一次兴起了对和田玉的追捧, 市场需求量增加的同时导致尾矿堆积如山, 在一定程度上, 不仅浪费土地资源而且污染环境。 开展软玉尾矿的高价值利用研究具有重要的理论与实际意义。 软玉的主要矿物成分为透闪石, 其化学式为［Ca2Mg5Si8O22(OH)2］, 是一种典型的双链硅酸盐, 可作为硅酸盐体系玻璃的重要天然矿物原料。 采用熔融法将原料加热到1 500 ℃保温2 h, 取出熔融体倒入铁制模具中, 然后在600 ℃中退火2 h, 最后得到软玉尾矿玻璃。 随着MnO含量的增加, 软玉尾矿玻璃颜色逐渐加深, 主要色调为棕黄色, 透明, 玻璃光泽, 内部干净, 无裂纹, 折射率和介电常数逐渐减小, 相对密度逐渐增大。 采用傅里叶变换红外光谱、 拉曼光谱和紫外-可见光谱等测试技术获取了掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的光谱学特征, 并探讨了Mn2+含量对软玉尾矿玻璃品质和颜色的影响。 结果表明: 掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的红外光谱和拉曼光谱都出现了与气体分子有关1 370和1 500 cm-1附近的谱峰; MnO含量为1%, 样品Tb-3的红外光谱在450~500 cm-1范围振动谱峰明显强于其他三个样品, 拉曼特征峰最强, 红外光谱和拉曼光谱出现差异, 说明随着Mn2+含量的增加, 软玉尾矿玻璃的颜色加深, 透明度降低, 其内部结构中Si-O键能先增强然后减弱, 当MnO含量为1%时, 内部结构最致密。 结合软玉尾矿化学成分和紫外-可见光谱分析, 软玉尾矿玻璃的棕黄色, 主要与Fe和Mn元素有关。 由Fe2+-Fe3+对产生的电荷转移使得可见光在蓝紫区(400~460 nm)产生吸收峰, Mn2+的最外层d-d电子跃迁使得可见光蓝绿区(480~550 nm)产生一宽吸收带, 致使可见光中黄橙区透过率比较好, 从而形成了棕黄色。 研究基本确定了掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的制备工艺和谱学特征, 探讨了其应用前景, 为软玉尾矿高价值利用提出了科学方向, 具有重要的理论研究意义和应用价值。

针对现有色纺纱配色模型对纤维集合体呈色机理解释上表述模糊的问题, 对原液着色粘胶纤维集合体在纺纱过程中的颜色变化机理进行了探究。 实验纺制了36组不同混色比条纱样品, 利用欧式距离和光谱角距离分别量化各组不同状态纤维集合体间的光谱幅值差异和形状差异, 并以基于CMC(2∶1)公式的色差评价为对照, 结合基于类别可分比（CSR）公式的差异性判别准则对量化的光谱差、 色差大小作以横向比较, 分析了纺纱过程中纤维集合体形态改变对反射光量与单色光成分的影响, 其中, 在生条与熟条间, 样品CSRED和CSREcmc均值分别为2.87、 2.17, 表现近似, 且有30组样品对应CSRED>1, 23组样品对应CSREcmc>1, 光谱的辐射差异较色差表现更稳定, 在熟条与纱线间, dED和ΔEcmc有相同趋势的更大幅度改变, 全部样品CSRED和CSREcmc均大于1; 以上过程中, 样品光谱的形状差异均保持较小的尺度, 并条与纺纱前后, 分别有20组、 22组样品对应CSRSAD>1, 且其均值分别为1.69、 1.60, 并不随加工进行而发生显著变化。 由此得出, 在纺纱过程中, 因纤维排列和聚集态的重塑, 反射光的量(明度)呈减小趋势, 且气流纺阶段是发生变化的主要阶段, 而光质(色相)并不在此过程发生显著变化。 进一步地, 依据纤维的光反射理论, 即纤维的反射光的量主要受外反射光影响, 而色度主要受内反射光的影响, 可以得出纺纱加工主要影响了纤维的外反射光, 而对内反射光不具有解释力。 另一方面, 还验证了综合光谱幅值和形状特征的SAD-ED公式对色纺纱颜色差异的表征能力, CSRSAD-ED可分辨31组生条熟条样本, 可分辨全部条纱样本, 该方案较CMC(2∶1)公式更具敏感性和稳定性, 为色纺纱的颜色评价提供了新思路。

1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮（C5-PFK）气体因其优良的电气绝缘性能和良好的环保特性受到国内外广泛关注。 制备高精度的C5-PFK混气并实现对其混合比的精准检测, 有利于对C5-PFK混气的科学论证, 最大限度的减少电力隐患。 采用FTIR实验, 结合B3LYP方法进行光谱理论计算, 对C5-PFK气体的红外光谱吸收特性进行了研究; 针对测试环境中可能存在的CO2及微水气体, 在相同的温压及光程条件下进行了谱线交叉干扰分析; 基于非分散性红外线(NDIR)技术对C5-PFK混气混合比传感器进行了仿真测试, 开展了传感器硬件系统的整体设计。 根据传感器的输出特性, 建立了BP神经网络温度补偿模型, 并对传感器的重复性及示值误差进行了测试。 结果表明: C5-PFK气体的强吸收峰位置分别为1 200、 1 262及1 796 cm-1, 分子理论计算与气体实测的红外光谱吻合较好; 合成空气背景下1 262 cm-1位置CO2气体的吸光度为6.04×10-7, 150 nm滤波带宽内微水峰面积影响因子约为3.15×10-3, 谱线交叉干扰可忽略不计, 采用NDIR技术选择1 262 cm-1位置实现混合比检测切实可行; 以量程追踪光程, 传感器仿真测试结果显示6.5 mm光程可实现0~15%的C5-PFK混气混合比的检测。 传感器输出特性显示: 吸收变量SA/SB值随温度的升高而减小, 呈现非线性关系; 10%的C5-PFK/Air混气在BP神经网络算法温度补偿前后最大示值误差分别为29.23%及1.29%, 补偿后输出吸收变量SA/SB值基本保持不变; 传感器重复性测试显示RSD为0.27%, 小于3%; 不同浓度对应的传感器示值的线性拟合系数R2为0.999, 最大示值误差为2.47%。 综上, 验证了该检测方法及其传感器在C5-PFK气体混合比检测范围、 抗干扰能力及可靠性等方面优势, 为C5-PFK混气电气设备混合比检测提供一种可行的解决方案。

“缅绿料”是近年来滇西市场上出现的新兴缅甸石英质玉石品种, 特点是质地细腻, 绿色带深浅不同的蓝、 黄色调, 部分绿色品种与高品质澳洲绿玉髓较为相似, 但其颜色成因尚不清楚, 鉴定评价及市场推广亦亟需相关理论支持。 运用红外光谱仪、 拉曼光谱仪、 紫外-可见光谱仪、 X射线荧光光谱仪、 X射线粉末衍射仪、 岩矿薄片鉴定等方法对“缅绿料”的矿物组成及结构、 化学成分、 谱学特征及颜色成因等进行探究。 结果表明主要矿物为α-石英（含微量斜硅石）, 以隐晶质为主, 少量微晶质, 含量占90%以上, 其次为显微细粒状、 鳞片状绢云母及镍滑石, 以及微量镍绿泥石、 铬钙钛矿, 局部偶见次生浸染状铁泥质, 整体呈含鳞片显微粒状结构。 红外透射光谱主要显示α-石英的红外吸收特征, 1 019、 800～600和462 cm-1处吸收峰分别归属于νas(Si—O—Si)反对称伸缩振动、 νs(Si—O—Si)对称伸缩振动及δ(Si—O)弯曲振动。 3 463及1 639、 1 399 cm-1处吸收峰由赋存于石英微空隙间的自由水分子的νas（H—O—H）反对称伸缩振动及δ（H—O—H）弯曲振动引起。 拉曼光谱除显示α-石英特征拉曼组峰204、 262、 355、 395、 463 cm-1外, 501 cm-1处的弱拉曼峰指示含微量斜硅石, 675 cm-1处拉曼峰指示含镍滑石。 综合化学成分及紫外-可见光谱特征表明, 该玉石含Mg、 Al、 Cl、 K、 Ca、 Ti、 Cr、 Fe、 Ni等杂质元素, Ni和Fe是主要致色元素。 Ni、 Fe含量的显著差异是其呈现绿-蓝绿、 绿黄-黄绿两种颜色系列的原因。 高含量Ni、 低含量Fe形成绿-蓝绿色系列, 蓝色调变化与Ni含量呈正相关性; 同等低含量的Ni和Fe形成绿黄-黄绿色系列, 黄色调变化与Fe、 Ni含量呈负相关性。 综上, “缅绿料”归属为绿玉髓, 其颜色特征由镍滑石、 绢云母及次生铁泥质等杂质矿物引起, Ni元素以游离态Ni离子和杂质矿物镍滑石两种形式存在, 其中镍滑石在其他来源的绿玉髓中较少见, 可作为产地溯源的重要参考特征。 该研究丰富了绿玉髓的种类及产地信息数据, 亦为进一步探究“缅绿料”成矿地质条件背景提供了基础数据。

由于飞秒激光脉冲宽度小于靶材电子—晶格热弛豫时间, 飞秒激光烧蚀靶材过程以及诱导击穿产生的等离子体膨胀动力学过程与纳秒激光作用过程不同, 因此研究飞秒激光诱导等离子体发射光谱特性对于研究飞秒激光烧蚀机制以及飞秒激光诱导等离子体的膨胀动力学过程非常重要。 Ge材料是一种常用的中远红外探测器以及光学元器件材料, 对中心波长为800 nm, 脉宽为50 fs的激光脉冲烧蚀空气中Ge靶材产生的等离子体发射光谱强度的时间和空间演化规律研究, 并探讨了飞秒激光脉冲能量对等离子体发射光谱强度的影响规律。 实验结果表明在等离子体羽膨胀初期, 飞秒激光诱导Ge等离子体发射光谱主要由线状光谱和连续光谱构成, 在200 ns时间内连续光谱强度逐渐减弱, 线状光谱开始占主导地位。 通过探测Ge等离子体的时间分辨发射光谱, 随着等离子体的快速膨胀, 等离子体发射光谱强度随着时间的增加呈现先增加后下降变化, 在335 ns达到最大。 通过探测Ge等离子体的空间分辨发射光谱, 随着距离Ge靶材表面的位置增加, 等离子体发射光谱强度随远离Ge靶材表面距离增加呈现先增加后下降变化, 在0.8 mm位置达到最大。 由于存在等离子体自吸收机制, 等离子体发射光谱强度随着脉冲能量的增加而增加, 在脉冲能量为0.627 mJ时, 飞秒激光诱导Ge等离子体存在自吸收现象, 从而使等离子体发射光谱强度出现下降变化。

印度“龙蛋石”因其与青田龙蛋石具有相似的多色材质, 作为雕刻石引进国内。 然而目前市场对印度“龙蛋石”的谱学特征和成分结构还不清楚。 选取了极具代表性的样品, 利用偏光显微观察、 X 射线粉晶衍射仪(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 电子探针(EPMA)、 傅里叶红外光谱仪(FTIR)对该样品的宝石矿物学特征、 颜色成因以及谱学特征进行了深入的研究。 印度“龙蛋石”以具有“白肉红心”为特征。 偏光显微镜显示, “印度龙蛋石”为隐晶质鳞片变晶结构, “红心”区域出现明显的红褐色斑块物质, 并从中心红色区域到边缘黄绿色区域呈现出由密集到松散分布的规律, 与外观颜色变化相符。 X射线粉晶衍射结果显示, 淡黄绿色“白肉”和“红心”区域衍射图谱一致, 均显示三个强的10.00、 4.99和3.33 衍射峰, 且在2.86、 2.99、 3.20、 3.49和3.73 处均可见伊利石衍射峰, 无其他矿物相存在, 表明样品为纯度较高的2M1型伊利石。 XRD在10.00 峰的半高宽为0.092°Δ2θ, 表明伊利石有序度和结晶度较好。 电子探针测试进一步证实该印度“龙蛋石”主要为伊利石, 其平均层间阳离子含量为0.824 p.u.f., 并含有0.05%～0.08%Wt的结构铁。 扫描电镜背散射成分图像显示红褐色斑块状物质具有明显的高亮衬度, 但普遍表现为伊利石鳞片状形貌。 能谱测试表明该区域铁平均含量为0.48%Wt, 高于伊利石中结构铁含量一个数量级, 表明红褐色斑块状含铁物质可能是印度“龙蛋石”的致色物质。 扫描电子显微镜下发现立方形貌的KCl晶体, 指示伊利石可能直接结晶于富K流体中。 傅里叶红外光谱测试结果表明, 样品在3 630 cm-1为OH伸缩振动峰; 830 cm-1为四面体内Al—O振动; 756 cm-1的吸收峰与Al取代Si参与四面体配位有关, 为四面体内Si—O—Al振动的表现。 位于3 625 cm-1附近的OH伸缩振动吸收峰与825和750 cm-1双指纹吸收峰为伊利石矿物的特征傅里叶红外吸收峰, 印证了该印度“龙蛋石”主要矿物为伊利石。 对印度“龙蛋石”的研究丰富了对雕刻石材质的宝石学和谱学特征的认识, 其红外光谱特征可作为雕刻石样品快速无损测试的鉴定依据。

研究了经过CO2激光处理的溶胶-凝胶SiO2薄膜的物理化学性能和抗激光损伤性能, 研究结果表明激光处理后薄膜表面变得更加光滑, 粗糙度从14.08 nm降低到9.76 nm, 下降了30%以上; 薄膜的厚度随着CO2激光处理功率增加有所降低, 经过20 W激光处理后薄膜的厚度下降了17%~28%, 而薄膜的弹性模量和硬度等力学性能获得提升, 弹性模量从1.5 GPa增加到6 GPa, 硬度从40 MPa增加到110 MPa; 傅里叶变换红外光谱测试结果表明激光处理后薄膜的傅里叶光谱峰值从1 125 cm-1 移动至1 120 cm-1, 薄膜中的硅原子和氧原子的平均桥键角变小, 原因为CO2激光处理时会使局部温度升高, 会加速Si—OH键脱水缩合, 孔隙率降低, 吸收下降。 采用紫外纳秒激光对薄膜进行损伤测试, 结果显示经过12 W CO2激光处理后的薄膜与未经过CO2激光处理的薄膜相比损伤面积更小, 而损伤阈值从4.8 J·cm-2上升到7 J·cm-2, 提升了46%; 经过16 W和20 W CO2激光处理的薄膜紫外纳秒激光损伤阈值没有明显变化, 原因为较高功率CO2激光处理导致薄膜表面发生烧蚀沉积, 沉积物会影响紫外纳秒损伤阈值无法有效改善薄膜的激光损伤性能。 研究结果表明CO2激光处理技术可以有效改善溶胶-凝胶SiO2薄膜的弹性模量、 硬度等力学性能和抗激光损伤性能, CO2激光的功率对薄膜性能影响较大, CO2激光处理是一种有效的提升溶胶-凝胶SiO2薄膜紫外纳秒激光损伤特性的技术手段。

我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出: 实施国家节水行动， 鼓励再生水利用。 再生水回用是实现水资源可持续发展的重要途径。 将再生水用于贫水区农业灌溉， 有望取得良好的经济效益、 生态效益和社会效益， 同时也符合“碳达峰碳中和”（即“双碳”）的政策导向和宏观要求。 现阶段， 我国对再生水农灌的基础性研究刚刚起步、 成果不多， 尚无法提供系统性的数据支持和理论指导。 以陕西省西安市和辽宁省沈阳市的两种污水源再生水（分别记为A水样和B水样）为研究对象， 借助紫外可见光谱（UV-Vis）、 元素分析、 三维荧光光谱（3D-EEMs）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）比对再生水DOM性质差异， 结合特征参数剖析DOM微观信息。 结果发现: UV-Vis图谱的250～270 nm附近出现吸收平台， 源于DOM双键结构和腐殖质芳香族组分; 210～250 nm吸收带则由DOM不饱和双键共轭结构引起。 紫外可见特征参数和元素分析原子比值表明: A水样DOM腐殖化程度更高、 相对分子质量更大， B水样DOM苯环C骨架聚合度较低、 内源性更明显; 微生物活动对水样DOM的组成干扰相当关键。 两种水样DOM的3D-EEMs图谱均出现三处明显特征峰， 分别位于Ex/Em=280/310 nm（类酪氨酸）、 Ex/Em=230/320 nm（类色氨酸）和Ex/Em=250/460 nm（类腐殖质）; DOM具有较强自源性， 但其总体芳香性都不高， B水样新近产生的“新鲜”DOM较多。 两种水样DOM的FTIR图谱高度相似， 均在3 460～3 420 cm-1（—OH和—NH2伸缩振动）、 2 925 cm-1（—CH2不对称伸缩振动）、 1 639 cm-1（CO伸缩振动和N—H弯曲振动）和1 412 cm-1（—CH2剪式变形振动）等处出现特征峰， 表明两种水样DOM官能团差异很小， 类蛋白组分、 碳水化合物和芳香类有机物是DOM主要组分。 相关结果有助于深度预估农灌过程再生水DOM的环境行为和生态效应。

里德堡原子是主量子数(n)很大的高激发态原子, 由一个或者多个里德堡原子形成的里德堡分子具有大的尺寸, 丰富的振转能级, 永久的电偶极矩以及对外场非常敏感等特性, 不仅包含了里德堡原子的奇异特性, 而且在量子信息存储和量子模拟以及在医学中具有广泛的应用价值, 引起了国内外学者的研究兴趣。根据束缚机制的不同, 里德堡原子形成不同种类的里德堡分子, 目前包括里德堡电子与基态原子低能电子散射形成的基态-里德堡分子、里德堡原子间电多极相互作用形成的里德堡-里德堡分子和离子与里德堡原子间电多极相互作用形成的离子-里德堡分子。本文综述了近年来双原子里德堡分子的研究进展, 包含三类里德堡分子的形成机制、实验观测及其光谱特性等。

近几年市场上最新出现了一类“加瓷”绿松石, 与绿松石原矿极为相似, 这类“加瓷”绿松石是使用无机结合剂磷酸盐或硅酸盐作为添加物, 对绿松石进行充填处理从而达到提高绿松石瓷度的目的, 故以“加瓷”绿松石而得名。 这类“加瓷”绿松石与天然绿松石的外观极为相似, 目前对此类型绿松石的研究比较薄弱。 使用常规宝石学仪器、 红外光谱仪、 X射线荧光光谱仪、 紫外-可见分光光度计、 荧光光谱仪对经磷酸盐“加瓷”处理的绿松石的化学成分组成特征以及振动光谱特征进行了系统的研究和分析。 研究结果显示: 经磷酸盐“加瓷”处理的绿松石均为隐晶质结构, 表面多呈蜡状-玻璃光泽, 有黑色或白色团块状色斑, 分布有铁线, “加瓷”处理后绿松石的相对密度平均值(2.38)小于具有相似外观的天然绿松石(2.60)； 荧光整体呈惰性, 但部分“加瓷”处理的绿松石在紫外荧光灯下会出现蓝白色荧光沿样品表面微裂隙分布的异常现象； 使用X射线荧光(XRF)光谱仪对样品的成分进行测试分析, 磷酸盐“加瓷”处理绿松石的主要化学成分偏离天然绿松石理论化学成分值, ω(Al2O3)在20.91%～39.45%之间, ω(P2O5)在42.32%～53.46%之间, ω(CuO)在6.54%～11.38%之间, ω(FeOT)在0.43%～22.2%之间, ω(SiO2)在0.28%～4.52%之间, ω(K2O)在0.05%～0.36%之间； 磷酸盐“加瓷”处理绿松石的磷铝比为1.47～2.10, 这一数值相比天然绿松石普遍较高； 磷酸盐“加瓷”处理绿松石红外吸收光谱主要显示为结晶水、 羟基水及磷酸根基团的振动光谱, 振动频率与天然绿松石红外光谱基本一致； 紫外-可见光谱表明磷酸盐“加瓷”处理绿松石的谱峰的位置相对于天然绿松石图谱稍有偏移但整体趋势一致； 三维荧光光谱仪检测结果荧光较微弱, 荧光中心强度变化范围较大。