【摘要】：利用群論理論研究16種多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)分子振動(dòng)規(guī)律,并對(duì)PAHs指紋區(qū)特征拉曼峰進(jìn)行偏振去噪,減少非特征拉曼峰對(duì)特征拉曼峰的干擾,增強(qiáng)16種PAHs之間的拉曼辨識(shí)度。群論分析發(fā)現(xiàn)16種PAHs分別屬于Cs,C2v,C2h,D2h點(diǎn)群,四個(gè)點(diǎn)群中的A′,A1,Ag,Ag類對(duì)稱振動(dòng)屬于全對(duì)稱振動(dòng),其余對(duì)稱振動(dòng)為非全對(duì)稱振動(dòng),其中全對(duì)稱振動(dòng)均具有拉曼活性。Gaussian 09雜化密度泛函理論計(jì)算與群論分析相結(jié)合,發(fā)現(xiàn)16種PAHs全對(duì)稱振動(dòng)分布拉曼位移全區(qū)域,涵蓋16種PAHs基團(tuán)振動(dòng)模式;全對(duì)稱振動(dòng)產(chǎn)生的波動(dòng)性小,具有一定的抗外部環(huán)境干擾能力,穩(wěn)定性相對(duì)較高,并且其產(chǎn)生的拉曼峰更強(qiáng)。根據(jù)全對(duì)稱振動(dòng)具有代表性、穩(wěn)定性、顯著性的特征,本文將16種PAHs的全對(duì)稱振動(dòng)作為特征拉曼振動(dòng)。此外,研究發(fā)現(xiàn),拉曼偏振效應(yīng)與振動(dòng)模對(duì)稱性直接相關(guān),拉曼光譜的偏振效應(yīng)具有增強(qiáng)PAHs特征拉曼峰、降低PAHs非特征峰強(qiáng)度的作用。16種PAHs通過拉曼光譜的偏振效應(yīng)選擇性調(diào)節(jié)作用后,PAHs特征拉曼峰信噪比可提高6.52%~182%,說明利用拉曼偏振效應(yīng)去除非特征拉曼峰的作用顯著,可有效降低特征峰的噪聲干擾。因此,所建立的基于群論的PAHs分子拉曼偏振去噪方法可以改善其拉曼光譜信號(hào)質(zhì)量,提高PAHs同步拉曼光譜分析效率,為實(shí)現(xiàn)16種PAHs同步拉曼光譜檢測提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:The vibrational laws of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) molecules were studied by using group theory. The characteristic Raman peaks in the PAHs fingerprint region were polarized and de-noised to reduce the interference of the non-characteristic Raman peaks to the characteristic Raman peaks and to enhance the Raman identification degree among the 16 PAHs. Group theory analysis shows that 16 kinds of PAHs belong to the CsC2VV C2hU D2h group, and the four point groups belong to the full symmetric vibration, the other symmetric vibration is non-full symmetric vibration. The full symmetric vibration has Raman activity. Gaussian-09 hybrid density functional theory and group theory analysis. It is found that 16 kinds of PAHs are distributed in the whole region of Raman displacement, covering 16 PAHs group vibration modes. The full symmetric vibration has the advantages of low volatility, high stability and stronger Raman peak. According to the representative, stable and significant characteristics of the fully symmetric vibration, the full symmetric vibration of 16 kinds of PAHs is considered as the characteristic Raman vibration in this paper. In addition, it is found that the polarization effect of Raman spectra is directly related to the vibrational mode symmetry, and the polarization effect of Raman spectra enhances the characteristic Raman peaks of PAHs. The effect of reducing the intensity of non-characteristic peak of PAHs. 16 kinds of PAHs can increase the signal-to-noise ratio of characteristic Raman peak of PAHs by the selective adjustment of polarization effect of Raman spectrum, which means that the Raman polarization effect can be used to remove the characteristic Raman peak. It can effectively reduce the noise interference of the characteristic peak. Therefore, the proposed Raman polarization denoising method based on group theory can improve the quality of Raman spectrum signal and improve the efficiency of PAHs synchronous Raman spectrum analysis. It provides a theoretical basis for the detection of 16 kinds of PAHs synchronous Raman spectra.
【作者單位】： 華北電力大學(xué)環(huán)境研究院;華北電力大學(xué)資源環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家“十一五”科技支撐項(xiàng)目(2008BAC43B01) 2013年中央高�；痦�(xiàng)目(JB2013146)資助
【分類號(hào)】：O625.1;O657.37

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