有機(jī)物的檢測(cè)具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義,而拉曼光譜本身又是一種具有微觀、原位、穩(wěn)定性好、靈敏性高、空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)損檢測(cè)方法。故本文以飽和一元醇類為對(duì)象研究其拉曼光譜特性,得出了飽和一元醇類拉曼光譜間的共性及差異性,并在此基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出其分子水平上的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)情況,為飽和一元醇的檢測(cè)與進(jìn)一步研究提供了理論與實(shí)驗(yàn)支持。另外由于外界因素的干擾影響,食品、藥品、環(huán)境等中可能會(huì)引入一些危害人類身體健康的有機(jī)成分,且往往是痕量水平上的,僅依靠拉曼光譜難以實(shí)現(xiàn)其鑒別,這就需要引入表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)來(lái)對(duì)微弱拉曼信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng),從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。通過(guò)對(duì)表面增強(qiáng)拉曼光譜的特性研究,能得出有機(jī)物成分的細(xì)微變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的種類及含量情況的分析。本論文通過(guò)研究幾種飽和一元醇的拉曼光譜特性,對(duì)其進(jìn)行聚類判別及同分異構(gòu)體的定量鑒別,并通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染物亞胺硫磷濃度的建模預(yù)測(cè),具體工作如下:1.將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的九種飽和一元醇的拉曼光譜與由密度泛函理論計(jì)算得到的拉曼活性光譜相結(jié)合,通過(guò)對(duì)比分析得出其各自的特征拉曼峰歸屬振動(dòng)帶,并針對(duì)這些特征拉曼峰,選取四個(gè)主要的拉曼帶,利用主成分分析結(jié)合歐氏距離判別的方法來(lái)區(qū)分這九種飽和一元醇,樣品識(shí)別率達(dá)到100%。2.基于不同混合比例下三類醇類同分異構(gòu)體各特征拉曼峰的變化狀況,從單變量及多變量?jī)煞N分析手段出發(fā),以建立一種將光譜變量與醇異構(gòu)體的混合濃度相關(guān)聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)線性模型�；诶l帶波形的高斯線性特征,采用多峰擬合方法分解出OH基團(tuán)伸縮振動(dòng)帶的三個(gè)基元峰,進(jìn)而探討同分異構(gòu)體間的氫鍵變化情況。3.為了實(shí)現(xiàn)低濃度有機(jī)物的分析檢測(cè),表面增強(qiáng)拉曼光譜不可或缺。而由于不同基底的增強(qiáng)效果各具差異,為了區(qū)分這種差異并選取較為合適的增強(qiáng)基底,選取三種基底進(jìn)行制作研究,探究其增強(qiáng)效果之間的差異。三種基底都是在Lee等所使用的還原法的基礎(chǔ)上改進(jìn)制備得到,充當(dāng)還原劑的分別是檸檬酸鈉、硼氫化鈉、鹽酸羥胺。選取甲基紫溶液為探針試劑,得到三種基底增強(qiáng)前后探針試劑的特征拉曼峰變化情況,并利用各基底的增強(qiáng)因子及信噪比來(lái)驗(yàn)證三種基底對(duì)于探針試劑的增強(qiáng)效果。4.為鑒別水體環(huán)境中存在的低濃度的亞胺硫磷,對(duì)其表面增強(qiáng)拉曼光譜的特性進(jìn)行了研究。首先選取赤蘚紅溶液作為探針試劑來(lái)驗(yàn)證基底的時(shí)間穩(wěn)定性,得到納米銀膠與探針?lè)肿涌裳杆龠_(dá)至相互吸附狀態(tài)并在短時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。將氯化鈉充當(dāng)參照物及凝聚劑引入到亞胺硫磷溶液的測(cè)試中,通過(guò)結(jié)合密度泛函理論,計(jì)算亞胺硫磷的各特征拉曼帶并分析其歸屬振動(dòng)鍵位。最后通過(guò)誤差反向傳輸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模定量預(yù)測(cè)不同濃度的亞胺硫磷溶液濃度。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O657.37;TQ207.4
【部分圖文】：

第二章 拉曼光譜原理、實(shí)驗(yàn)儀器及算法原理章 拉曼光譜原理、實(shí)驗(yàn)儀器及算法生機(jī)理為 ν0的單色光入射到某些物質(zhì)上時(shí)，除部分光發(fā)生傳播方向，向各個(gè)方向輻射，這種光傳播方式被稱原因在于被入射物體的化學(xué)鍵電子云分布產(chǎn)生振動(dòng)將散射光分成兩種模式：即光頻率保持不變的瑞利其中拉曼散射包括反斯托克斯散射（Anti-Stokes Scattering）。一般來(lái)說(shuō)，光散射所占入射輻射強(qiáng)度比散射強(qiáng)度大概能占整體比例的 10-3，而拉曼散射相

圖 2-2 瑞利散射(a)與拉曼散射(b)對(duì)單色激發(fā)光頻率的頻移量才真正是拉曼光譜的測(cè)量目的，這是由于對(duì)于改變?nèi)肷涔忸l率亦會(huì)引起拉曼線的頻率變動(dòng)，然而拉曼位移卻能一直維拉曼位移與入射光的頻率無(wú)關(guān)，而僅受物質(zhì)分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)制約的物質(zhì)分子而言，它們都具備相異的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，故而都有自己專屬但是其基于同一振動(dòng)模式下引發(fā)的拉曼位移頻率往往又是較為一致的，而我們下一步利用拉曼光譜來(lái)檢測(cè)有機(jī)物的理論基礎(chǔ)。曼光譜的經(jīng)典解釋據(jù)經(jīng)典電磁理論：進(jìn)入到光電磁場(chǎng) E 的分子所具有的感生偶極矩表示如 l ilM t e r t速度為 lr tgg的帶電粒子會(huì)釋放電磁波，且輻射與 2M tgg成正比關(guān)系。假設(shè)場(chǎng)分量 E 的表達(dá)式如下：0E E cos Lt

S效應(yīng)的金屬表層分為兩類的粗糙度且其各自對(duì)表層增強(qiáng)效應(yīng)的粒徑為 10～200 nm 的亞微觀尺度；二為大小相當(dāng)于幾個(gè)層如表面絡(luò)合物、吸附原子、吸附原子簇等，即 SERS 活性聚焦拉曼光譜儀機(jī)物的拉曼光譜特性，考慮到穩(wěn)定性、空間分辨率等多方面拉曼光譜儀。結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示，激光束準(zhǔn)直后經(jīng)透鏡聚焦過(guò)兩個(gè)全反鏡到達(dá)雙瑞利濾光片，該雙瑞利濾波片可實(shí)現(xiàn)將波長(zhǎng)的光波透射的功能，這樣就可以將激發(fā)光導(dǎo)入到顯微系面形成散射，部分散射光經(jīng)原方向返回到雙瑞利濾波片上，光仍被反射回顯微系統(tǒng)中，重復(fù)利用。而異于激發(fā)波長(zhǎng)的拉到達(dá)狹縫區(qū)域，在該區(qū)域偏離樣品聚焦點(diǎn)激發(fā)的拉曼散射光空間濾波的作用。濾波后僅得到聚焦位置處的拉曼散射信號(hào)拉曼譜帶，并將其導(dǎo)入到 CCD 探測(cè)器中，即得到拉曼光譜。縫”相較于聚焦點(diǎn)而言是共軛的，如此可以極大地提高橫向
【參考文獻(xiàn)】

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