基于群论的PAHs分子偏振拉曼去噪

发布时间：2018-08-11 19:45

【摘要】：利用群论理论研究16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)分子振动规律,并对PAHs指纹区特征拉曼峰进行偏振去噪,减少非特征拉曼峰对特征拉曼峰的干扰,增强16种PAHs之间的拉曼辨识度。群论分析发现16种PAHs分别属于Cs,C2v,C2h,D2h点群,四个点群中的A′,A1,Ag,Ag类对称振动属于全对称振动,其余对称振动为非全对称振动,其中全对称振动均具有拉曼活性。Gaussian 09杂化密度泛函理论计算与群论分析相结合,发现16种PAHs全对称振动分布拉曼位移全区域,涵盖16种PAHs基团振动模式;全对称振动产生的波动性小,具有一定的抗外部环境干扰能力,稳定性相对较高,并且其产生的拉曼峰更强。根据全对称振动具有代表性、稳定性、显著性的特征,本文将16种PAHs的全对称振动作为特征拉曼振动。此外,研究发现,拉曼偏振效应与振动模对称性直接相关,拉曼光谱的偏振效应具有增强PAHs特征拉曼峰、降低PAHs非特征峰强度的作用。16种PAHs通过拉曼光谱的偏振效应选择性调节作用后,PAHs特征拉曼峰信噪比可提高6.52%~182%,说明利用拉曼偏振效应去除非特征拉曼峰的作用显著,可有效降低特征峰的噪声干扰。因此,所建立的基于群论的PAHs分子拉曼偏振去噪方法可以改善其拉曼光谱信号质量,提高PAHs同步拉曼光谱分析效率,为实现16种PAHs同步拉曼光谱检测提供了理论依据。
[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.
【作者单位】： 华北电力大学环境研究院;华北电力大学资源环境系统优化教育部重点实验室;
【基金】：国家“十一五”科技支撑项目(2008BAC43B01) 2013年中央高校基金项目(JB2013146)资助
【分类号】：O625.1;O657.37

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵金涛,张鹏翔,陈大鹏,张燕,路帆,谢虎,李虹;显微拉曼技术对毒品检测分析的研究[J];光谱学与光谱分析;1999年06期

2 陈勇,周瑶琪,章大港;几种盐水溶液拉曼工作曲线的绘制[J];光散射学报;2002年04期

3 刘国志,赵金涛,徐存英,段云彪,张鹏翔;麻黄素和左旋咪唑显微拉曼测试分析[J];光谱学与光谱分析;2002年02期

4 余向阳,黄群健,罗琦,李晓原,严以京;苯、吡啶及吡嗪分子的超拉曼和表面增强超拉曼光谱[J];红外与毫米波学报;2003年01期

5 张鼐;张大江;张水昌;张蒂嘉;;在-170℃盐溶液阴离子拉曼特征及浓度定量分析[J];中国科学(D辑:地球科学);2005年12期

6 蒋芸;杨娅;;共聚焦拉曼仪测试参数的合理选择[J];分析仪器;2013年03期

7 杨;;铁-硫蛋白共振拉曼研究的一些进展[J];化学通报;1987年06期

8 骆清铭,刘贤德,李再光;近红外傅里叶变换拉曼光谱和基于拉曼的诊断系统在医学临床上的应用[J];光谱学与光谱分析;1993年04期

9 王德嵘，柯国庆，黄大鸣，钱士雄;物理喷束淀积制得的C_（60）、C_（70）等薄膜的拉曼和荧光光谱研究[J];光散射学报;1995年Z1期

10 程光煦, 蔡元吉，，周茂;金硫氢原体模拟成矿的拉曼研究[J];光散射学报;1995年Z1期

相关会议论文 前10条

1 吴世法;刘琨;李亚琴;潘石;;蛋白质组近场拉曼分子指纹分析技术[A];中国蛋白质组学第三届学术大会论文摘要[C];2005年

2 任斌;王喜;庄目德;;基于光纤拉曼的针尖增强拉曼光谱技术[A];第十四届全国分子光谱学术会议论文集[C];2006年

3 李发帝;段国韬;郑伟;;偏振拉曼实验技术研究[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

4 樊海明;;金纳米星的荧光和表面增强拉曼双模态生物成像[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

5 李丹;李大伟;龙亿涛;;基于循环电化学沉积和溶出法制备的新型表面增强拉曼活性基底[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

6 易润芳;周晓东;胡继明;;基于无修饰适配子的高灵敏拉曼探针检测研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

7 张怀金;王继扬;王正平;邵宗书;蒋民华;;几种拉曼晶体的生长和性能研究[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年

8 徐怡庄;孙文秀;陶栋梁;吴瑾光;宋增福;翁诗甫;许振华;徐端夫;徐光宪;;一种新的拉曼增强机理[A];第十二届全国分子光谱学学术会议论文集[C];2002年

9 张朝晖;王志刚;;超高真空拉曼光学显微镜及应用研究[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

10 温锦秀;张洪波;陈焕君;张卫红;陈建;;基于金-银核壳纳米棒柔性基底的表面增强拉曼技术[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者韦良俊;也拉曼水库今日开工[N];阿勒泰日报;2010年

2 记者 吕文婷;也拉曼水库建设工地速描[N];阿勒泰日报(汉);2011年

3 萧遥邋叶滨;让奥运会成为中国迈向“世界办公室”的机会[N];第一财经日报;2007年

4 本报专稿 郭懿芝;希腊最年轻的总理卡拉曼利斯[N];世界报;2007年

5 刘霞;拉曼激光能探出癌症初发迹象[N];科技日报;2010年

6 记者张辉;也拉曼水库建设项目将正式签约[N];阿勒泰日报;2010年

7 记者 张彦莉　彭文明;也拉曼水库加紧建设[N];新疆日报(汉);2011年

8 记者 郝静;水库改变也拉曼人生活[N];阿勒泰日报(汉);2010年

9 杜文杰;美利坚防线坚固吗？[N];中国体育报;2006年

10 记者 张愎　实习记者 张岚;赛思·卡拉曼：未来20年股市可能“零回报”[N];第一财经日报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 沈洪斌;基于晶体受激拉曼散射的双波长激光器与新型钠黄光激光器研究[D];山东大学;2015年

2 谭逸斌;覆膜微针尖与原位细胞拉曼检测系统的研制[D];东南大学;2015年

3 阮华;在线拉曼分析系统关键技术研究与工业应用[D];浙江大学;2012年

4 徐洋;多波长皮秒受激拉曼激光的研究[D];北京工业大学;2014年

5 苏乐;拉曼散射技术在单细胞检测中的应用[D];武汉大学;2013年

6 臧可;高阶光纤拉曼放大器的特性研究[D];北京邮电大学;2013年

7 李占龙;β-胡萝卜素分子结构有序性对拉曼散射截面影响的研究[D];吉林大学;2009年

8 王焕茹;分子拉曼峰强中的电子结构信息与激发振动态共振的研究[D];清华大学;2006年

9 李遵云;分子拉曼散射和吸收光谱中若干新问题的理论和实验研究[D];中国科学技术大学;2007年

10 卫来;高速量热—拉曼联用技术及相分离动力学的高速量热法探究[D];南京大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵泽钢;直拉硅单晶压痕位错的运动[D];浙江大学;2015年

2 朱莎;静电相互作用的固相微萃取与表面增强拉曼联用技术用于阴离子型污染物的现场检测[D];山东大学;2015年

3 李志成;表面增强拉曼光谱检测β受体激动剂的研究[D];广西大学;2015年

4 祁新迪;新型拉曼探针的制备及其在肿瘤标志物检测中的应用[D];青岛科技大学;2015年

5 武艳英;表面增强拉曼信号放大传感分析方法在重大疾病相关活性分子检测中的应用[D];青岛科技大学;2015年

6 郑栓;拉曼活性银基底的制备与表征[D];扬州大学;2015年

7 甘清;清末蟠龙邮票印刷材料无损鉴定[D];北京印刷学院;2016年

8 隋永濵;基于介孔二氧化钛的拉曼生物传感器的研究[D];青岛科技大学;2016年

9 李敬钰;基于介孔二氧化钛复合材料拉曼免疫传感器的研究及介孔二氧化锡光电性质初探[D];青岛科技大学;2015年

10 翟潇墨;表面增强拉曼信号放大生物传感方法在生物活性分子检测中的应用[D];青岛科技大学;2016年

本文编号：2178059