强弱氢键对水拉曼散射的影响
发布时间：2021-08-30 18:54
万物生长都离不开水,因此,近几年越来越多的科研人员专注于水的研究,而拉曼光谱是从分子层面上研究水与水、水与其他物质之间的相互作用以及水分子团簇的微观结构的一种很重要的方法。自激光出现以来,拉曼散射有了更广阔的发展空间,为物质的探索提供了新的途径。本文深入探究了激光诱导等离子体冲击波对水分子结构改变以及水中强、弱氢键对水拉曼散射的影响。(1)强度为185mJ,波长为355 nm,脉宽为6 ns的Nd:YAG脉冲激光入射水表面,在空气和水交界处产生了激光诱导击穿现象,并且在拉曼光谱的3000cm-1处发现了一个新的OH伸缩振动峰,分析可知,是由于激光诱导冲击波气泡上水的双分子层中强弱氢键所致。同时,在-15℃的温度下,利用强度为50 mJ,波长为355nm,脉宽为12nm的Nd:YAG脉冲激光作用于冰Ih,得到了双峰结构,同样可以用强弱氢键的机制来解释。由于氢键强度不同,导致OH键键长的变化,才出现了拉曼位移的差异。我们认为,在冰的其它相中可能也存在强弱氢键的作用。(2)实验利用532 nm的Nd:YAG脉冲激光作用于水内部,同时获得了水的前向和背向受激拉曼散射光谱.结果表明,水的背向受激拉曼散射在3453cm-1处出现了一个新峰,经分析表明,此峰与冰VII的自发拉曼散射光谱结果一致.通过理论分析和实验对比,我们将水的背向拉曼峰归结为冰VII振动所产生的:由于激光诱导水击穿产生了等离子体冲击波,对背向水施加二次压缩作用形成了冰VII相;同时出现的双峰结构归因于水(冰)中强弱氢键作用的影响。
本文编号：2201202
吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
页数：52
【学位级别】：硕士
文章目录
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 水和冰的结构与性质
1.1.1 水的结构与性质
1.1.2 冰的结构与性质
1.2 氢键
1.3 激光诱导等离子体冲击波的研究现状
1.4 发展水基础科学研究的意义
1.5 本文的研究内容和意义
第二章 自发拉曼光谱与受激拉曼光谱
2.1 拉曼光谱
2.1.1 拉曼光谱简介
2.1.2 拉曼光谱技术
2.2 自发拉曼散射
2.2.1 斯托克斯散射和反斯托克斯散射
2.3 受激拉曼散射
2.3.1 受激拉曼散射的特点
2.3.2 产生受激拉曼散射介质的基本要求
2.3.3 受激拉曼散射的量子理论
2.3.4 液体的前向和背向受激拉曼散射
第三章 冰的受激拉曼散射
3.1 引言
3.2 实验样品及参数
3.3 实验装置和实验方法
3.4 实验结果
3.4.1 界面水的受激拉曼光谱
3.4.2 冰Ih的受激拉曼光谱
3.5 小结
第四章 强弱氢键对水的受激拉曼散射的影响
4.1 引言
4.2 实验样品及参数
4.3 实验装置和实验方法
4.4 实验结果和讨论
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 论文总结
5.2 展望
参考文献
作者简介
发表论文及获奖情况
致谢
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本文编号：2201202
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