拉曼光谱法研究典型有机分子—水二元溶液中的氢键作用

发布时间：2024-03-24 01:49

　　本文利用自发拉曼光谱技术分别对二甲基亚砜(DMSO)、乙酸和甲醇三种典型有机分子水溶液的分子间相互作用规律及对应的氢键结构进行了研究。通过测量溶液的拉曼光谱,分析有机分子特征峰的频移变化,可以直接获得分子振动和转动信息,有助于了解不同浓度的有机分子水溶液中共价键的振动频率,从而精确地分析水溶液中氢键和团簇结构随外界条件变化的微观物理过程。首先,测量并研究了不同体积分数占比下DMSO水溶液的自发拉曼光谱。我们发现当DMSO体积分数占比小于0.6时,对称和反对称OH伸缩振动模式对应的拉曼峰快速向更低的频率方向移动;当DMSO体积分数占比大于0.6时,这两个拉曼峰频移方向则完全相反。这些结果说明DMSO与水分子之间的强氢键在浓度较低时有助于加强水分子的四面体结构,而在浓度较高时,DMSO分子的加入则对水的四面体结构起到破坏作用。更重要的是,当DMSO体积分数占比大于0.6时,S=O基团对应拉曼峰的蓝移幅度明显增大,这表明DMSO与水分子形成的团簇结构可能发生了巨大变化。此外,通过对不同振动模式的C-H基团对应的拉曼峰进行研究,发现DMSO的非极性甲基与水分子发生了疏水水合作用。其次,测量并研...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1水的四面体结构

第一章绪论3从材料到生物学，水在各种系统的化学结构和过程中起着至关重要的作用[9]。作为分子间普遍存在的相互作用，水分子之间的氢键得到了广泛的研究[19,20]。在孤立的水分子中，存在两个氢原子和一个氧原子，使得两个水分子之间可以形成一个典型的分子间氢键，通常称之为水的二聚体。当....

图1.2雷尼绍拉曼光谱仪光路结构示意图

第一章绪论4曼散射。激光与系统中的激发物质相互作用，使光子的能级发生跃迁。通过这些能量的转移，可以分析出系统中振动模式的信息。目前世界上有许多先进拉曼光谱技术，包括受激拉曼，偏振拉曼，表面增强拉曼，共振拉曼，透射拉曼和超拉曼技术等。本文采用自发拉曼技术对典型有机分子的水溶液进行研....

图2.1不同DMSO体积分数占比下水的拉曼光谱

第二章二甲基亚砜-水溶液拉曼光谱及分子缔合特性研究82.4.1水的氢键在图2.1中，在3242和3441cm-1处的拉曼峰分别被认为是水的对称和反对称OH伸缩振动，而3645cm-1处的拉曼峰属于水的游离OH[42]。图2.2是不同浓度下水的OH伸缩振动模式的拉曼位移。在图2.2....

图2.2不同DMSO体积分数占比下OH伸缩振动模式的拉曼位移，误差棒表示平均值的标准偏差（拉曼峰）

第二章二甲基亚砜-水溶液拉曼光谱及分子缔合特性研究9图2.2不同DMSO体积分数占比下OH伸缩振动模式的拉曼位移，误差棒表示平均值的标准偏差（拉曼峰）。图2.2的实验结果还表明，DMSO-水的团簇结构可能在VD=0.6时发生了变化。据报道，在富含水的DMSO溶液中1DMSO-2H....

本文编号：3936785