鹽溶液體系的光譜分析和指認.pdf

1、鹽溶液在科學和應(yīng)用領(lǐng)域存在著重要作用，它的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)引起了化學家的興趣。從分子水平研究水和非水溶液的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)已經(jīng)成為一個熱點課題，可以幫助理解溶液的宏觀的現(xiàn)象和性質(zhì)，已經(jīng)滲透到化學、化工、生命科學、材料科學等多種學科的前沿課題中，具有重要的理論意義和實踐前景。本課題在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，以研究溶液微觀結(jié)構(gòu)為背景，采用紅外光譜、分子熒光光譜以及密度泛函理論，從多個方面研究不同鹽溶液體系內(nèi)離子-離子和離子-溶劑之間的相互作用，全

2、面的了解鹽溶液體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，主要的研究內(nèi)容如下：
　　1.利用紅外光譜研究了不同濃度和溫度的CaCl2/甲醇溶液，得出CaCl2在甲醇中的溶劑化數(shù)隨溫度的升高而降低。理論計算得到溶液中主要存在的構(gòu)型為[CaCl(CH3OH)n]+(n=3-5)和[Cl(CH3OH)n]-(n=2-4)。同樣利用理論計算推測CaCl2在水和乙醇中的穩(wěn)定構(gòu)型及其隨溫度升高的變化趨勢，理論上闡釋了溫度對溶劑化數(shù)的影響。
　　2.研究了DMF純

3、溶劑、不同濃度LiCl/DMF和LiNO3/DMF溶液的紅外光譜，得到隨著溫度升高發(fā)生溶劑化作用的DMF分子比例呈降低趨勢，而陰陽離子對構(gòu)型的比例逐漸增加。密度泛函從理論上解釋了溫度升高紅外譜圖的變化趨勢，且得出溶液中存在的團簇構(gòu)型主要為陰陽離子對構(gòu)型(LiCl(DMF)n和LiNO3(DMF)n)，還有部分陽離子構(gòu)型[Li(DMF)n]+和陰離子構(gòu)型([Cl(DMF)n]-和[NO3(DMF)n]-)。
　　3.研究了CaCl2

4、、LiCl和Ca(NO3)2在甲醇溶液中的熒光光譜，并對溶液中可能的團簇構(gòu)型進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和激發(fā)能計算。計算得出CaCl2和LiCl與甲醇形成的[CaCl(CH3OH)n]+和LiCl(CH3OH)n簇合物具有熒光性質(zhì)，而NO3-與甲醇形成的簇合物振蕩強度幾乎為零，解釋了CaCl2和LiCl對甲醇具有熒光增強作用，而Ca(NO3)2使甲醇發(fā)生熒光猝滅。
　　4.利用熒光光譜研究了甲醇水和無機鹽在甲醇水溶液中的熒光性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)甲醇水溶液