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期刊信息/Journal information
光谱学与光谱分析
光谱学与光谱分析

高松

月刊

1000-0593

chngpxygpfx@vip.sina.com

010-62181070

100081

北京市海淀区学院南路76号钢铁研究总院

光谱学与光谱分析/Journal Spectroscopy and Spectral AnalysisCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊系中国光学学会会刊,由钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学联合承办的学术性刊物。刊登主要内容:激光光谱测量、红外、拉曼、紫外、可见光谱、发射光谱、吸收光谱、X-射线荧光光谱、激光显微光谱、光谱化学分析、国内外光谱化学分析最新进展、开创性研究论文、学科发展前沿和最新进展、综合评述、研究简报、问题讨论、书刊评述。本刊适用于冶金、地质、机械、环境保护、国防、天文、医药、农林、化学化工、进出口商检等各领域的科学研究单位、高等院校、光谱仪器制造厂家、从事光谱学与光谱分析的研究人员、高等院校有关专业教师和研究生、有关专业管理干部。《光谱学与光谱分析》为我国首批自然科学核心期刊,中国科协优秀科技期刊,中国科协择优支持基础性、高科技学术期刊,是中国科技论文、中国科学引文数据库、中物理文摘、中国学术期刊文摘的统计源刊,被国外的SCI,AA,CA,EI,MEDLINE,AJ等文献结构收录。
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    关于《光谱学与光谱分析》调整审稿费收费标准的通知

    《光谱学与光谱分析》期刊社
    3127页

    氟取代对香豆素分子超快动力学过程的影响

    葛晶李智彪薛丙乾白西林...
    3128-3135页
    查看更多>>摘要:设计具有高亮度、高光稳定性和环境友好型的荧光染料,是当前备受关注的前沿领域.研究发现,荧光染料的发光效率受到扭转分子内电荷转移(TICT)的影响.因此,有效地抑制TICT过程对于荧光标记物和探针的研究与开发具有至关重要的意义.香豆素及其衍生物,尤其是具有高荧光产率和长荧光寿命的7-氨基香豆素染料,一直以来都广泛应用于不同体系中,作为荧光探针的重要组成部分.然而,以往的研究主要集中在探究不同溶剂对香豆素染料分子激发态动力学过程的影响,而忽略了染料分子结构对TICT过程的重要作用.采用了飞秒时间分辨瞬态吸收(TA)光谱和密度泛函理论(DFT)计算相结合的方法,深入研究香豆素染料C460和C481在不同溶剂中的激发态动力学.研究结果揭示,在具有高强供氢能力的高极性甲醇溶剂中,C481才显著发生TICT过程.此外,量子化学计算结果表明,氟取代效应会降低分子内扭转势垒,导致非辐射失活效应加速,从而引发更为明显的荧光猝灭现象.这一研究不仅有助于优化荧光染料性能时选择合适的溶剂,还可为荧光染料分子结构的设计提供重要的指导,具有深远的研究价值.

    瞬态吸收光谱扭转分子内电荷转移密度泛函理论

    双原子分子发射光谱分析Ar/Air/CH4等离子体射流转动温度研究

    张文钧宋鹏鞠迎昕关婷予...
    3136-3141页
    查看更多>>摘要:为了提升等离子体应用效果,必须对等离子体的放电动力学过程进行深入探讨.转动温度是反映等离子体放电过程中能量输运的重要参数之一,目前主要采用波尔茨曼斜率法计算,该方法常用于计算热力平衡状态下等离子体的转动温度,在计算非热力平衡状态下的等离子体转动温度时误差较大.针对这一问题,提出了利用双原子分子谱带计算转动温度的分析方法,采用针-环式电极等离子体射流装置进行试验,向装置中通入Ar/Air/CH4混合气体放电形成等离子体射流,工作电压为10~14 kV,利用光谱仪采集不同放电电压下的等离子体射流的光谱数据用以计算转动温度.选择OH(A—X)、CH(A—X)以及N2+(B—X)发射光谱,利用三种双原子分子波长区间内谱线不受振动温度变化所影响的特性,对Ar/Air/CH4等离子体射流的转动温度进行研究.在波尔茨曼斜率法计算得到转动温度士 100 K范围内每20 K选取谱线,与试验谱线进行拟合,计算谱线拟合得到的均方根误差,分析拟合准确度,得到更为准确的介质阻挡放电(DBD)激励Ar/Air/CH4等离子射流的转动温度.波尔茨曼斜率法计算出的转动温度在拟合时得到的均方根误差要高于最小均方根误差,均方根误差能够减小38%.利用OH、CH、N2+谱带拟合得到最小均方根误差分别为4.6、2.9、2.1,N2+谱带拟合结果比OH谱带的拟合结果均方根误差减小61%.结果表明,在计算非热力平衡状态等离子体的转动温度时,相比于波尔茨曼斜率法,计算谱线拟合均方根误差的的方法能够有效地提升计算结果的准确度,在进行谱线拟合时选择N2+(B—X)谱带的发射光谱与试验谱线进行拟合能够进一步提升计算结果的准确度.

    介质阻挡放电等离子体射流发射光谱转动温度

    本刊声明

    《光谱学与光谱分析》期刊社
    3141页

    C15NO4HnIm(h=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)结构与光谱性质的密度泛函理论研究

    郭雅晶李秀燕
    3142-3148页
    查看更多>>摘要:二碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H13I2),三碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H12I3)以及四碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H11I4)作为甲状腺分泌的主要激素,对人脑的发育、神经递质的合成、新陈代谢的调节和甲状腺功能正常运作等起到至关重要的作用.通过理论计算方式对C15NO4HnIm(n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)三种化合物进行系统研究,为今后的实验研究提供详实的理论依据.通过Gaussian软件包和GaussView软件结合进行理论计算,在选用B3LYP/Lanl2mb基组水平上,首先采用密度泛函理论(DFT)优化了C15NO4HnL(n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)三种团簇的几何和电子结构.然后基于这些团簇的基态稳定结构下,其激发态吸收谱和发射谱的研究使用相同的基组水平并采用极化连续介质模型(PCM)下运用含时密度泛函理论(TDDFT)进行.研究结果表明,优化所得C15NO4HnIm(n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)团簇的几何结构对称性均为 C1;在 C15NO4HnIm(n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)基态稳定结构基础上,得出它们的输运性质,即二碘甲状腺分子(C15NO4H1312)既不具有p型输运性质亦不具有n型输运性质,而三碘甲状腺素(C15NO4H12I3)和四碘甲状腺素(C15NO4H11I4)团簇均为p型输运材料;通过含时密度泛函理论,在优化好的基态结构基础上,又计算了它的溶剂效应,进一步得出该分子在水溶剂中的吸收谱特性,同时通过研究还获得了C15NO4HnIm(n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15)团簇的手性光谱ECD特征图谱.理论研究可以为实验研究提供可对比的理论数值,为今后的实验研究提供了可行性参照值.

    甲状腺素密度泛函理论含时密度泛函理论手性光谱

    密度泛函理论的氨基酸近红外非谐振动光谱解析

    唐妍吴佳徐建洁郭腾霄...
    3149-3156页
    查看更多>>摘要:氨基酸作为组成蛋白质的基本结构单元在生物体中起着重要作用.不同的基团组成和手性结构所代表的功能均有差异,因此甄别其基本化学结构和分子振动信息将为构建基础生物分子光谱与结构相关性模型提供重要的理论依据.近红外光谱主要展示各类含氢基团(如O—H、N—H和C—H等)的倍频和合频振动信息;振动信息比较复杂,加上常规红外光谱仪器分辨率限制等原因,导致实验测得的谱带变宽,无法准确对其振动模式进行指认,分析较为困难.理论计算可以对每个振动模式进行独立计算,能够提供更清晰的光谱信息,进而对实验得到的宽谱带进行解析,使其更易甄别和分析不同分子体系的各类基团的结构振动信息.采用非谐振DFT方法对氨基酸(谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸)及由此三种氨基酸组成的多肽(谷胱甘肽)进行结构优化和非谐振振动分析,计算得到四种分子7 500~4 500 cm-1波段内的高精度NIR光谱,并对它们的谱图进行了详细的振动峰位指认.以振动强度作为标准,将整个近红外波段分为三个光谱区探究分子结构和组成基团对光谱特征的影响,对计算光谱进行了详细的分析并且建立了光谱与结构间的对应关系.该研究为更深的理解氨基酸及多肽的结构性质提供了思路.

    近红外光谱非谐振动光谱密度泛函理论

    天然红独玉与染色红独玉光谱学特征及其差异性研究

    芦明媚周征宇亓利剑刘子琪...
    3157-3164页
    查看更多>>摘要:针对产自河南南阳的天然红独玉及经过染色处理的红独玉,分别开展了常规宝石学特征测试、红外光谱测试、拉曼光谱测试、紫外-可见吸收光谱测试、电子顺磁共振波谱测试及光致发光光谱测试,以揭示两者的物质组成差异、颜色成因差异及科学鉴定特征.分析结果显示,染色红独玉折射率及相对密度值均较为集中,与斜长石较为接近;天然红独玉在不同位置显示斜长石及黝帘石两个折射率值.红外光谱结合拉曼光谱分析表明天然红独玉粉色部分与黝帘石特征谱峰一致,表明黝帘石化程度较高,白色及绿色部分则以基性斜长石为主;染色红独玉黝帘石化程度低,因此常规宝石学参数与斜长石较为接近,常需染色处理,显示黄白色长波紫外荧光异常.天然样品紫外光谱显示522 nm附近的宽缓吸收带,揭示Mn为天然红独玉粉色的主要致色原因;电子顺磁谱进一步揭示出Mn2+的六重超精细结构,为八面体场中Mn2+的6A1→4T1(4G)自旋禁戒跃迁.而染色红独玉则显示549 nm附近的染色剂吸收,并与光致发光光谱中578~589 nm处强发光中心相呼应.紫外荧光灯、紫外-可见光谱及光致发光光谱可视为天然红独玉与染色红独玉有效的无损检测方法.

    独山玉紫外-可见吸收光谱电子顺磁光致发光光谱染色处理

    青海野牛沟软玉的宝石矿物学及谱学特征

    陶隆凤郝楠楠金翠玲史淼...
    3165-3171页
    查看更多>>摘要:青海省格尔木地区是我国重要的软玉产区,其中野牛沟位于东昆仑山系中段,是软玉的主要产出矿点之一.对野牛沟黄绿色软玉样品进行了常规宝石学、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、电子探针(EPMA)等测试及薄片观察,并分析了其矿物学和谱学特征.结果表明,该区软玉的折射率为1.61,相对密度约2.97~2.99,摩氏硬度6~6.5,玻璃-油脂光泽,结晶度较好.样品基质的组成矿物为透闪石,次要矿物为透辉石、绿帘石、榍石、磷灰石等,其中基质的氧化物含量为w(SiO2)=58.92~59.40%,平均值59.19%,w(MgO)=24.70%~25.56%,平均值 24.98%,w(CaO)=13.15%~13.43%,平均值 13.29%,粒径约为 0.01~1.00 mm,具有典型的毛毡状交织结构和显微纤维变晶结构,部分可见显微放射状变晶结构——帚状结构,各项矿物学特征均符合软玉国家鉴定标准.该区软玉样品的红外光谱和拉曼光谱均与透闪石的谱峰基本一致,其中样品在468 cm-1处的红外吸收光谱强度高于509 cm-1处,部分红外光谱和拉曼光谱峰位发生了红移或蓝移现象,结合化学成分分析,认为该区软玉中的透闪石为钙质角闪石,谱峰的偏移与样品中所含Fe、Mn元素或晶体结构有关.结合矿物学特征、电子探针测试及野外实地考察,认为青海野牛沟软玉矿体是在镁质大理岩、基性辉绿岩及后期中酸性岩浆热液的共同作用下成矿,同时剪切作用也对软玉矿的品质起着重要作用.该研究,基本确定了青海野牛沟矿区软玉的矿物学和谱学特征,也对其成矿环境进行了探讨,为该区的找矿及深部成矿预测提供依据.

    软玉野牛沟透闪石矿物组成谱学特征

    IPSO-BPNN:一种结合粒子群优化的BP神经网络透射光谱水质亚硝酸盐含量定量化模型

    王彩玲张国浩
    3172-3178页
    查看更多>>摘要:亚硝酸盐是一种常见的水质污染物,主要来源为废水、肥料和污水处理厂等.水质中亚硝酸盐浓度大小是评估水体健康程度的一个重要指标,但传统的亚硝酸盐浓度检测方法操作复杂且容易受到检测环境的干扰,无法直观和准确的反映出水质健康程度.为了探究一种新的方式来评估水体的健康程度,使用IP-SO-BPNN 模型对亚硝酸盐透射光谱数据进行浓度预测.首先选择10种浓度的亚硝酸盐标准溶液(0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18 和 0.20 mg·L-1,使用 OCEAN-HDX-XR 微型光谱仪在相同的时间间隔下对十个浓度的亚硝酸盐溶液进行扫描,并通过白板校正得到光谱数据的光谱透射率值.使用最大最小归一化、均值中心化两种预处理方法将光谱数据进行维度和中心点的统一,使得不同样本之间的光谱数据具有可比性和可解释性.由于原始光谱数据维度较高,采用核主成分分析进行数据降维,选择代表原始数据97.94%信息的6个主成分进行IPSO-BPNN模型的训练.在预测亚硝酸盐浓度时,对原始粒子群优化算法进行了改进,引入了自适应学习因子和惯性权重更新公式以及粒子种群多样性引导策略,并在BP神经网络的基础上引入了学习率自适应公式,提高了算法的性能.通过比较不同粒子数进行迭代的函数适应度值变化曲线,选择使用100个粒子进行30次迭代来寻找最优权重和偏置组合.结果显示,IPSO-BPNN 预测模型的决定系数为0.984 360,均方根误差为0.006 920,平均绝对误差为0.004 103,与当前预测性能较好的随机森林模型、线性回归模型、BP-ANN模型、PSO-BPNN模型和PSO-SVR模型相比,该模型的拟合效果更好,精确度更高.基于以上结果,提出了一种基于IPSO-BPNN模型的高光谱水质亚硝酸盐浓度预测方法,为水体健康程度的评估提供了新的思路.

    高光谱亚硝酸盐IPSO-BPNN模型KPCA水质检测

    基于三维荧光光谱结合2D-LDA的食用油掺假鉴别研究

    姜海洋崔耀耀贾彦国谌志鹏...
    3179-3185页
    查看更多>>摘要:食用油掺假行为严重威胁消费者的身体健康并扰乱社会市场秩序.研究有效的食用油掺假鉴别方法对于构建安全、可靠的食品供应链和提升消费者福祉具有重要意义.以食用油中的香油为例开展食用油掺假鉴别方法研究.通过芝麻香精与玉米油、大豆油以及菜籽油三种食用油配制了3类掺假香油;使用FLS920稳态荧光光谱仪采集了这3类掺假香油以及不同品牌香油共计45个实验样本的三维荧光光谱数据;基于2D-LDA方法提取了实验样本的二维特征,并以此为依据采用最近邻分类原理实现了掺假食用油的准确鉴别.将所述方法与平行因子结合非线性判别分析(PARAFAC-QDA)、多维偏最小二乘——判别分析(NPLS-DA)两种方法进行了对比.结果表明,2D-LDA方法能够有效提取掺假香油的二维特征.这些特征能够使不同类别的实验样本在投影子空间中实现最大程度分离;同时可使相同类别的实验样本在子空间中尽可能地紧密聚集,进而使得样本在低维子空间中具有更好的可分性,从而获得了100%的鉴别准确率.而PARAFAC-QDA和NPLS-DA两种方法仅分别获得了85%和95%的鉴别准确率.2D-LDA方法相比于这两种方法在食用油掺假鉴别特别是现场快速检测的实际应用中更具优势和潜力,其鉴别过程与结果更加简捷和精确.研究为现场食品安全监管提供了一种高效可行的新方案.

    食用油三维荧光光谱二维线性判别分析(2D-LDA)掺假鉴别