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作者：邵洋帆天津大学

学位级别：硕士

近年来，随着计算机技术的发展，计算量子化学的应用在很多领域发挥着重要的作用，特别是，密度泛函理论方法被广泛的应用于分子的结构、性质、振动光谱等很多问题的理论研究中。在本文中，采用了量子化学的密度泛函和含时密度泛函理论... 详细信息

近年来，随着计算机技术的发展，计算量子化学的应用在很多领域发挥着重要的作用，特别是，密度泛函理论方法被广泛的应用于分子的结构、性质、振动光谱等很多问题的理论研究中。在本文中，采用了量子化学的密度泛函和含时密度泛函理论对几种分子以及金属-分子复合物进行了分子构型的优化、拉曼光谱的模拟以及基态激发态性质的计算等，通过对静态极化率、NBO布局分析、轨道能级以及吸收光谱的计算模拟，分析了表面增强拉曼散射的增强机理。本文主要研究内容包括有金属团簇对1,4-苯二硫醇(1,4-Benzenedithiol,1,4-BDT)分子的拉曼光谱的影响。从金属团簇尺寸大小和构型两个方面研究了金属团簇对1,4-苯二硫醇分子的拉曼光谱的影响。具体来说，改变1,4-BDT-Agn复合物银团簇中银原子n的个数，模拟计算了复合物1,4-BDT-Agn(n=2,4,6)的拉曼光谱，吸附位的不同，即，金属团簇通过硫银键还是碳银键与分子相连接。并将模拟得到光谱和实验采集到的光谱数据进行了对比分析，对1,4-苯二硫醇分子的拉曼光谱进行了较为全面的振动模式的指认。从模拟得到的不同复合物的拉曼光谱中可以看出，金属团簇的大小和吸附位的不同对拉曼光谱的强度有很大的影响。计算结果显示，金属团簇的引入导致了静态极化率和电荷分布的改变，直接影响了拉曼光谱的强度。在此研究成果的基础上，进一步扩展了研究范围，采用了Ag2和Au2团簇通过硫原子和1,4-苯二硫醇分子的连接形成的复合物作为研究对象，进行了复合物1,4-BDT-Au2、1,4-BDT-Ag2和Ag2-1,4-BDT-Au2的拉曼光谱的模拟。对金和银团簇在苯硫醇分子表面的吸附行为进行了对比分析，采用含时密度泛函理论对三明治结构的复合物Ag2-1,4-BDT-Au2进行了激发态的计算，通过模拟吸收光谱和计算轨道跃迁单激发态，通过计算激发前后的电子云分布，得到了复合物的电荷转移激发态，对于共振拉曼光谱的研究有很好的现实指导意义。此外，对三聚氰胺的拉曼光谱进行了实验和理论研究，通过对三聚氰胺-金属复合物拉曼光谱的模拟和基态性质的分析，研究了银团簇对其拉曼光谱的影响。

关键词：密度泛函理论表面增强拉曼光谱 1,4-苯二硫醇激发态金属团簇

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Simultaneous determination of ternary cephalosporin solutions by Raman spectroscopy

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Chinese Optics Letters 2013年第13期11卷 80-82页

作者：李重阳林旺邵洋帆冯远明 Department of Biomedical Engineering College of Precision Instrument and Optoelectronics EngineeringTianjin Key Laboratory of Biomedical Detecting Techniques and InstrumentsTianjin University

Cephalosporins are widely used as veterinary and human antibiotics. However, cephalosporin abuse is harmful to human health and causes allergic reactions or antibiotic resistance. We investigate a method fea- turing Raman spectroscopy and chemometrics to quantify mixture solutions of three typical cephalosporins, namely, ceftriaxone, cefotaxime sodium, and cefazolin sodium. Partial least-squares regression models are built on spectral data that are preprocessed by various methods. With prediction relative errors within 5% and high correlation coefficients of 0.998, we demonstrate that Raman spectroscopy combined with multivariate analysis is feasible for use in the quantitative determination of cephalosporin solutions. OCIS codes： 300.6450. 070.4340. 070.4790.

关键词： Least squares approximations Raman spectroscopy Regression analysis Sewage treatment plants

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1,4-苯二硫醇的表面增强拉曼光谱和激发态的密度泛函理论研究

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 421-425页

作者：邵洋帆李重阳冯远明林旺天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)在B3LYP/6-311+g(d)(C,H,S)和Lanl2dz(Ag、Au)基组下对1,4-苯二硫醇分子及其复合物进行了结构优化和频率计算,得到了分子及其复合物稳定的化学构型和拉曼光谱。优化后的1,4-苯二硫醇分... 详细信息

利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)在B3LYP/6-311+g(d)(C,H,S)和Lanl2dz(Ag、Au)基组下对1,4-苯二硫醇分子及其复合物进行了结构优化和频率计算,得到了分子及其复合物稳定的化学构型和拉曼光谱。优化后的1,4-苯二硫醇分子的S—H键和苯环所在平面夹角为20.2°,分子非平面结构。模拟了金银团簇在苯硫醇分子表面的吸附行为,得到了金团簇和银团簇在分子表面的吸附方式,即,金团簇以接近平行的方向吸附于苯硫酚分子的表面而银团簇则以几乎垂直的方向吸附于分子表面。此外,还分析了静态极化率数值变化和自然键轨道(natural bond orbital,NBO)布局分析得到的电荷分布对拉曼光谱的强度变化的影响。复合物1,4-BDT-Au2,1,4-BDT-Ag2和三明治结构的Ag2-1,4-BDT-Au2拉曼光谱谱峰强度与静态极化率数值变化有很好的吻合。采用含时密度泛函理论(time dependent density functional theory,TDDFT)对Ag2-1,4-BDT-Au2复合物进行了激发态的分析计算,通过模拟吸收光谱和计算轨道跃迁单激发态,分析计算了三明治结构的电荷转移激发态,利用可视化的电荷转移,研究了表面增强拉曼(surface enhanced Raman scattering,SERS)化学增强机理。

关键词：密度泛函理论 1,4-苯二硫醇表面增强拉曼光谱激发态

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