Спектры поглощения жидкой воды, ее изотопических модификаций и воды в мезопорах SiO2 в ближней ИК-области

• Автор: Луговской, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Обзор литературы: структура жидкой воды и воды в мезопорах по данным ИК- спектроскопии

1.1 Водородная связь

1.2 Модели воды. Кластерная структура воды

1.3 Структура и ИК-спектроскопия воды

1.3.1 Структура и спектры поглощения паров воды

1.3.2 Структура и спектр поглощения льда

1.3.3 Структура и спектры поглощения жидкой воды

1.4 Мезопористые материалы

1.5 Структура и спектры поглощения воды в мезо порах

Глава 2 Динамическая регистрация спектра поглощения воды
2.1 Описание объекта исследований
2.2 Выбор спектрального диапазона исследований
2.3 Динамическая методика регистрации спектра поглощения
2.4 Экспериментальные установки для исследования спектров поглощения воды
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Глава 3 Спектры поглощения воды в мезо порах 8Ю2
3.1 Спектры поглощения воды в мезопорах различного диаметра
3.1.1 Смещение центра полосы поглощения у+5
3.1.2 Деформация полосы поглощения воды в мезопорах при вакуумной откачке
3.2 Спектры поглощения воды при вариации температуры
3.2.1 Особенности спектров поглощения воды в тонкой пленке
3.2.2 Спектры поглощения воды в мезопорах различного диаметра при вариациях
температуры
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Глава 4 Спектроскопия высокого разрешения изотопической модификации воды НО160
4.1 Особенности расчетов уровней энергии и переходов молекулы НОО
4.2 База данных УТТ уровней энергии и переходов молекулы НО|60

4.3. Оценка полуширин линий
4.4 Спектры поглощения жидкой НБО в ближней ИК области
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Заключение
Список литературы
Приложение

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Ab initio - из первых принципов (используя физические инварианты)
БД- база данных
БД VTT - база данных уровней энергии и переходов молекулы HOD, названная по первым буквам фамилий главных авторов - В.A.Voronin, J.Tennyson, R. N. Tolchenov ИК -инфракрасный (ая)
ПО - программное обеспечение

2.2 Выбор спектрального диапазона исследований
Полоса поглощения мономера воды, соответствующая его валентным колебаниям, имеет структуру, обусловленную частичным перекрыванием колебательных полос V; и у3, соответствующих симметричному и антисимметричному валентным колебаниям связей молекулы Н20.
Исследования спектра поглощения мономера воды показывают увеличение расстояния между валентными колебаниями при продвижении в область обертонов и составных частот. Центры колебательных полос V, и у3 мономера отстоят друг от друга на ~100 см'1, комбинированные полосы У]+ у2 и у3+ у2 - на -150 см'1, а 2у, и 2у3 - уже на -200 см'1 [45,46,47]. Благодаря такой тенденции, структура обертонов тем лучше разрешается, чем выше их порядок.
При переходе от спектра мономера к спектру жидкой воды происходит ассоциация полос [43], соответствующих валентным колебаниям мономера (V) = 3654 см'1, у3 = 3756 см'1) и смещение центра результирующей полосы у=3428 см'1 в низкочастотную область. Напротив, полоса, соответствующая деформационному колебанию мономера (у2= 1595 см"1), смещается в область высоких частот: 5=1637 см'
1. Следовательно, полосы, соответствующие обертонным и комбинированным колебаниям, смещаются по-разному: (у+5) в низкочастотную область, а (2у) в высокочастотную.
Спектральные полосы жидкой воды имеют мультиком по не нтную структуру. Под одним контуром происходит частичное перекрывание полос, соответствующих поглощению определенным структурам — кластерам воды различной степени связанности [8,9,10]. Представляет интерес, насколько отстоят друг от друга центры полос, соответствующих обертонным колебаниям различных кластеров в мезопорах, и как происходит их трансформация при изменении структуры воды.
Изменение структуры воды обычно достигается с помощью вариации температуры образца, либо размера водосодержащих пор. Так, в работе [9], при изменении размера пор с 26 нм до 6 нм центр полосы валентных колебаний воды сдвигается на 20 см'1 в низкочастотную область.
С целью выбора спектральной области, в которой перестройка структуры воды характеризуется наибольшими изменениями в спектре поглощения, нами были