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神经性毒剂的中红外光谱和THz光谱研究

作　者: 武凤萍
导　师: 李福利
学　校: 首都师范大学
专　业: 光学
关键词: 神经性毒剂 红外光谱 THz光谱 光谱模拟 振动模式
分类号: TJ92
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文的主要工作旨在研究神经性毒剂在中红外波段和太赫兹波段的吸收特性,以及用密度泛函理论对神经性毒剂的分子结构进行优化计算。本文的工作主要分为两部分:第一、应用红外光谱技术对神经性毒剂进行测试分析,然后利用密度泛函理论对神经性毒剂的结构进行了优化计算,得到了它们势能面上的能量最低点所对应的几何构型,并使用与优化计算相同的方法和基组对它们的吸收频率进行了模拟计算,同时还对它们的远红外振动模式进行了初步的探索。将计算结果与实验结果进行对比,发现理论与实验符合的很好,说明利用高斯软件进行物质的红外光谱模拟是非常有意义的。第二、利用高斯软件对神经性毒剂进行THz波段的理论光谱模拟。由于大分子物质在中红外频段呈现出非常复杂和密集的线形,有的还很相似,因此,单纯依靠中红外光谱来快速鉴定不同分子是非常困难的。本文利用高斯软件对四种神经性毒剂进行了THz波段的理论光谱模拟,得到了四种样品在THz波段的吸收特征谱线,并对它们的远红外振动模式进行了初步探索。利用这些谱线探测和鉴别样品是对已经建立的中红外光谱技术的很好补充。本论文的章节安排如下:第一章介绍了神经性毒剂的危害,以及目前国内外探测神经性毒剂的常用方法。第二章介绍了红外吸收光谱理论和THz时域光谱技术。第三章介绍了量子化学计算的原理。第四章详细介绍了本论文的主要工作——神经性毒剂的红外光谱研究。第五章详细介绍了本论文的另一部分主要工作——神经性毒剂的THz光谱研究。第六章对本论文的工作进行了总结。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章 引言  9-15
  1.1 论文的研究背景  9-10
  1.2 目前探测神经性毒剂的常用方法  10-11
  1.3 红外光谱技术和 THz 时域光谱技术现状  11-13
  1.4 本论文的主要工作  13-15
第二章 红外光谱和THZ 时域光谱技术理论  15-29
  2.1 红外吸收光谱的基本原理  16-22
    2.1.1 分子光谱理论  16
    2.1.2 分子的振动形式  16-19
    2.1.3 红外吸收光谱的产生条件  19
    2.1.4 红外吸收光谱吸收峰的类型  19-21
    2.1.5 吸收峰的位置和强度  21-22
    2.1.6 红外吸收峰增加或减少的原因  22
  2.2 THz 时域光谱技术  22-29
    2.2.1 THz 波的产生  22-24
    2.2.2 THz 波的性质  24-25
    2.2.3 THz 波的探测  25-26
    2.2.4 实验装置及实验步骤  26-29
第三章 量子化学计算原理  29-45
  3.1 计算化学概述  29-30
  3.2 密度泛函理论（DFT）  30-37
    3.2.1 自洽场方法  31-32
    3.2.2 Thomas－Fermi 模型  32-34
    3.2.3 Hohenberg-Kohn 定理  34
    3.2.4 Kohn-Sham 方法  34-36
    3.2.5 局域密度近似（Local Density Approximation）  36-37
  3.3 高斯软件的使用  37-45
    3.3.1 Gaussian 输入文件的创建  37
    3.3.2 理论方法的选择  37-38
    3.3.3 基组的影响  38-40
    3.3.4 几何优化  40-45
第四章 神经性毒剂的红外光谱实验及理论模拟分析  45-65
  4.1 沙林的红外光谱实验及理论模拟  47-51
  4.2 梭曼的红外光谱实验及理论模拟  51-55
  4.3 塔崩的红外光谱实验及理论模拟  55-59
  4.4 维埃克斯的红外光谱实验及理论模拟  59-65
第五章 神经性毒剂的THZ 光谱理论模拟  65-72
  5.1 沙林的 THZ光谱理论模拟  65-67
  5.2 梭曼的 THZ 光谱理论模拟  67-68
  5.3 塔崩的 THZ 光谱理论模拟  68-70
  5.4 维埃克斯的 THZ 光谱理论模拟  70-72
第六章 结论  72-74
  6.1 本论文主要工作总结  72
  6.2 本论文工作的不足  72-74
参考文献  74-77
硕士期间所发表或待发表的论文  77-78
致谢  78-79

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 核武器与其他特种武器及其防护设备 > 化学（毒物）武器及防护设备
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