拉曼光谱的16种多环芳烃（PAHs）特征振动光谱辨识

摘要：

借助密度泛函理论中B3LYP/6-311＋＋G（d ，p）方法对美国EPA优先控制污染物中的16种多环芳烃（PAHs）：萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、稠二萘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并（a ，h）蒽、二苯并[g ，h ，i]芘以及茚苯（1，2，3-cd）芘进行结构优化，并计算拉曼光谱振动频率和去偏振度，在此基础上辨识多环芳烃的拉曼特征光谱。研究显示，16种PAHs的拉曼振动主要分布在3个频区：200～1000 cm -1（指纹区）、1000～1700和3000～3200 cm-1（基团频率区），3个频区主要振动归属分别为环变形（ring def），碳碳伸缩（CCStr）、碳氢摇摆（CHw ）及其耦合振动（CCStrCCw ），碳氢伸缩（CHStr）。进一步分析显示，指纹区16种PAHs的去偏振度随苯环变形振动对称性增强而降低，在该频区去偏振度最小的频移处苯环呼吸振动的对称性最强，指纹区的峰强也在此处出现最大值。任意PAHs在指纹区的最强峰之间的波数差较大，在显微拉曼光谱的可分辨范围内，因而利用指纹区的去偏振度和最强峰可将16种PAHs逐一识别。烷烃、烯烃、炔烃、醇类和酚类、脂肪醚、芳基烷基醚、醛类、酮类、羧酸、酯类、胺类、腈类、酰胺类、酸酐、芳烃的振动频率和峰强分布不完全一致，利用 PAHs与这几类物质拉曼频率和峰强分布的差异可以逐一排出干扰。

关键词：多环芳烃、拉曼振动归属、拉曼特征光谱识别、指纹区、去偏振度

分类号：X830.2;O657.3(环境监测)

资助基金：“十一五”科技支撑项目2008BAC43B01;2013中央高校基本科研业务专项资金资助项目JB2013146

在线出版日期：2014-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2999-3004