第33卷，第9期 2013年9月
光谱学与光谱分
析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.9,pp2425-2428 September, 2013
变温过程中二甲基亚砜与水之间氢键行为的拉曼光谱研究
欧阳顺利1.2，李正强3，吴楠楠"，里佐威"，孙成林"，范丽梅1.4* 1.吉林大学物理学院，吉林长春130023
2.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿金属资源综合利用重点实验室，内蒙古包头
014010
3.吉林大学分子降学工程教育部重点实验室，吉林长春130023 4.吉林大学第二医院，吉林长春130041
摘要测量了在降温过程中体积比为1：1的二甲基亚砜(DMSO)水溶液的拉曼光谱，并对DMSO水溶液的拉受光谱进行了归属。对实验数据进行分析发现，在降温过程中DMSO分子与水分子的分子间氢键 DMSO分子与DMSO分子和水分子与水分子间氢键的作用行为引起了DMSO的S一O双键和水分子的 O一H键的拉曼谱带的变化。进一步分析表明：在27～一30C降温过程DMSO与水之间氢键加强，一30～一60C降温过程水与水之间氢键代替DMSO与水之间的氢键。这为丰富水溶液的氢键理论提供了实验依据。
关键词氢键；拉受光谐；水溶液
中图分类号：0561.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)09-2425-04
冻机理"。本文通过变温技术和拉曼光谱联用，研究降温过程中DMSO与水二元体系中不同种分子间氢键作用行为，更进一步分析DMSO的防冻机理。
二甲基亚矾（dimethylsuifoxide，简称DMSO)是一种被
广泛应用的有机落剂，常用作缓冲剂和防冻剂。DMSO与水可以以任意比例混溶。DMSO水溶液由于其独特的物理和化学性质，得到了科学研究者的广泛关注。例如，纯DMSO和水的凝固点分别为18.6和0℃，面摩尔比为1：3的DMSO 水溶液的凝固点却为一70℃1,。虽然已有大量的实验针对这一现象进行了研究，并初步认为其防冻机理是DMSO分子与水分子之间形成氢键破坏了水分子间的氢键从而阻碍了水分子间形成冰的三维网络氢键结构，但是氢键对其如何更为具体的影响仍然不是很明确3"。因此，无论是理论研究还是实际应用，对DMSO水溶液氢键行为更为具体的研究都是十分重要的，
最初，我们采用变换浓度的方法研究二甲基亚矾的防冻机理，并应用混合模型进行分析，发现DMSO与水的体积比为一比一时，防冻既有效又经济间，近期，我们结合量子化学理论计算和拉受光谱分析不同浓度下氢键数目和作用行为，进一步研究了DMSO水溶液通过分子间氢键作用的防
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实验部分
二甲基亚碳为分析纯，水为二次去离子水。在实验中将二甲基亚氨与水1"：1混溶，再用磁力揽拌机将其充分混溶形成均匀的水溶液。
RamaninVia型显微共聚焦拉曼光谱仪（英国Renishaw 公司），选用20倍镜头，采用Ar+离子激光器作为激发光源，激发波长为514.5nm，功率为5.2mW，仪器分解率1.4 cm"，积分时间为20s，采用背向接收的方式采集样品的拉曼信号。
温度控制系统应用英国linkamTHMSG600冷热台，27 ～一60C的冷冻速率是5℃·min=1将配置的DMSO水溶液取几小滴放于样品池内，将冷热台反复在27～一60℃温度范围升降温三次，确保样品池样品内部实际温度与显示温度一致。
收稿日期：2012-12-04，修订日期：2013-03-10
基金项目：国家自然科学基金项目(51264029，11104106），内蒙古自治区白云鄂博矿金属资源综合利用重点实验室自主课题项目（BD-13-
004)，内蒙古科技大学创新基金项目(2012NCL001，2012NCL005)资助
作者简介：欧阳顺利，1983年生，内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室讲师
e-mail, ouyangshunli@imust, cn
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+通讯联系人e-mail：fanlimei1971@126.com