[发明专利]一种基于红外光谱与DFT计算的氨基酸吸附机制研究方法

摘要

本发明提出了一种针铁矿/水界面氨基酸微观结构与吸附作用机制研究的新方法。该方法结合使用原位红外光谱ATR流动池技术与DFT理论计算手段，可以阐明氨基酸分子结构、pH值、离子强度等因素对其微观界面过程的影响，揭示其分子层面的吸附动力学过程。红外光谱ATR流动池技术可以原位监测氨基酸的吸附过程，并对界面信息进行在线富集。DFT理论计算则可以模拟吸附前后氨基酸形态的红外频率值，进行峰指认，进而判定微观界面结构。本发明方法可为确定针铁矿/水界面氨基酸的微观界面结构与吸附作用机制提供直接的实验证据和理论依据。

主权项

一种基于红外光谱与DFT计算的氨基酸吸附作用机制研究方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制标准氨基酸水溶液及第一背景电解质溶液，使用红外光谱仪采集标准氨基酸水溶液的红外谱图，所述第一背景电解质溶液的pH值与所述标准氨基酸水溶液的pH值相同；(2)制备ATR晶体针铁矿薄膜，配制标准氨基酸反应溶液及第二背景电解质溶液，采集针铁矿/水溶液界面处的背景谱图，所述第二背景电解质溶液的pH值与所述标准氨基酸水溶液的pH值相同；(3)将步骤(2)中的所述第二背景电解质溶液更换为同等pH值的标准氨基酸反应溶液，扣除针铁矿/水溶液界面处的背景谱图，采集针铁矿/水溶液界面处的氨基酸红外谱图；(4)比对所述标准氨基酸水溶液红外谱图与针铁矿/水界面处的氨基酸红外谱图：当所述标准氨基酸水溶液红外谱图与针铁矿/水溶液界面处的氨基酸红外谱图中的羧基相关频率无显著差异时，每个所述羧基相关频率偏移范围均小于或者等于10cm‑1，则判断针铁矿与氨基酸的吸附间作用机制为外层吸附；当所述标准氨基酸水溶液红外谱图与针铁矿/水溶液界面处的氨基酸红外谱图中的羧基相关频率存在显著差异时，任意一个所述羧基相关频率偏移范围大于10cm‑1或出现羧基相关频率消失，则判断针铁矿与氨基酸间作用机制为内层吸附。