БП_Отзыв оппонента Борисова (1104008)
Текст из файла
ОТЗЫВофициального оппонента на диссертацию Королёвой Александры Валерьевны «Новыйметод исследования инфракрасных спектров фазовых состояний водных систем приразличных температурах», представленную на соискание учёной степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.01 – Приборы и методы экспериментальнойфизикиАктуальностьтемыдиссертационнойработы.МетодинфракраснойФурьеспектроскопии широко используется в исследованиях фазовых состояний воды и водныхрастворов. Высокая чувствительность свойств водных сред к изменениям температуры наединицы градусов приводит к необходимости исследовать изменения ИК-спектров прималых воздействиях температуры и других физико-химических факторов, создаватьэкспериментальные установки, позволяющие изучать температурные зависимости свойствводных сред с высокой точностью термостатирования образца и измерения еготемпературы.
Кроме того, методы обработки спектральных данных на сегодняшний день непозволяют провести различение ИК-спектров водных сред при малых измененияхвлияющих на них физико-химических факторов. В то же время такие незначительныевоздействия приводят к изменениям в структуре и свойствах изучаемых водных образцов.Таким образом, диссертация А.В. Королёвой «Новый метод исследования инфракрасныхспектров фазовых состояний водных систем при различных температурах» посвященаактуальной тематике – разработке метода различения и исследования визуально близкихИК-Фурье спектров воды и ее растворов, а также модернизации установки на основе ИКФурье спектрометра для возможности получения спектров в области положительных иотрицательных температур с точностью измерения температуры ±0,5ºС.Научная новизна. В диссертационной работе создан новый метод, позволяющий различатьи анализировать визуально идентичные ИК-спектры водных образцов, введена новаяхарактеристика сравнения ИК-спектров «Степень различия», показана возможность ипроведена модернизация установки на основе ИК-Фурье спектрометра типа MIDAC M4000для возможности получения ИК-спектров при температурах от 80 до -12ºС с точностью±0,5ºС.Научная и практическая значимость.
Полученные результаты исследования ИК-спектровдистиллированной воды в области отрицательных температур позволяют судить обусилении водородных связей при понижении температуры воды. Результаты исследованияИК-спектров водных растворов хлоридов щелочных металлов указывают на усилениеводородных связей при понижении температуры и уменьшении концентрации данных1растворов, а также на структурную перестройку при изменении фазового состоянияраствора.Практическая значимость работы заключается в том, что разработанный метод можетбыть использован как в фундаментальных исследованиях в научно-исследовательскихлабораториях, так и в прикладных целях на производстве при определении качества воды.Разработанный в диссертации подход по модернизации установки на основе ИК-Фурьеспектрометра MIDAC M4000 может быть использован для других близких по своимконструкционным особенностям спектрометрам.Апробация результатов.
Результаты диссертации прошли апробацию на международныхконференциях, опубликованы в 7 печатных работах, из них 4 статьи в рецензируемыхжурналах из списка ВАК РФ.Анализ содержания диссертации. Диссертация содержит четыре главы. В первой главеприведен обзор литературных данных по существующим структурным моделям воды ианализ данных по влиянию на физические свойства и структуру воды температуры и другихвоздействий физического и химического характера, по структуре растворов солей, влияниюна нее переохлаждения, а также по результатам применения методов колебательнойспектроскопии к изучению структурных свойств воды и ее растворов солей. В этой главепоказана необходимость проведения исследований изменений свойств водных сред послемалых воздействий физических и химических факторов.Во второй главе анализируются существующие экспериментальные методы,позволяющие исследовать воду и водные растворы на структурном уровне, среди нихнейтронография, спектроскопия ЯМР, рамановская и ИК-спектроскопия.
Во второй главеописаны также существующие на сегодняшний день методы обработки ИК-спектров,которые, однако, не позволяют различить близкие спектры, обоснована необходимостьсоздания метода, позволяющего различить такие ИК-спектры. Первая и вторая главыопределили цели и задачи диссертационной работы.В третьей главе приводится описание используемой в диссертационной работеэкспериментальной установки на основе ИК-Фурье спектрометра MIDAC M4000, а такжеподходы к ее усовершенствованию. Созданная автором система термостатирования образцапозволила расширить исследуемый диапазон в область отрицательных температур (до -12ºС)и улучшить точность термостатирования и измерения температуры образца (±0,5ºС).Термостатирование ячейки (в которой размещен исследуемый образец) осуществляется спомощью разработанного автором латунного блока. Температура блока изменяется за счетхладагента термостата.
В третьей главе также излагается суть разработанного в диссертацииметода для различения близких по интенсивности ИК-спектров. Он основан на расчете2начальных моментов по значениям интенсивностей ИК-спектров. Метод позволяетобрабатывать два статистических набора ИК-спектров (каждый из наборов соответствуетИК-спектрам определенного образца, полученных в одинаковых условиях). С помощьюсравнения полученных усредненных по всему набору моментов проводится различение ИКспектров двух образцов. На основе разработанного метода в диссертационной работевводится величина, численно характеризующая различие спектров в изучаемом частотномдиапазоне – «Степень различия». Метод реализован в виде программы на языке Visual Basic.Созданная программа позволяет также определять производные спектров и осуществляетряд других функций.В четвертой главе проведено исследование ИК-спектров (в средней ИК-области)переохлажденной воды, полученных на усовершенствованной установке с шагом 2-3ºС (при0, -3, -5ºС).
Разработанный метод позволил различить и проанализировать эти ИК-спектры, атакже сделать выводы относительно изменений в структуре воды в данном диапазонетемператур. Исследования проведены для трех полос поглощения: деформационной,составной и валентной. С помощью созданного метода проведено различение ИК-спектровдистиллированной воды и воды, содержащей малые концентрации химических соединений(дистиллированной и водопроводной воды, дистиллированной и легкой воды).ЧетвертаяглаватакжепосвященаизучениюИК-спектров,полученныхнамодернизированной в диссертационной работе установке, растворов хлоридов щелочныхметаллов.
Проведено исследование температурной зависимости спектров 3 М растворов вдиапазоне от 29 до -12ºС и концентрационной зависимости спектров растворов притемпературе -3,5ºС в диапазоне от 4 до 0,2 М. Обнаружено, что при понижении температурысмещения частот полос происходят в тех же направлениях, как при уменьшенииконцентрации растворов.
Кроме того, в главе 4 проведено изучение ИК-спектров растворовнекоторых хлоридов щелочных металлов (хлорида натрия и хлорида рубидия) концентрации0,1 М при понижении температуры до их полной кристаллизации. При полном замерзанииданных растворов наблюдалось смещение полос поглощения и изменение их формы.
Этиизменения объясняются автором с точки зрения структурных особенностей твердогофазового состояния раствора.К основным результатам диссертационной работы можно отнести следующие. ДляИК-Фурье спектрометра «MIDAC M4000» реализовано внешнее термостатированиежидких образцов при температурах от -12 до 80ºС с точностью ±0,5°С в процессеполучения ИК-спектров с помощью методики нарушенного полного внутреннегоотражения.Разработанметодразличенияианализавизуальнонеразличимыхинфракрасных спектров водных образцов на основе расчета значений их начальныхмоментов.
В рамках созданного метода предложена новая расчетная характеристика3cравнения спектров – «Степень различия». С помощью разработанного метода удалосьвпервые выявить наиболее чувствительные по интенсивности к температурам -5; -3; 0;25°С дистиллированной воды частотные диапазоны спектров (для деформационной,составной и валентной полос поглощения), постоянство частоты максимума полосыпоглощения деформационного колебания для раствора KCl и раствора RbCl(концентрации 3 М) при понижении температуры от 29 до -12ºС (1639 см-1) и дляраствора LiCl (при температуре -3,5°С) при понижении концентрации от 4 до 0,2 М(1643 см-1).Достоверностьполученныхрезультатов.Достоверностьполученныхрезультатовобоснована использованием современных экспериментальных приборов и методик,воспроизводимостьюэкспериментальныхрезультатов,обработкойспомощьюразработанного метода статистических наборов данных (по 20 ИК-спектров), калибровкойпараметров метода на двух одинаковых образцах.Замечания по диссертации1.
В первой главе дается, как представляется, избыточная информация по свойствамдейтерированной воды, т.к. в работе она как таковая не изучается.2. Из текста диссертационной работы следует, что при обработке с помощью созданнойпрограммы ИК-спектров двух образцов выбор оптимальных количеств групп производитсяисследователем по количеству различных моментов. Следовало бы усовершенствоватьпрограмму таким образом, чтобы отбор таких количеств групп она осуществляла самаавтоматически.3. Введенная в диссертации величина «Степень различия» тоже считается исследователемпо количеству различных моментов для изучаемого диапазона частот.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
