盐离子广泛存在于自然界和生命体内,其独特效应无处不在。盐溶液对催化剂、金属材料、生物膜等表面与界面上的分子结构有很强的相互作用。从一百多年前德国科学家Franz Hofmeister发现了溶液中的离子种类及浓度对蛋白质溶解度的影响服从霍夫迈斯特(Hofmeister)序列以来,目前已经有很多与盐离子效应相关的实验和理论研究。近年来,和频振动光谱已经发展成为一种在分子水平上研究界面分子取向、结构与动力学的强有力工具,并被广泛应用于研究各种界面上的分子结构与动力学。本研究组在Ekspla商业化双共振和频光谱系统基础上,发展了IR-IR-Vis双红外激发四波混频谱方法,并已初步将该兼容非线性光谱系统应用于水分子、蛋白质/多肽分子、自组装膜等体系相关物理化学问题的研究。本论文利用和频振动光谱以及双红外激发四波混频谱,结合膜压等温曲线、紫外可见吸收光谱、布鲁斯特角显微镜等测量方法,研究了各种盐溶液作用下的朗格缪尔单层膜组装动力学、蛋白质与磷脂双层膜相互作用等相关问题,从分子水平上了解了盐离子对所研究界面的分子结构和组装动力学影响的驱动力,为理解界面相关弱键相互作用本质提供了重要的参考数据。本篇论文的内容结构如下：第一章介绍了盐离子溶液的重要性和对界面分子结构的影响,总结了界面盐离子效应的研究现状和发展趋势,阐述了本论文的研究思路和方法。第二章介绍了和频振动光谱用于界面分子结构和取向分析的相关理论和方法,以及宏观二阶级化率和微观超极化率的计算方法,并详细介绍了蛋白质与多肽分子的取向分析方法。第三章利用和频光谱技术研究了不同离子等化学环境下的固／液界面上多肽分子(Mastoparan:MP)与生物膜的相互作用。理解了磷酸盐缓冲溶液对MP分子与生物膜相互作用的促进效应,以及Hofmeiter序列中不同盐离子对该相互作用过程的影响,初步确定了盐离子影响下MP分子与生物膜相互作用时的主要驱动力。第四章利用和频振动光谱,并结合膜压等温曲线、和频振动光谱和布鲁斯特角图像等测量方法,研究了气液界面上朗格缪尔单层膜(PARC18单层膜)在不同pH值下的分子结构及其顺反异构化和醌腙-偶氮异构化的分子机理,测量了PARC18分子在界面上的去质子化反应速率。第五章介绍了本实验组在Ekspla商业化双共振和频光谱系统基础上发展的IR-IR-Vis双红外激发四波混频光谱,实现了结合和频振动光谱与四波混频光谱,表征ITO上噻吩聚合物膜和固／液界面上水分子结构的的实验思路。