水是地球上生命的起源,没有水就没有生命。人们对水的探索从未停止,但对水知之甚少,液态水的结构是当今世界最具挑战的科研难题之一,对氢键结构的探索是理解水结构的关键。目前,针对水中的氢键结构人们已开展了大量的实验和理论研究,其中,如何将实验结果和理论解释相统一一直以来是个科学难题。拉曼光谱法是研究水结构的一个有效手段。本文首先在293～573K件下以每20 K为一个梯度对水进行拉曼光谱测量,通过同位素取代,在五峰拟合的基础上,结合拉曼光谱的峰位、带宽、对称性以及峰的相对强度的变化分析水分子间的相互作用,进而探讨液态水的氢键结构。确定水的基本结构细节后,系统的对比水溶液在不同温度、氯离子浓度以及阴离子种类下的拉曼光谱变化,采用分峰拟合方法,得到各氢键结构比重随温度的变化规律,建立水结构和各方面条件之间的关联解释机制。研究结果表明:（1）同位素取代使水中氢键形态由四面体向非四面体转换。在293～573 K范围内水的OD、OH伸缩带特征随温度升高表现出主峰蓝移、左肩峰降低右肩峰升高和峰宽变小等趋势。根据高斯拟合分析并归属所得的水中五种主要的氢键结构比重随温度的变化,总体上,四面体比重大幅度降低,而非四面体尤其是单氢键水比重显著增加,由于温度升高加速分子的热运动,导致氢键断裂,水分子间耦合度降低。（2）氯离子（Cl-）对氢键的影响在不同温度下有所不同。T＜～473K增大Cl-浓度,OD、OH伸缩带带宽减小且主峰发生蓝移,低频肩峰对主峰的相对强度减小,而主峰对高频肩峰的相对强度增大,表明Cl-破坏氢键结构;T≥～473K,随温度升高,OD、OH伸缩带主峰红移,带宽轻微增大,揭示Cl-反而轻微促进水分子间的四面体度,即阻碍温度对氢键的破坏。此外,增大Cl-浓度能促进这些效应。（3）不同离子对水结构影响不同。SO42-水的OD、OH伸缩带的影响在低温条件下和Cl-的情况相似,但造成的频移明显小于Cl-,结合高斯拟合分析数据,表明SO42-对氢键的破坏能力与Cl-相比较弱。T≥～473K,随温度升高,SO42-溶液OD、OH伸缩带的主峰相对Cl-红移明显,且带宽增大,表明高温下SO42-在溶液中与水分子的结合能力大于Cl-,这一差别取决于离子电负性以及电荷密度。同样的光谱对比和分析显示,PO43-在293～573 K条件下始终促进氢键的形成,但这种促进作用在常温条件下较小,而随着温度升高逐渐增强,但当≥～473 K时又逐渐减弱,甚至明显低于SO42-,这可能由于高温条件下PO43-与Na+的结合能力较强,溶液中易生成大量离子对。因此,本文的研究揭示,水中存在多种氢键构型,温度、同位素取代和离子加入等条件改变能影响水中各氢键构型的分布。本文基于多方面条件下系统的拉曼光谱实验数据,在微观层面上探讨水中的氢键结构和相互作用,建立了在广泛条件下解释水溶液拉曼光谱特征的方法,为水（溶液）相关的研究提供了理论依据。另外,浮选过程中需加入捕收剂提高浮选效率,捕收剂的实质是和矿物发生化学吸附和氢键吸附,因此不同盐溶液下水结构的研究对浮选指标具有重要意义。