拉曼光谱的光谱分析
实验做出的谱图(见附图,以波长为单位)
标准的谱图(如下,以波数为单位)
通过的结构分析解释光谱:
分子为四面体结构,一个碳原子在中心,四个氯原子在四面体的四个顶点。当四面体绕其自身的一轴旋转一定角度,或记性反演(r—-r)、或旋转加反演之后,分子的几何构形不变的操作称为对称操作,其旋转轴成为对称轴。CCI4有13个对称轴,有案可查4个对称操作。我们知道,N个原子构成的分子有(3N—6)个内部振动自由度。因此分子可以有9个(3×5—6)自由度,或称为9个独立的简正振动。根据分子的对称性,这9种简正振动可归纳成下列四类:
第一类,只有一种振动方式,4个氯原子沿与C原子的联线方向作伸缩振动,记作v1,表示非简并振动。
第二类,有两种振动方式,相邻两对CI原子在与C原子联线方向上,或在该联线垂直方向上同时作反向运动,记作v2,表示二重简并振动。
第三类,有三种振动方式,4个CI与C原子作反向运动,记作v3,表示三重简并振动。
第四类,有三种振动方式,相邻的一对CI原子作伸张运动,另一对作压缩运动,记作v4,表示另一种三重简并振动。
上面所说的“简并”,是指在同一类振动中,虽然包含不同的振动方式但具有相同的能量,它们在拉曼光谱中对应同一条谱线。因此,分子振动拉曼光谱应有4个基本谱线,根据实验中测得各谱线的相对强度依次为v1>v2>v3>v4。苯的谱线也见附图,分析类似,这里不再赘述。
拉曼光谱图分析:是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。
拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。
电化学原位拉曼光谱法的测量装置主要包括拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部分。拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统构成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组构成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片结合光栅以滤除瑞利散射和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。
原位电化学拉曼池一般具有工作电极、辅助电极和参比电极以及通气装置。为了避免腐蚀性溶液和气体侵蚀仪器, 拉曼池必须配备光学窗口的密封体系。
在实验条件允许的情况下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极与窗口间距为0.1~1mm) , 这对于显微拉曼系统很重要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光路改变, 使表面拉曼信号的收集效率降低。电极表面粗化的最常用方法是电化学氧化- 还原循环(Oxidation-Reduction Cycle,ORC)法, 一般可进行原位或非原位ORC处理。
拉曼光谱仪与红外光谱仪的检测原理大不相同。红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量:用一束波长连续的红外光透过样 品,检测样品对红外光的吸收情况;而拉曼光谱法的检测是用可见激光(也有用紫外激光或近红外激光进行检测)来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,它是 一种间接的检测方法:把红外区的信息变到可见光区,并通过差频(即拉曼位移)的方法来检测。由于可见光区是电子跃迁的能量区,当用可见激光激发样品时,电 子跃迁所产生的光致发光信号会对拉曼信号产生干扰,严重时,拉曼信号会被完全淹没。光致发光信号的特点是谱带较宽,最高强度处的波长(或频率)一定。根据 这个特点,拉曼光谱仪一般都配备多种激光器,当一种激光激发样品时产生很强的光致发光干扰信号时,就改用另一种激光,目的是避开光致发光的干扰。我校新购 的这台激光拉曼光谱仪,配有三种激光:氩离子激光器的514.5nm激光、氦氖激光器的632.8nm激光、和二极管激光器的785nm激光,是这几年国 内所引进的拉曼光谱仪中,激光种类配备较全的一台。
主要技术指标:
测试范围:
1)使用氩离子激光器,50-9400cm-1
2)使用氦氖激光器,100-5800cm-1
3)使用二极管激光器,100-3200cm-1
最小测试面积:1平方微米;
分辨率:1-2cm-1(随选用的光栅不同而不同)。
主要用途:
该仪器可对固态、液态、气态的有机或无机样品进行非破坏性分析,如用于岩石矿物组成、矿物固液气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料等的鉴定。
给你个文章“从拉曼光谱实验谈拉曼光谱的应用” http://www.teach.ustc.edu.cn/jpkc/guojia/dxwlsy/kj/part3/student%20works/sw28.html
分辨率和信号采集大小的关系吧,浓度低的时候测试出来的拉曼信号肯定要弱的,可以加大曝光时间
分辨率和信号采集大小的关系吧,浓度低的时候测试出来的拉曼信号肯定要弱的,可以加大曝光时间
“ 1921年夏,我到欧洲的航行使我有机会第一次看到地中海的美丽的蓝色乳光,这种现象似乎很像是由于阳光被水分子散射引起的。为了检测这种解释,最好是找到光在液体中漫射所遵循的规律。”
—— 摘自印度物理学家拉曼在诺贝尔奖领奖仪式上的演讲
看看,看看,别人看海是看到的光散射;而我看海看到的是海里那条美人鱼 。
拉曼散射的发现
1928年,印度科学家拉曼(C.V.Raman,1888-1970)观察到一个现象:当光穿过透明介质,部分被散射的光发生频率改变,这一现象被称之为拉曼散射[1]。C.V.Raman也因为这一发现获得了1930年诺贝尔物理学奖。
基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现,光从样品中散射是由于光与样品分子发生弹性碰撞(瑞利散射)或非弹性碰撞(拉曼散射)。瑞利散射光具有与入射激光相同的波长,但拉曼散射光以不同的波长从样品返回,该波长对应于样品中分子键的振动频率,因此对散射光谱进行分析可得到的分子振动、转动的信息,并应用于分子结构分析研究,称为拉曼光谱(RamanSpectra)。拉曼光谱是一种散射光谱,是光与物质分子、原子相互作用的一种形式。
从弱到强逆袭的拉曼
虽然拉曼的发现获得诺贝尔奖,在上世纪30、40年代受到广泛重视,也曾是研究分子结构的主要手段,但由于当时拉曼信号太弱,无法满足样品测试的苛刻要求而无法广泛应用。60年代,随着激光光源的发展,特别是大名鼎鼎的表面增强拉曼散射光谱(SERS)技术的出现,拉曼逆袭成为高灵敏度仪器,并得到广泛应用。SERS技术有灵敏度高,水干扰小,检测快速,抗光漂白和谱峰窄的优点[2,3]。
拉曼技术应用
由于透射性好,拉曼可以透过包装,测定任何对激光透明的介质,如玻璃,塑料或溶于水的样品。药厂、化工厂用拉曼来做原料或库管样品的检验,那可是便携拉曼的看家本领。这类应用的共性就是检测的成分简单,含量较高,不用HPLC分离,不用制样,透过包装就快速检测。除了应用于物质组成检测或成分鉴定外,拉曼光谱还可以用于测试物质张力和应力,晶体对称性和取向,晶体质量,物质总量,物质官能团的等信息。
拉曼谱图的构成和特征
拉曼谱图通常由一定数量的拉曼峰构成,每个拉曼峰代表了相应的拉曼散射光的波长位置和强度。每个谱峰对应一种特定的分子键振动,其中既包括单一的化学键,例如C-C,C=C, N-O,C-H等,也包括由数个化学键组成的基团的振动,例如苯环的呼吸振动,多聚物长链的振动以及晶格振动等,每种分子或样品都有其特定的拉曼光谱“指纹”。
基于样品的“指纹图谱”,建立数据库,在遇到未知样品的时候,进行拉曼谱图比对和分析、匹配,从而获得未知样品的组成或成分等信息。
拉曼光谱仪在制药界为何能够普及
便携(手持拉曼)是近年来发展最快的拉曼品种。不怕水、透过包装、贴近样品快速测试的特性最早用于制药业。各大公司都不断收购拉曼技术,目前已经开始昂首进军到单细胞检测等前沿领域[4]。
TruScan RM手持式拉曼分析仪
AhuraScientific公司于2005年推出功能强大的小型手持式拉曼光谱仪TruScan,后被ThermoFisher Scientific收购,于 2011年推出下一代手持式原料鉴定分析仪手持拉曼TruScanTMRM [5],用于快速药品定性和定量检测,原辅料质量控制,原料鉴定和剂型识别、药品的真伪鉴别、API含量定量等等,同时还可以用于过程分析(PAT),如蒸馏在线终点测定、反应监测以及粉末混合操作测试。非专业操作员即可以使用该分析仪,快速准确地物料检测。
TruScanTMRM手持式拉曼分析仪有一个可用的FactoryLibrary,有超过4,300种有机/工业溶剂、有毒化学品、药品、家用化学品等样品。使用FactoryLibrary为未知原料提供了附加信息。
此外,TruScanTMRM手持式拉曼分析仪还可以安装有TruTools,允许使用者自定义创建定性和定量方法,使用者能够在工厂的任何地点进行高级化学计量分析[6]。
TruScanTMRM手持式拉曼分析仪适用性(固体,液体,啫喱液体,糊状物)。
产品特点
参考文献
拉曼位移就是分子振动或转动频率,它与入射线频率无关,而与分子结构有关,这就是拉曼效应的基本内涵,也就是通过对物质(包括岩石矿物等)的拉曼光谱的测定能够鉴定和研究物质分子基团结构的基本原理.每一种物质有自己的特征拉曼光谱,拉曼谱线的数目、位移值的大小和谱带的强度等都与物质分子振动和转动能级有关.
又来分析矿物时要先注意其特征峰的变化,来分析内部结构的变化.例子嘛,具体问题具体分析喽!
2、然后导入到origin中,进行一些横纵坐标的处理,线的粗细,颜色等改变;
3、最后导出gif格式图片即可。
具体的文字分析根据散射峰的出峰位置,去查找文献找出与之对应的化学键,最终判定有没有该物质的存在,还有比如一些测碳峰的,有D,G带的出现。