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【干货】拉曼光谱常见问题集锦!

2018-08-18 14:28编辑:qdkasite.com人气:


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。

在很长的一段时间,由于拉曼与生俱来的缺点(信号弱)而限制了它的应用,但是随着仪器技术的发展,仪器的灵敏度和分辨率不断提高,体积减小了,操作也简单了,应用领域也由原来的材料领域,拓展到了化学、催化、刑侦、地质领域、艺术、生命科学等各个领域,甚至有一些QC领域也已经开始使用拉曼光谱仪了。由于很多用户拉曼光谱相关基础较弱,在使用过程中总会遇到一些问题,如Ramanshift和wavenumber是一回事吗?拉曼谱里面得到的荧光背景和荧光光谱仪里面的荧光图区别在哪里?激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?

为此,小编今天给大家分享一下拉曼光谱仪使用过程中的一些常见问题和解决方案,其中也包括了一些基础的概念性问题帮助您更好的理解其中的原理,即使您是“门外汉”,看完这些对拉曼光谱也会有一个比较清楚的了解。

详细内容如下:

一、请问激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?

1.象形的解释一下,红外光谱是“凹”,拉曼光谱是“凸”。两者两者互为补充。

2.(1)从本质上面来说,两者都是振动光谱,而且测量的都是基态的激发或者吸收,能量范围都是一样的。

(2).拉曼是一个差分光谱。形象的来说,可乐的价钱是1毛钱,你扔进去1毛钱,你就能得到可乐,这是红外。可是如果你扔进去1块钱,会出来一瓶可乐和9毛找的钱,你仍旧可以知道可乐的价钱,这就是拉曼。

(3).光谱的选择性法则是不一样的,IR是要求分子的偶极矩发生变化才能测到,而拉曼是分子的极化性(polarizibility)发生变化才能测到。

(4).IR很容易测量,而且信号很好,而拉曼的信号很弱。

(5).使用的波长范围不一样,IR使用的是红外光,尤其是中红外,好多光学材料不能穿透,限制了使用,而拉曼可选择的波长很多,从可见光到NIR,都可以使用。当然了还有很多不同的地方,比如制样方面的,IR有时候相对比较的复杂,耗时间,而且可能会损坏样品,但是拉曼并不存在这些问题。

(6).拉曼和红外大多数时候都是互相补充的,就是说,红外强,拉曼弱,反之也是如此!但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。

3.本质上是这样的,红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱,偶老板告诉我的,虽然他不是做这个方面的.

红外是当被测分子被一定能量的光照射是,分子振动能级发生跃迁,同时由于分子的振动能量高于转动能级,那样,振动的同时,肯定含有转动,所以,红外是分子的振转吸收,也就是它将能量吸收.

拉曼是当一束光子撞击到被测分子上时,从量子力学上讲,光子与分子发生非弹性碰撞,光子的能量经过碰撞之后增加或者减少,这样就是拉曼散射.也就是说光子的能量没有完全吸收.当然也有完全弹性碰撞,那种情况不是拉曼散射,是瑞利散射.从能级的角度来讲拉曼散射,是分子先吸收了光子的能量,从基态跃迁到虚态,到了虚态之后,由于处于高能级,它从虚态返回到第一振动能级,释放能量,这样放出的光子的能量小于入射光子的能量,这样就是拉曼散射的一种,也就是处于斯托克斯散射.当从第一振动能级跃迁到虚态,然后从虚态返回到基态,这样放出的能量就大于入射光的能量,这就是反斯托克斯区,也是拉曼散射的一种.能量不变的就是锐利散射.

4.有些振动红外和拉曼都能检测到,有些振动只有其中一个能检测。比如氧气、氮气只能用拉曼检测。

红外不能检测低于400波数的。红外更适合用于有机物,拉曼更适合无机物。红外受水的干扰比较大。

二、有谁知道什么是蓝移什么是红移?

通长来说,蓝移就是波长向短波长方向移动,波数增加;红移就是波长向长波长方向移动,波数减少。

三、有几种激光光源?

1.氩离子、半导体、氦氖

2.可见光激光器应用最多的是氩离子激光器,可产生10种波长的激光,其中最强的是488纳米(蓝光)和514纳米(绿光)激光器,现在最为常用,性能十分稳定的是514纳米激光器;另外,532纳米固体二极管泵浦激光器、632.8纳米(红光)、780纳米等可见光激光器;以及785纳米二极管、830纳米近红外激光器;掺钕的钇铝石榴石(YAG)激光器被用作傅里叶变换拉曼光谱的光源,其激光波长为1064纳米(红外);染料激光器是目前较成熟、应用较为普遍的可调谐激光器,是共振拉曼研究时的理想光源。一般来说,拉曼光谱与激光的波长是无关的,选择不同波长的激光主要取决于研究的对象,如果研究生物蛋白质、细胞等,则需要波长较长的近红外光,避免了荧光对拉曼光谱的干扰。但对于一些深色、黑色粉末样品,由于近红外的热效应,而使热背景干扰拉曼光谱,这时选择可见光区的激光比较合理。对于研究化学发光和荧光光谱,则选择紫外激光器。所以在研究颜料时,选配514纳米和785(或830纳米)纳米两种波长的激光器就够用了,对于红、黄、白色颜料采用785纳米的激光器进行分析,对于蓝、绿色颜料则采用514纳米的激光器进行分析。

(来源:中国仪器网)

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