高温下石膏的拉曼光谱法研究

《高温下石膏的拉曼光谱法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年第6期分析仪器45高温下石膏的拉曼光谱法研究马艳平刘英明。张月芳。崔启良(1．硅锫钛资源综合开发与利用海南省重点实验室，海口，570228；2．海南大学理工学院，海I：1，5702283．佳木斯大学理学院．佳木斯，154007；4．吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春，130012)摘要利用ALINKAM(TMS94)温度控制系统产生高温，在3l℃～301℃温度范围内，对石膏(CaSO·2H0)晶体进行了原位高温拉曼光谱法研究。结果表明，在151~C附近，对称性伸缩振动范围属于熟石膏的特征拉曼振动模式(1026cm出现)，表明石膏转变成熟石膏(rE叫烧石膏)，继续加

2、温至301℃，熟石膏(CaSO·0．5Hz0)的拉曼光谱没有明显变化，熟石膏晶体结构稳定。关键词石膏拉曼光谱高温原位1前言实验样品是从试剂公司购买的单斜晶结构的白色石膏粉末。利用ALINKAM(TMS94)温度控制石膏(CaSO·2H：0)属于单斜晶系，空间群为系统产生的高温对实验样品进行加温。TMS94温C2／c，晶格常数为a一5．679A，b一15．202z，C一6．度控制系统可以显示温度到0．01℃。由于使用的522A，一118．4。。石膏是一种简单的含水矿物，也样品量非常少，可以保证样品均匀受热。每个温度是一种常见的硫酸盐矿物。它可以存在于许多不同点都在保温2min后

3、进行采谱测量。实验最高温度的环境中，如低温热液的硫化物矿床、海相沉积岩、点为301℃。采用共聚焦Renishaw1000型激光拉洋中脊附近的热液火山口等u一。虽然含水相的石膏曼光谱仪测量拉曼光谱。用氩离子激光器的514．5不是主要的造岩矿物，但有关它的高温高压行为常nm作激发光源，5O倍的显微镜头将10mw的激光被用来作为一些复杂含水矿物的模型，如沸石、页硅功率聚焦在样品上，入射狭缝为5O“m，信号收集方酸盐、闪石。研究石膏在不同温度下的行为，对于研式为背散。拉曼光谱测量范围为150～1000cm～，究更复杂的含水矿物和一些结构中含有与水分子结积分时间为20s。构相当的矿物，

4、具有十分重要的意义。Raman光谱法是表征物质结构及其变化的一3结果和讨论种重要手段，近年来高温Raman光谱技术的发展，根据因子群分析，在石膏的晶体结构中共有72使得用Raman光谱法研究物质在高温下的结构成种简正振动模式，其不可约表示为：1TAg(R)+为可能。高温Raman光谱法测定已引起众多研究l9Bg(R)+17Au(IR)十l9Bu(IR)。其中R和IR人员的强烈兴趣。因为在冶金、玻璃、地质化学、晶分别代表Raman和红外活性。在所有的Raman模体生长等领域，无机物是基本的研究对象，例如：固式中，9个是由[so]基团内部振动所产生的(5个体在高温下的相变、熔体中

5、的键合结构都是重要的Ag和4个Bg对称模式)，6个由水分子内部振动研究课题。卜。为了研究温度效应对含水矿物和一产生(3个Ag和3个Bg对称模式)

6、6]。些结构中含有与水分子结构相当的矿物晶体结构的石膏中[SO4]基团有4个振动模式：分别是对称影响，本文通过对石膏中ESO]基团和水分子内部伸缩振动Ⅵ，对称性弯曲振动v2，反对称伸缩振动v3振动的Raman光谱法测量，获得了石膏向熟石膏转和反对称弯曲振动。在常温下，本实验中共观察到变的温度，探查了石膏、熟石膏拉曼振动频率与温度6个石膏中[s]基团内模振动峰：416cm～，的依赖关系]。491cm一，618cm一，668cm_。，1

7、007cm～，1136cm和2实验部分两个羟基[OH]的振动峰3406cm～，3492cm。其中基金项目：海南省自然科学基金项目(No．80701O)。作者简介：马艳平，女，1975年出生，黑龙江绥化人，讲师，主要从事功能材料物理等方面的研究，E—mail：mmyyp@yahoo．cn46分析仪器2009年第6期[sO4]基团属于对称伸缩振动v(1007cm_1)，有着较1136cm属于反对称伸缩振动。羟基[OH]的两个强的拉曼散射强度。416cm_。、491cm属于对称弯曲振动峰3406cm和3492cm分别属于对称性伸缩振振动v2；618cm、668cm属于反对称弯曲振动

8、v4；动Ⅵ和反对称伸缩振动v3(见表1)。表1观察到的拉曼谱带归属及其与温度的依赖关系图1为石膏(CaSO·2HO)的高温拉曼光谱图。通常，用内模硫酸根的振动变化来探察石膏结构的变化。从图1中和表1中可以看出，在实验温度范围内，ESO]一振动频率对温度效应不敏感，随温度的变化率值dv／dT(cm／~c)很小。v4[so]模618cm和[SO]模1136cm随温度的变化率dv／dT(cm／~c)相对大些，分别是一0．029340(cm／~c)和一0．03185(cm／℃)。号温度在151℃附近时，[so]