原位拉曼光谱在线分析.ppt

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1、原位拉曼光谱报告人：指导老师：报告时间：DalianUniversityofTechnologyCollegeoftheEnvironment原位拉曼光谱1234背景介绍机理介绍实验应用展望原位拉曼光谱-背景介绍(1)原位透射红外方法(2)原位发射光谱方法(3)原位漫反射光谱方法(4)原位拉曼光谱方法原位分子光谱表征手段原位红外技术在催化剂原位表征中占主导地位。张思华,王亚明.原位测试技术在催化研究中的应用[J].工业催化,2009,17(2):15-20.(5)双分子探针方法(6)程序升温质谱方法(7)化学捕获和同位素标记方法原位拉曼光谱-背景介绍共性：测定分子结构，同

2、属振动光谱各自特点中红外光谱拉曼光谱生物、有机材料为主无机、有机、生物材料对极性键敏感对非极性键敏感需简单制样无需制样光谱范围：400~4000cm-1光谱范围：50~3500cm-1局限：含水样品局限：有荧光样品红外及拉曼光谱仪对比原位拉曼光谱-背景介绍红外及拉曼光谱仪对比拉曼光谱是对红外光谱检测的补充张思华,王亚明.原位测试技术在催化研究中的应用[J].工业催化,2009,17(2):15-20.一些在红外光谱中的弱谱带，在拉曼光谱中可能为强谱带，如：同分子非极性键S―S，C=C，N=N，C≡C等；由C≡N，C=S，S―H等组成的伸缩振动谱带；环状化合物的对称伸缩振动

3、；X=Y=Z，C=N=C，O=C=O类对称伸缩振动；C-C伸缩振动；某些醇类和烷烃。原位拉曼光谱-背景介绍1928年印度科学家C.V.Raman首次发现拉曼效应；20世纪60年代随着激光技术的发展使拉曼光谱得以复兴20世纪70年代以后，随着显微拉曼光谱技术的发展，拉曼光谱技术已可以对微米量级的样品进行分析；20世纪80年代以后，纤维光学探针被引入拉曼光谱技术，使得拉曼光谱的远程测量成为可能；20世纪90年代以后，出现的傅里叶变换拉曼光谱仪可以显著降低甚至消除样品的荧光背景，提高光谱信噪比；基于纳米结构的表面增强拉曼光谱（SERS）和针尖增强拉曼光谱（TERS）在超高灵敏度

4、检测方面蓬勃发展。发展历程原位拉曼光谱-机理介绍拉曼活性是由于极化率改变产生的。对于双原子，其分子振动期间电荷分布ρ变化引起电子极化率α(ρ)的变化。α(Q)作为简正坐标Q的函数及随Q在平衡位置Q0处做微小振动示意。原位拉曼光谱-机理介绍laserscatter≠laser瑞利散射scatter=laser拉曼散射光散射的过程：激光入射到样品，产生散射光。弹性散射（频率不发生改变-瑞利散射）非弹性散射（频率发生改变-拉曼散射）原位拉曼光谱-机理介绍拉曼散射光由于受到了物质结构的调制，因此携带了物质的信息。在光的非弹性散射过程中，光子被分子散射而失去部分能量导致其

5、频率发生变化，散射光与入射光的频率之差并不随入射光频率而变化，仅与样品分子的振动、转动能级有关。统称为拉曼位移姜承志.拉曼光谱数据处理与定性分析技术研究[D].长春:中国科学院大学,2014.原位拉曼光谱-机理介绍根据玻耳兹曼（Boltzman）分布定律，由于热平衡，处于低能级的分子数总是大于次高能级的分子数，因此斯托克斯拉曼散射光的强度总是大于反斯托克斯拉曼散射光的强度。通常使用的拉曼散射都是指斯托克斯拉曼散射原位拉曼光谱-机理介绍定性分析物质的拉曼位移与入射光的频率无关，仅取决于分子固有的振动和转动的能级结构。因此，每一种具有拉曼活性的物质具有其特定的拉曼位移，具有拉

6、曼活性物质的拉曼特征峰中，只具有单一拉曼活性振动形式的物质体现在拉曼谱图上只有单一的峰，具有多种拉曼活性的振动形式体现在拉曼谱图上有多个峰。测定的未知物质的拉曼光谱，只需找出该物质的特征拉曼光谱，就可以识别物质的种类。姜承志.拉曼光谱数据处理与定性分析技术研究[D].长春:中国科学院大学,2014.原位拉曼光谱-机理介绍ni=no-n(cm-1)50010001500200025003000350020000150001000050000Intensity(A.U.)OHstretchingCH3StretchingModesSkeletalBendingCCOmodes

7、OHBendingCH2BendingModes乙醇-甲醇拉曼光谱HO-CH2-CH3—HO-CH2原位拉曼光谱-机理介绍定量分析拉曼散射的强度与分子的浓度、入射光强度等因素有关，并考虑到量子力学修正，拉曼散射强度可用下式表达：应用拉曼光谱作定量分析的基础是测得的分析物拉曼峰强度与分析物浓度间有线性比例关系。分析拉曼峰面积（累积强度）与分析物浓度间的关系曲线是直线，这种曲线称为标定曲线。通常对标定曲线应用最小二乘方拟合以建立一方程式，从拉曼峰面积计算得到分析物浓度。姜承志.拉曼光谱数据处理与定性分析技术研究[D].长春:中国科