總是知道拉曼光譜儀,那拉曼光譜是怎么來的呢,又是如何區(qū)分和作用的呢?來了解一下吧。
一、定義
光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分,成為瑞利散射;非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分, 稱為拉曼散射(斯托克斯及反斯托克斯拉曼散射)。拉曼散射大約只占散射光的千萬分之一,這些散射散布到四面八方,而且它們的波長和偏振態(tài)都會(huì)發(fā)生改變。
拉曼效應(yīng)是光子與光學(xué)支聲子相互作用的結(jié)果,源于分子振動(dòng)(和點(diǎn)陣振動(dòng))與轉(zhuǎn)動(dòng),因此從拉曼光譜中可以得到分子振動(dòng)能級(jí)(點(diǎn)陣振動(dòng)能級(jí))與轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)結(jié)構(gòu)的信息。
二、常見拉曼技術(shù)
1、共振拉曼(RRS)
如果激光的波長和分子的電子吸收相吻合,這一分子的某個(gè)或幾個(gè)特征拉曼譜帶強(qiáng)度將增至100-10,000 倍以上,并觀察到正常拉曼效應(yīng)中難以出現(xiàn)的、其強(qiáng)度可與基頻相比擬的泛音及組合振動(dòng)光譜。這種共振增強(qiáng)或共振拉曼效應(yīng)非常有用,不僅能顯著降低檢測限,而且可引入電子選擇性。由于共振拉曼能提供結(jié)構(gòu)及電子等信息,因此,共振拉曼也被用于物質(zhì)鑒定。
2、紫外共振拉曼(UVRRS)
熒光干擾問題和靈敏度較低嚴(yán)重阻礙了常規(guī)拉曼光譜的廣泛應(yīng)用。但近年來發(fā)展起來的紫外拉曼光譜技術(shù)有效地解決了上述問題。紫外拉曼光譜技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展大大地?cái)U(kuò)展了拉曼光譜的應(yīng)用范圍。右圖是紫外拉曼光譜避開熒光干擾的原理圖。熒光往往出現(xiàn)在300 nm-700 nm 區(qū)域,或者更長波長區(qū)域。而在紫外區(qū)的某個(gè)波長以下,熒光極少出現(xiàn)。因此,對(duì)于許多在可見拉曼光譜中存在強(qiáng)熒光干擾的物質(zhì),例如氧化物、積碳等, 通過利用紫外拉曼光譜技術(shù)就可以成功的避開熒光從而得到信噪比較高的拉曼譜圖。從下圖磷酸鋁分子篩ALPO-5 示例可以看出,紫外共振拉曼光譜技術(shù)由于能避開熒光,可以成功用于微孔和介孔分子篩材料的表征。
3、表面增強(qiáng)拉曼(SERS)
自1974 年Fleischmann 等人發(fā)現(xiàn)吸附在粗糙化的Ag 電極表現(xiàn)的吡啶分子具有巨大的拉曼散射現(xiàn)象,加之活性載體表面選擇吸附分子對(duì)熒光發(fā)射的抑制,激光拉曼光譜分析的信噪比大大提高,這種表面增強(qiáng)效應(yīng)被稱為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)。
拉曼散射由化合物(或離子)的散射吸附,或在結(jié)構(gòu)化金屬表面,可達(dá)到溶液中散射的103 倍到106 倍。這種表面增強(qiáng)拉曼散射在銀表面表現(xiàn)得強(qiáng),在金或銅表面也比較強(qiáng)。其他金屬則沒有這么強(qiáng)的增強(qiáng)效應(yīng)。
4、顯微共聚焦拉曼(Confocal)
共焦:從一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)射的探測光通過透鏡聚焦到被觀測物體上,如果物體恰在焦點(diǎn)上,那么反射光通過原透鏡應(yīng)當(dāng)匯聚回到光源, 這就是所謂的共聚焦,簡稱共焦。共焦指的是空間濾波的能力和控制被分析樣品的體積的能力,通常是利用顯微鏡系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。只有顯微鏡系統(tǒng)的無限遠(yuǎn)光路才可以實(shí)現(xiàn)良好的共焦性能。
顯微拉曼光譜技術(shù)是將拉曼光譜分析技術(shù)與顯微分析技術(shù)結(jié)合起來的一種應(yīng)用技術(shù)。與其他傳統(tǒng)技術(shù)相比,更易于直接獲得大量有價(jià)值信息,共聚焦顯微拉曼光譜不僅具有常規(guī)拉曼光譜的特點(diǎn),還有自己的*優(yōu)勢,樣品區(qū)接近衍射極限(約1 微米);成像和光譜可以被組合以產(chǎn)生“拉曼立方體”三維數(shù)據(jù),在二維圖像的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)拉曼頻譜信息。
其實(shí),拉曼光譜的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,下次再帶你們了解哦。
一、定義
光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分,成為瑞利散射;非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分, 稱為拉曼散射(斯托克斯及反斯托克斯拉曼散射)。拉曼散射大約只占散射光的千萬分之一,這些散射散布到四面八方,而且它們的波長和偏振態(tài)都會(huì)發(fā)生改變。
拉曼效應(yīng)是光子與光學(xué)支聲子相互作用的結(jié)果,源于分子振動(dòng)(和點(diǎn)陣振動(dòng))與轉(zhuǎn)動(dòng),因此從拉曼光譜中可以得到分子振動(dòng)能級(jí)(點(diǎn)陣振動(dòng)能級(jí))與轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)結(jié)構(gòu)的信息。
二、常見拉曼技術(shù)
1、共振拉曼(RRS)
如果激光的波長和分子的電子吸收相吻合,這一分子的某個(gè)或幾個(gè)特征拉曼譜帶強(qiáng)度將增至100-10,000 倍以上,并觀察到正常拉曼效應(yīng)中難以出現(xiàn)的、其強(qiáng)度可與基頻相比擬的泛音及組合振動(dòng)光譜。這種共振增強(qiáng)或共振拉曼效應(yīng)非常有用,不僅能顯著降低檢測限,而且可引入電子選擇性。由于共振拉曼能提供結(jié)構(gòu)及電子等信息,因此,共振拉曼也被用于物質(zhì)鑒定。
2、紫外共振拉曼(UVRRS)
熒光干擾問題和靈敏度較低嚴(yán)重阻礙了常規(guī)拉曼光譜的廣泛應(yīng)用。但近年來發(fā)展起來的紫外拉曼光譜技術(shù)有效地解決了上述問題。紫外拉曼光譜技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展大大地?cái)U(kuò)展了拉曼光譜的應(yīng)用范圍。右圖是紫外拉曼光譜避開熒光干擾的原理圖。熒光往往出現(xiàn)在300 nm-700 nm 區(qū)域,或者更長波長區(qū)域。而在紫外區(qū)的某個(gè)波長以下,熒光極少出現(xiàn)。因此,對(duì)于許多在可見拉曼光譜中存在強(qiáng)熒光干擾的物質(zhì),例如氧化物、積碳等, 通過利用紫外拉曼光譜技術(shù)就可以成功的避開熒光從而得到信噪比較高的拉曼譜圖。從下圖磷酸鋁分子篩ALPO-5 示例可以看出,紫外共振拉曼光譜技術(shù)由于能避開熒光,可以成功用于微孔和介孔分子篩材料的表征。
3、表面增強(qiáng)拉曼(SERS)
自1974 年Fleischmann 等人發(fā)現(xiàn)吸附在粗糙化的Ag 電極表現(xiàn)的吡啶分子具有巨大的拉曼散射現(xiàn)象,加之活性載體表面選擇吸附分子對(duì)熒光發(fā)射的抑制,激光拉曼光譜分析的信噪比大大提高,這種表面增強(qiáng)效應(yīng)被稱為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)。
拉曼散射由化合物(或離子)的散射吸附,或在結(jié)構(gòu)化金屬表面,可達(dá)到溶液中散射的103 倍到106 倍。這種表面增強(qiáng)拉曼散射在銀表面表現(xiàn)得強(qiáng),在金或銅表面也比較強(qiáng)。其他金屬則沒有這么強(qiáng)的增強(qiáng)效應(yīng)。
4、顯微共聚焦拉曼(Confocal)
共焦:從一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)射的探測光通過透鏡聚焦到被觀測物體上,如果物體恰在焦點(diǎn)上,那么反射光通過原透鏡應(yīng)當(dāng)匯聚回到光源, 這就是所謂的共聚焦,簡稱共焦。共焦指的是空間濾波的能力和控制被分析樣品的體積的能力,通常是利用顯微鏡系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。只有顯微鏡系統(tǒng)的無限遠(yuǎn)光路才可以實(shí)現(xiàn)良好的共焦性能。
顯微拉曼光譜技術(shù)是將拉曼光譜分析技術(shù)與顯微分析技術(shù)結(jié)合起來的一種應(yīng)用技術(shù)。與其他傳統(tǒng)技術(shù)相比,更易于直接獲得大量有價(jià)值信息,共聚焦顯微拉曼光譜不僅具有常規(guī)拉曼光譜的特點(diǎn),還有自己的*優(yōu)勢,樣品區(qū)接近衍射極限(約1 微米);成像和光譜可以被組合以產(chǎn)生“拉曼立方體”三維數(shù)據(jù),在二維圖像的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)拉曼頻譜信息。
其實(shí),拉曼光譜的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,下次再帶你們了解哦。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。