拉曼光谱在煤炭分析中的应用
拉曼光谱是一种散射光谱,是波谱分析技术的重要组成部分。拉曼光谱分析法是基于拉曼散射效应,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。拉曼光谱在材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域都有应用,随着拉曼技术的不断发展,其应用范围越来越广泛。拉曼光谱对碳材料的结构有序状态非常敏感,可以为结构的有序性程度提供可靠的信息,是表征碳材料常用的、非破坏性的、快速的和高分辨的技术之一,因此,拉曼光谱常被用来表征石墨等碳质材料的结构特征。煤碳具有高碳物料的特征,在结构上和多晶石墨有相似之处。
用拉曼光谱测量物质成分的基本原理
当一束‘单色光’照射到样品上后,分子可以使入射光发生散射。散射有两种类型:
1)大部分光遇到原子后发生‘弹性散射’,光的方向改变了,而频率没有改变,这种散射称为瑞利散射。
2)小部分光发生了‘化学键散射’,散射光的方向改变了,频率也改变了,这种散射称为拉曼散射。‘拉曼散射中存在频率减少的部分’称为斯托克斯散射,也存在‘频率增加的’部分,这散射称为反斯托克斯散射;斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多,拉曼光谱仪通常测定的是斯托克斯散射,也简称为测定拉曼散射。
值得强调的是,拉曼散射可以测量出化学键的‘频率偏移量’和‘能量改变量’这两个特征量,不同化学键有不同的特征量;由此可以计算确定出每个‘化学键的共振频率’和‘共振能量’;分子可能有若干化学键,每个化学键都能被测出,于是不同分子就会有不同的‘拉曼光谱’,就像不同生物有不同的‘基因谱’一样,‘拉曼光谱’是识别物质的重要手段。
拉曼光谱仪故障检查与维护
1.检查仪器及所有附件是否已插上电源。
2.确保激光器(如果连接了电源)已插入并打开。由于有不同类型的激光器,请参考每个激光器的说明以获得进一步的帮助。
3、检查仪器的外罩处于安全的关闭工作状态,联锁装置正在运转。
4.在有两个或多个激光器的系统中,确保联锁系统就位,并且正确地打开激光器。
5.如果以上操作都检查过了,就可以准备光谱测试了。将样品放在显微镜下,启动光谱操作软件。如果您仍然无法获得光谱,请检查以下项目。
6.确保样品被正确地放置在显微镜下,也就是说,样品被聚焦并照射在正确的位置。经常需要改变不同的测试区域,以避免由于样品不纯而导致不良结果的可能性。
7.保证激光正确照射样品,保证显微镜光阑的孔径设置正确,位置正确(不同品牌的拉曼光谱仪根据自身要求加工)。
8、检查所有这些软件窗口的设置问题是否能够正确。
便携式拉曼光谱仪关键部件
一台完整的拉曼光谱仪通常由激光器(光源)、样品外光路、色散系统、信号接收系统和信息处理系统几大部分组成。相对于高等级的实验室系统,便携式拉曼设备的内部部件更简单且模块化程度更高,其关键的零部件包括光源模块、光谱仪模块以及拉曼探头三样。国产拉曼采用的光谱仪相较进口产品存在一定差距,主要体现在光谱分辨率、噪声控制等方面。在激光光源模块领域,国内外拉曼大部分选用的激光器在体积和能量方面基本一致,主要在线宽和输出稳定方面存在差异。但仅针对便携式拉曼设备的应用来说,以上几个关键部件国内外厂商的技术水平相差已经不大,国产产品正在靠近国外同类产品的水平,并且具有更高的性价。在拉曼光谱的主要器件——激光光源领域,近年来国内已经出现了一些供应商,深圳市大族锐波传感科技有限公司便是其中之一。