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设仍回到初始的电子态

【更新时间】2019-11-26

  自1974年Fleischmann等人发觉吸附正在粗拙化的Ag电极表示的吡啶具有庞大的拉曼散射现象,加之活性载体概况选择吸附对荧光发射的,使

  设散射物本来处于基电子态,振动能级如图所示。当遭到入射光映照时,激发光取此的感化惹起的极化能够看做为虚的接收,表述为电子跃迁到虚态(Virtual state),虚能级上的电子当即跃迁到下能级而发光,即为散射光。设仍回到初始的电子态,则有如图所示的三种环境。因此散射光中既有取入射光频次不异的谱线,也有取入射光频次分歧的谱线,前者称为瑞利线,后者称为拉曼线。正在拉曼线中,又把频次小于入射光频次的谱线称为斯托克斯线,而把频次大于入射光频次的谱线称为反斯托克斯线。

  (3) 样品架:样品架的设想要使照明最无效和杂散光起码,特别要避免入射激光进入光谱仪的入射狭缝。为此,对于通明样品,最佳的样品安插方案是使样品被照明部门呈光谱仪入射狭缝外形的长圆柱体,并使收集光标的目的垂曲于入射光的标的目的。几种典型样品架的空间设置装备摆设拜见左图。

  光映照到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是取激发光波长不异的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应。

  都呈现了因为尝试中模仿农药喷洒的体例比现实喷洒时的农药量少得多,虽然如斯,农药的残留仍然清晰地显示出来,这表白这一方式是活络而合用的。定量地阐发农药残留能够从农药特征谱线和生果特征谱线的相对强度比获得。

  一方面是激光手艺的成长,我比来加入了正在英国伦敦召开的第21届国际拉曼光谱大会,感遭到现正在基于超快激光的非线性拉曼光谱手艺曾经越来越成熟了。这种高精尖和需要高贵设备的手艺,本来仅有很少几个单元能够搞。出格是激光部门都是靠本人搭建,每天还得调,很不不变,现正在这个情况曾经不存正在了,并且仪器的价钱相对也比力低。现正在国际上推出的处置非线性光谱研究的超快(飞秒或皮秒)激光器,手艺上曾经达到比力成熟境界,能够成套采办,也较不变。非线性拉曼光谱手艺曾经正在生命科学范畴研究中阐扬它的奇特和主要感化。例如,美国哈佛大学的谢晓亮传授正在开辟并使用相关反斯托克斯拉曼光谱显微学(CARS Microscopy)研究活细胞内部三维布局方面取得一系列主要。我感觉高质量的超快激光器还鞭策了另一个极具前途的概况光谱手艺,就是合频(SFG)手艺的成长,它做为具有奇特的界面选择性的非线性光谱方式,曾经正在界面和概况科学、材料甚至生命范畴研究中阐扬着越来越主要的感化。

  色散系统使拉曼散射光按波长正在空间分隔,凡是利用单色仪。因为拉曼散射强度很弱,因此要求拉曼光谱仪有很好的杂散光程度。各类光学部件的缺陷,特别是光栅的缺陷,是的次要来历。当仪器的杂散光本事小于10-4时,只能做气体、通明液体和通明晶体的拉曼光谱。

  8年C.V.拉曼尝试发觉,当光穿过通明介质散射的光发生频次变化,这一现象称为拉曼散射,同年稍后正在苏联法国也被察看到。正在通明介质的散射光谱中,频次取υ

  分歧品种的生果概况滴加植保博士后获得的拉曼谱(见左图)。很较着,除了生果本来的拉曼峰外,植保博士的特征峰为993cm

  倍的概况加强拉曼散射(Suce Enhanced Raman Scattering, SERS) 光谱, 当具有共振拉曼效应的吸附正在粗化的电极概况时, 获得的是概况加强共振拉曼散射(SERRS)光谱, 其强度又能加强10

  当用波长比试样粒径小得多的单色光映照气体、液体或通明试样时,大部门的光会按本来的标的目的透射,而一小部门则按分歧的角度散射开来,发生散射光。正在垂曲标的目的察看时,除了取原入射光有不异频次的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的取入射光频次发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。因为拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度间接取试样振动或动弹能级相关。因而,取红外接收光谱雷同,对拉曼光谱的研究,也能够获得相关振动或动弹的消息。目前拉曼光谱阐发手艺已普遍使用于物质的判定,布局的研究谱线特征。

  电化学原位拉曼光谱法, 是操纵物质对入射光所发生的频次发生较大变化的散射现象, 将单色入射光(包罗圆偏振光和线偏振光) 激发受电极电位调制的电极概况, 通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频次、强度和偏振机能的变化)取电极电位或电流强度等的变化关系。一般物质的拉曼光谱很微弱, 为了获得加强的信号, 可采用电极概况粗化的法子, 能够获得强度高10

  激光拉曼光谱法的使用有以下几种:正在无机化学上的使用,正在高聚物上的使用,正在生物方面上的使用,正在概况和薄膜方面的使用。

  所说的“简并”,是指正在统一类振动中,虽然包含分歧的振动体例但具有不异的能量,它们正在拉曼光谱中对应统一条谱线。因而,振动拉曼光谱应有4个根基谱线,按照尝试中测得各谱线。苯的谱线也见附图,阐发雷同,这里不再赘述。

  光映照到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是取激发光波长不异的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应。拉曼效应是光子取光学支声子彼此感化的成果。

  、液体样品的检测阐发中获得了抱负的结果。因为不像相关斯托克斯拉曼过程那样有比力严酷的相位婚配角要求,因此它也很适合用于研究固体介质特征。Barrett 等人从理论上阐发了气体样品中的光声拉曼光谱手艺过程,但取之分歧,固体介质的光声拉曼效应是由相关拉曼增益过程发生的局部热能耦合到样品本身的振动模式的热弹过程,对于介质各向同性布局,三阶非线性拉曼极化率张量形式表示出对称性,因此,环境要复杂得多,使用平行模子和热弹性理论,导出固体介质样品中光声拉曼信号的解析式,对固体中光声拉曼效应的一些特征进行阐发。

  通过对拉曼光谱的阐发能够晓得物质的振动动弹能级环境,从而能够辨别物质,阐发物质的性质.下面举几个例子:

  第一类,只要一种振动体例,4个氯原子沿取C原子的联线标的目的做伸缩振动,记做v1,暗示非简并振动。

  5 共振拉曼效应能够用来有选择性地加强大生物特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地加强1000到10000倍。

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  无机化学:拉曼光谱正在无机化学方面次要是用做布局判定的手段,拉曼位移的大小、强度及拉曼峰外形是碇化学键、官能团的主要根据。操纵偏振特征,拉曼光谱还能够做为顺反式布局判断的根据。

  生物:拉曼光谱是研究生物大的无力手段,因为水的拉曼光谱很弱、谱图又很简单,故拉曼光谱能够正在接近天然形态、活性形态下来研究生物大的布局及其变化。拉曼光谱正在卵白质二级布局的研究、DNA和致癌物间的感化、视紫红质正在光轮回中的布局变化、动脉软化操做中的钙化堆积和红细胞膜的等研究中的使用均有文献报道。

  (2) 集光:常用透镜组或反射凹面镜做散射光的收集镜。凡是是由相对孔径数值正在1摆布的透镜构成。为了更多地收集散射光,对某些尝试样品可正在集光镜对面和照明光标的目的上加反射镜。

  第四类,有三种振动体例,相邻的一对CI原子做活动,另一对做压缩活动,记做v4,暗示另一种三沉简并振动。

  l 天然鸡血石和仿制鸡血石的拉曼光谱有素质的区别,前者次要是地开石和辰砂的拉曼光谱,后者次要是无机物的拉曼光谱,操纵拉曼光谱能够区别二者。

  b. 正在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布正在瑞利散射线两侧, 这是因为正在上述两种环境下别离响应于获得或得到了一个振动量子的能量。

  虽然拉曼散射很弱,马博体育网址。拉曼光谱凡是不敷活络,但操纵共振或概况加强拉曼手艺就能够大大加强拉曼光谱的活络度。概况加强拉曼光谱学(SERS)已成为拉曼光谱研究中活跃的一个范畴。

  查阅材料,对分歧物质的拉曼光谱进行比对,能够晓得,天然鸡血石“地”的次要成分为地开石,天然鸡血石样品“血”既有辰砂又有地开石,现实上是辰砂取地开石的调集体。仿制鸡血石“地”的次要成分是聚苯乙烯-丙烯腈,“血”取一种名为PermanentBordo的红色无机染料的拉曼光谱

  激光拉曼光谱阐发的信噪比大大提高,这种概况加强效应被称为概况加强拉曼散射(SERS)。SERS手艺是一种新的概况测试手艺,能够正在程度上研究材料的布局消息。

  异构、几何异构和空间立现异构等)的研究中拉曼光谱能够阐扬其奇特感化。电活性聚合物如聚吡咯、聚噻吩等的研究常操纵拉曼光谱为东西,正在高聚物的工业出产方面,如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束的不雅测,以及聚乙烯磨损碎片结晶度的丈量等研究中都彩了拉曼光谱。

  第二类,有两种振动体例,相邻两对CI原子正在取C原子联线标的目的上,或正在该联线垂曲标的目的上同时做反向活动,记做v2,暗示二沉简并振动。

  正在处置好的生果概况撕取一小片果皮,正在生果概况别离滴上一滴分歧的农药,农药就会浸湿到果皮上。用吸水纸擦拭果皮上的农药液体,然后把残留有农药的果皮压入铝片的小槽中,使残留农药的果皮概况呈现正在铝片小槽的外面,然后把压出来的汁液用吸水纸擦拭清洁。光谱如

  4 由于激光束的曲径正在它的聚焦部位凡是只要0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就能够获得。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的劣势。并且,拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米以至更小,可阐发更小面积的样品。

  a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而分歧,但对统一样品,统一拉曼谱线的位移取入射光的波长无关,只和样品的振动动弹能级相关;

  (4)正在进行傅立叶变换光谱阐发时,常呈现曲线)任何一物质的引入城市对被测体系统带来某种程度的污染,这等于引入了一些误差的可能性,会对阐发的成果发生必然的影响。

  近两年,实现拉曼取其它多种微区阐发测试仪器的联用,此中有:拉曼取扫描电镜联用(Raman—SEM);拉曼取原子力显微镜/近场光学显微镜联用(Raman—AFM/NSOM);拉曼取红外联用(Raman—iR);拉曼取激光扫描共聚焦显微镜联用(Raman— CLSM),这些联用的着眼点是微区的原位检测。通过联用能够获得更多的消息,并提高靠得住度。

  (5) 偏振:做偏振谱丈量时,必需正在外光中插入偏振元件。插手偏振扭转器能够改变入射光的偏振标的目的;正在光谱仪入射狭缝前插手检偏器,能够改变进入光谱仪的散射光的偏振;正在检偏器后设置偏振器,能够消弭光谱仪的退偏干扰。

  为了提取拉曼散射消息,常用的电子学处置方式曲直流放大、选频和光子计数,然后用记实仪或计较机接口软件画出图谱。

  ),同时从高能态跃迁到低能态(反斯托克斯线 )。能级的跃迁仅涉及动弹能级,发射的是小拉曼光谱;涉及到振动-动弹能级,发射的是大拉曼光谱。取红外光谱分歧,极性和非极性都能发生拉曼光谱。激光器的问世,供给了优良高强度单色光,无力鞭策了拉曼散射的研究及其使用。拉曼光谱的使用范畴广泛化学、物理学生物学和医学等各个范畴,对于纯定性阐发、高度定量阐发和测定布局都有很大价值。

  要的是无毁伤的定性定量阐发,它无需样品预备,样品可间接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤丈量。此外

  处呈现两个归属为晶相和的谱峰,而担载型晶相硫化钼的谱峰比晶相硫化钼的谱峰宽得多。钴帮剂的插手导致硫化钼的谱峰发生位移,强度削弱,这是因为相以及黑色的相的构成形成的。

  拉曼光谱的阐发方式不需要对样品进行前处置,也没有样品的制备过程,避免了一些误差的发生,而且正在阐发过程中操做简洁,测按时间短,活络度高档长处。

  操纵拉曼光谱能够监测物质的制备:担载型硫化钼、硫化钨催化剂是由响应的担载型金属氧化物正在H2和H2S氛围下法式升温制得的,正在工业前次要用做加氢精制催化剂。正在如许的工业

  高温激光拉曼手艺被用于冶金、玻璃、地质化学、晶体发展等范畴,用它来研究固体的高温相变过程,熔体的键合布局等。然而这些测试需正在高温下进行,必需对常规拉曼仪进行手艺。

  。小拉曼光谱取的动弹能级相关, 大拉曼光谱取振动-动弹能级相关。拉曼光谱的理论注释是,入射光子取发生非弹性散射,接收频次为υ

  常见毒品均有相当丰硕的拉曼特征位移峰,且每个峰的信噪比力高,表白用拉曼光谱法对毒品进行成分阐发方式可行,获得的谱图质量较高。因为激光拉曼光谱具有微区阐发功能,即便毒品和其它白色粉末状物质混和正在一路,也能够通过显微阐发手艺对其进行识别,获得毒品和其它白色粉末别离的拉曼光谱图。

  它的功能是供给单色性好、功率大而且最好能多波长工做的入射光。目前拉曼光谱尝试的光源己全数用激光器取代汗青上利用的汞灯。对常规的拉曼光谱尝试,常见的气体激光器根基上能够满脚尝试的需要。正在某些拉曼光谱尝试中要求入射光的强度不变,这就要求激光器输出功率不变。

  c. 一般环境下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是因为Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数弘远于处于振动激发态上的粒子数。

  光声拉曼手艺是通过光声方式来间接探测样品中因相关拉曼过程而存储能量的一种非线性光存储手艺。光声拉曼信号反比于固体介质三阶拉曼极化率的虚部,取非共振拉曼极化率无关,因此完全避免了非共振拉曼散射的影响,而且降服了保守的光受瑞利散射,布里渊散射干扰的错误谬误,具有高活络度(能探测到10 - 6cm- 1的拉曼系数) 、高分辩率和根基上没有光学布景等长处。正在气体

  3 拉曼光谱谱峰清晰锋利,更适合定量研究、数据库搜刮、以及使用差别阐发进行定性研究。正在化学布局阐发中,的拉曼区间的强度能够和功能集团的数量相关。

  目前采用电化学原位拉曼光谱法测定的研究进展次要有: 一是通过概况加强处置把测检系统拓宽到过渡金属和半导体电极。虽然电化学原位拉曼光谱是现场检测较活络的方式, 但仅能有银、铜、金三种电极正在可见光区能给出较强的SERS。很多学者试图正在具有主要使用布景的过渡金属电极和半导体电极上实现概况加强拉曼散射。二是通过度析研究电极概况吸附的布局、取向及对象的SERS 光谱取电化学参数的关系,对电化学吸附现象做程度上的描述。三是通过改变调制电位的频次, 能够获得正在两个电位下变化的“时间分辩谱”, 以阐发系统的SERS 谱峰取电位的关系, 处理了因为电极概况的SERS 活性位随电位而变化而带来的问题。

  保守的光栅分光拉曼光谱仪,彩的是逐点扫描,单道记实的方式,十分华侈时间。并且激光拉曼光谱仪所用的激光很容易激发出荧光来,影响测定。为避免保守激光光谱仪的短处近来研制出了两种新型的光谱仪:

  前提下,二维概况金属氧化物改变为二维或三维金属硫化物。取负载金属氧化物比拟,负载金属硫化物的拉曼光谱研究相对较少,这是因为黑色的硫化物相对可见光的接收较强,导致信号较弱。然而拉曼光谱能较易检测到小的金属硫化物微晶。下图给出了非负载的晶相MoS

  傅里叶拉曼光谱仪和光取傅里叶红外光谱仪的光比力相象。检测到的信号经放大器由计较机收集处置。

  拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。拉曼光谱阐发法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发觉的拉曼散射效应,对取分歧的散射光谱进行阐发以获得振动、动弹方面消息,并使用于布局研究的一种阐发方式。

  电化学原位拉曼光谱法的丈量安拆次要包罗拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部门。拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统形成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组形成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片连系光栅以滤除瑞利散射杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。原位电化学拉曼池一般具有工做电极辅帮电极参比电极以及通气安拆。为了避免侵蚀性溶液和气体仪器, 拉曼池必需配备光学窗口的密封系统。正在尝试前提答应的环境下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极取窗口间距为0.1~1mm) , 这对于显微拉曼系统很主要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光改变, 使概况拉曼信号的收集效率降低。电极概况粗化的最常用方式是电化学氧化- 还原轮回(Oxidation-Reduction Cycle,ORC)法, 一般可进行原位或非原位ORC处置。

  又称为反斯托克斯线。接近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱;远离瑞利线的两侧呈现的谱线称为大拉曼光谱。瑞利散射线的强度只要入射光强度的10

  光纤的引入,使拉曼光谱仪用于工业正在线阐发以及现场遥测阐发成为可能。Huy 等利用两个10m长、100μm 曲径的光纤,激光波长为514. 5nm ,对苯/ 庚烷夹杂物进行阐发,获得很是好的成果。Benoit 等将光导纤维传感器用于拉曼光谱仪, 使得液体样品的拉曼信号加强了50 倍。Cooney 等人比力单个光纤取多个光纤使用于拉曼光谱仪的成果,发觉多个光纤的使用将改善收集拉曼光的无效性。Cooper 等操纵光纤遥控拉曼手艺阐发了石油染猜中的二甲苯异构体。近年来,国外将1550nm 光纤激光器、EDFA 光纤放大器手艺使用于拉曼散射型分布光纤温度传感器系统,取得了较好的成果。分布式光纤拉曼光子温度传感器已成为光纤传感手艺和检测手艺的成长趋向。因为它具有奇特的机能,因而已成为工业过程节制中的一种新的检测安拆,成长成一个工业从动化丈量收集。

  第二个主要方面就是纳米科技的迅猛成长,它使得基于纳米布局的概况加强拉曼光谱(SERS)和针尖加强拉曼光谱(TERS)正在超高活络度检测方面取得了长脚的前进,鞭策拉曼光谱成为迄今很少的、可达到单检测程度的手艺。现正在非论是拉曼光谱刊物,仍是拉曼光谱会议,SERS都是一个最受关心的内容。正在近几届的国际拉曼光谱会议上,SERS分会都是最大的分会。近几年,相关SERS的论文数量也呈显著的上升趋向。SERS和TERS不只仅正在概况科学研究范畴,并且正在生命科学范畴将具有很大的成长潜力,由此可认为研究各类主要的生命科学系统和处理根基问题做出贡献。拉曼光谱相对外光谱,其劣势之一表现正在用拉曼研究水溶液中比力便利,而生命科学的很多研究往往需要的水溶液。共振拉曼、概况加强拉曼和非线性拉曼光谱以及它们的联用将成为生命科学前沿范畴具有主要价值的研究方式,由于21世纪是生命科学的世纪,我认为也是纳米手艺和激光手艺的世纪。

  为四面体布局,一个碳原子正在核心,四个氯原子正在四面体的四个极点。当四面体绕其本身的一轴扭转必然角度,或记性反演(r—-r)、或扭转加反演之后,的几何构形不变的操做称为对称操做,其扭转轴成为对称轴。CCI

  拉曼光谱-道理拉曼效应发源于振动(和点阵振动)取动弹,因而从拉曼光谱中能够获得振动能级(点阵振动能级)取动弹能级布局的学问。用虚的上能级概念能够申明了拉曼效应:

  傅立叶变换拉曼光谱是上世纪90年代成长起来的新手艺,1987年,Perkin Elmer公司推出第一台近红外激发傅立叶变换拉曼光谱(NIR FT—R)仪,采用傅立叶变换手艺对信号进行收集,多次累加来提高信噪比,并用1064mm的近红外激光映照样品,大大削弱了荧光布景。从此,Fr—Raman正在化学、生物学和生物医学样品的非性布局阐发方面显示出了庞大的生命力。

  入射激光的功率,样品池厚度和光学系统的参数也对拉曼信号强度有很大的影响,故多选用能发生较强拉曼信号而且其拉曼峰不取待测拉曼峰堆叠的基质或外加物质的做内标加以校正。其内标的选择准绳和定量阐发方式取其他光谱阐发方式根基不异。

  显微拉曼光谱手艺是将拉曼光谱阐发手艺取显微阐发手艺连系起来的一种使用手艺。取其他保守手艺比拟,更易于间接获得大量有价值消息,共聚焦显微拉曼光谱不只具有常规拉曼光谱的特点,还有本人的奇特劣势。辅以高倍光学显微镜,具有微不雅、原位、多相态、不变性好、空间分辩率高档特点,可实现逐点扫描,获得高分辩率的三维图像,近几年共聚焦显微拉曼光谱正在肿瘤检测、文物考古、等范畴有着普遍的使用。

  有13个对称轴,有案可查4个对称操做。我们晓得,N个原子形成的有(3N—6)个内部振动度。因而能够有9个(3×5—6)度,或称为9个的简正振动。按照的对称性,这9种简正振动可归纳成下列四类:

  激光共振拉曼光谱(RRS)发生激光频次取待测的某个电子接收峰接近或沉应时,这一的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到一般拉曼谱带的104~106倍,并察看到一般拉曼效应中难以呈现的、其强度可取基频比拟拟的泛音及组合振动光谱。取一般拉曼光谱比拟,共振拉曼光谱活络度高,连系概况加强手艺,活络度已达到单检测 。

  (1) 聚光:用一块或二块焦距合适的会聚透镜,使样品处于会聚激光束的腰部,以提高样品光的辐照功率,可使样品正在单元面积上辐照功率比不消透镜会聚前加强105倍。

  附加频次值取振动能级相关的称做大拉曼位移,取统一振动能级内的动弹能级相关的称做小拉曼位移:

  2 拉曼一次能够同时笼盖50-4000波数的区间,可对无机物及无机物进行阐发。相反,若让红外光谱笼盖不异的区间则必需改变光栅光束分手器、滤波器和检测器。

  (4) 滤光:安设滤光部件的次要目标是为了杂散光以提高拉曼散射的信噪比。正在样品前面,典型的滤光部件是前置单色器或滤光片,它们能够滤去光源中非激光频次的大部门光能。小孔光栏对滤去激光器发生的等离子线有很好的感化。正在样品后面,用合适的滤光片或接收盒能够滤去不需要的瑞利线的一大部门能量,提高拉曼散射的相对强度。

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