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激光拉曼光谱仪在四大行业中的应用情况分析
发布时间:2020-10-26浏览:573次
  拉曼光谱成像技术是拉曼光谱分析技术将共聚焦显微技术、激光拉曼光谱技术及新型信号探测装置完美结合,把简单的单点分析方式拓展到对一定范围内样品进行综合分析,利用获得的不同成分特征拉曼频率的强度变化,构建出该种成分在样品上的空间分布图,并用图像的方式显示样品的化学成分分布、表面物理化学性质等更多信息。拉曼图形能够揭示样品中主要有哪些化学成分及各成分的空间位置分布显示出样品中颗粒的尺寸和数目,还可以体现出材料的应力分布及微米尺度上的分子取向。

 
  激光拉曼光谱仪应用行业案例解析
 
  拉曼光谱技术以其信息丰富,制样简单,水的干扰小等*的优点,在化学、材料、物理、高分子、生物、医药、地质等领域有广泛的应用。
 
  1、激光拉曼光谱仪在中草药研究中的应用
 
  各种中草药因所含化学成分的不同而反映出拉曼光谱的差异,拉曼光谱在中草药研究中的应用包括:
 
  (1)中草药化学成分分析
 
  高效薄层色谱(TLC)能对中草药进行有效分离但无法获得各组份化合物的结构信息,而表面增强拉曼光谱(SERS)具有峰形窄、灵敏度高、选择性好的优点,可对中草药化学成分进行高灵敏度的检测。利用TLC的分离技术和SERS的指纹性鉴定结合,是一种在TLC原位分析中草药成分的新方法。
 
  (2)中草药的无损鉴别
 
  由于拉曼光谱分析,无需破坏样品,因此能对中草药样品进行无损鉴别,这对名贵中中草药的研究特别重要。
 
  (3)中草药的稳定性研究
 
  利用拉曼光谱动态跟踪中草药的变质过程,这对中草药的稳定性预测、监控药材的质量具有直接的指导作用。
 
  (4)中药的优化
 
  对于中草药及中成药和复方这一复杂的混合物体系,不需任何成分分离提取直接与细菌和细胞作用,利用拉曼光谱无损采集细菌和细胞的光谱图,观察细菌和细胞的损伤程度,研究其药理作用,并进行中药材、中成药和方剂的优化研究。
 
  2、拉曼光谱技术在宝石研究中的应用
 
  拉曼光谱技术已被成功地应用于宝石学研究和宝石鉴定领域。拉曼光谱技术可以准确地鉴定宝石内部的包裹体,提供宝石的成因及产地信息,并且可以有效、快速、无损和准确地鉴定宝石的类别--天然宝石、人工合成宝石和优化处理宝石。
 
  (1)拉曼光谱在宝石包裹体研究中的应用
 
  拉曼光谱可以用于宝石包裹体化学成分的定性、定量检测,利用拉曼光谱技术研究矿物内的包裹体特征,可以获得有关宝石矿物的成因及产地的信息。
 
  (2)拉曼光谱在宝石鉴定中的应用
 
  拉曼光谱测试的微区可达1-2um,在宝石鉴定中具有明显的优势,能够探测宝石极其微小的杂质、显微内含物和人工掺杂物,且能满足宝石鉴定所必须的无损、快速的要求。
 
  3、拉曼光谱在化学研究中的应用
 
  拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定和分子相互作用的手段,它与红外光谱互为补充,可以鉴别特殊的结构特征或特征基团。拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是鉴定化学键、官能团的重要依据。利用偏振特性,拉曼光谱还可以作为分子异构体判断的依据。在无机化合物中金属离子和配位体间的共价键常具有拉曼活性,由此拉曼光谱可提供有关配位化合物的组成、结构和稳定性等信息。另外,许多无机化合物具有多种晶型结构,它们具有不同的拉曼活性,因此用拉曼光谱能测定和鉴别红外光谱无法完成的无机化合物的晶型结构。
 
  在催化化学中,拉曼光谱能够提供催化剂本身以及表面上物种的结构信息,还可以对催化剂制备过程进行实时研究。同时,激光拉曼光谱是研究电极/溶液界面的结构和性能的重要方法,能够在分子水平上深入研究电化学界面结构、吸附和反应等基础问题并应用于电催化、腐蚀和电镀等领域。
 
  4、拉曼光谱在高分子材料中的应用
 
  拉曼光谱可提供聚合物材料结构方面的许多重要信息。如分子结构与组成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用,以及表面和界面的结构等。从拉曼峰的宽度可以表征高分子材料的立体化学纯度。如无规立场试样或头-头,头-尾结构混杂的样品,拉曼峰是弱而宽,而高度有序样品具有强而尖锐的拉曼峰。研究内容包括:
 
  (1)化学结构和立构性判断:高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架对拉曼光谱非常敏感,常用来研究高分子的化学组份和结构。
 
  (2)组分定量分析:拉曼散射强度与高分子的浓度成线性关系,给高分子组分含量分析带来方便。
 
  (3)晶相与无定形相的表征以及聚合物结晶过程和结晶度的监测。
 
  (4)动力学过程研究:伴随高分子反应的动力学过程如聚合、裂解、水解和结晶等。相应的拉曼光谱某些特征谱带会有强度的改变。
 
  (5)高分子取向研究:高分子链的各向异性必然带来对光散射的各向异性,测量分子的拉曼带退偏比可以得到分子构型或构象等方面的重要信息。
 
  (6)聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。
 
  (7)复合材料应力松弛和应变过程的监测。
 
  (8)聚合反应过程和聚合物固化过程监控。
 
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