拉曼光譜分析技術(shù)與其他分析方式相比,有哪些優(yōu)勢?
閱讀:654 發(fā)布時(shí)間:2022-10-17
拉曼效應(yīng)是能量為hv0的光子同分子碰撞所產(chǎn)生的光散射效應(yīng),也就是說,拉曼光譜是一種散射光譜。拉曼光譜具有一些它本身*的基本特征,這些基本特征把拉曼光譜與其他光譜區(qū)別開來。在分析領(lǐng)域,拉曼光譜分析與其他分析方式相比有著突出的優(yōu)勢:
1、散射光頻率不受入射光頻率的影響,檢測范圍廣。當(dāng)入射光頻率發(fā)生改變時(shí),拉曼散射光頻率(即頻率位移差)是不變的;斯托克斯和反斯托克斯頻率的絕對值相等,因此單色光源可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。拉曼光譜的譜峰豐富且尖銳,譜帶重疊少,更適合定量硏究、數(shù)據(jù)庫搜索以及運(yùn)用差異分析進(jìn)行定性硏究。拉曼光譜檢測范圍廣,一次可以同時(shí)覆蓋50~4000cmˉ¹的區(qū)間,其分析范圍幾乎覆蓋了所有的有機(jī)、無機(jī)化合物,高分子及其混合物。這使其應(yīng)用范圍已不再局限于物理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域的理論研究,而以很快的速度從各個(gè)學(xué)科分支拓展到材料、化工、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保、考古、地質(zhì)以至商貿(mào)和刑事司法等廣泛的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。相反,若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器。
2、無損,快速,無污染,測量方式比較靈活。拉曼光譜方法是一種純粹的光學(xué)檢測方法,其分析過程無須制樣,不破壞樣品,不產(chǎn)生污染;分析過程快速,重現(xiàn)性好。其對試樣的外形(厚度和形狀)和物態(tài)(固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))沒有特定的要求,只要求能用激光照射到試樣上。與一般紅外光譜技術(shù)通常需要制備成KBr窗口或溶液相比,這是一個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)。雖然近代紅外光譜技術(shù),如漫反射、鏡面反射、全反射和顯微紅外技術(shù),原則上也可以適應(yīng)各種類型的試樣,但實(shí)際操作仍然有許多困難。
3、可分析水溶液,可檢測低濃度樣本。水的紅外吸收峰較強(qiáng),因此紅外光譜不適用于水溶液的分析。由于水分子化學(xué)鍵的不對稱性,使其在拉曼光譜中的信號極其微弱。因此,拉曼光譜是研究水溶液的理想工具。拉曼光譜技術(shù)靈敏度高,可檢測低濃度樣本,一般可達(dá)10ˉ³g/L。為了提高激光拉曼光譜的信號強(qiáng)度,人們進(jìn)行了大量卓有成效的研究工作,提出了一些新的激光拉曼分析技術(shù)和多種聯(lián)用拉曼光譜技術(shù),如顯微拉曼光譜技術(shù)、表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)等,大大提高了拉曼光譜的探測靈敏度。
4、穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、可遠(yuǎn)距離在線分析。利用拉曼激光光纖技術(shù)開發(fā)的便攜式拉曼光譜儀,釆用固定設(shè)計(jì)方式,具有良好的穩(wěn)定性與可靠性,使用方便,維護(hù)工作量少。拉曼能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離在線或原位分析,激發(fā)光的傳送和信息收集可通過長達(dá)數(shù)百米光學(xué)通過率很高的光纖進(jìn)行,而且能夠透過玻璃獲得信息,適合在惡劣工況與危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行取樣。采用CCD作為光譜探測器的拉曼光譜分析技術(shù)可將光譜掃描時(shí)間縮短至幾秒甚至更短。結(jié)合發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)分析和管理技術(shù),*可能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析和在線監(jiān)測功能。