試驗六無機(jī)鹽晶體及水溶液的拉曼光譜檢測

1、實驗六無機(jī)鹽晶體及水溶液的拉曼光譜檢測1、了解拉曼光譜的基本原理，掌握顯微共焦激光拉曼光譜儀的使用方法。2、測量一些常規(guī)物質(zhì)和復(fù)雜樣品的拉曼光譜。二. 實驗原理當(dāng)用波長比試樣粒徑小得多的頻率為 u的單色光照射氣體、液體或透明試樣時, 大部分的光會按原來的方向透射，而一小部分則按不同的角度散射開來，產(chǎn)生散射 光。散射光中除了存在入射光頻率 u外，還觀察到頻率為1）去1的新成分，這種頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象就被稱為拉曼效應(yīng)。u即為瑞利散射，頻率稱為拉曼散射 的斯托克斯線，頻率為/Xu的稱為反斯托克斯線。通常稱為拉曼頻移，多用散 射光波長的倒數(shù)表示，計算公式為 1 1A v= 一 式中，入和無分別為散射光

2、和入射光的波長。 u的單位為cm-1。由丁拉曼譜線的數(shù)目、頻移、強(qiáng)度直接與分子振動或轉(zhuǎn)動能級有關(guān)。因此，研 究拉曼光譜可以提供物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。自從激光問世以來，拉曼光譜的研究取得了長足進(jìn)展，已廣泛應(yīng)用丁物理、化學(xué)、生物以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。圖1顯微共焦激光拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)三. 實驗儀器和試劑1. 顯微共焦激光拉曼光譜儀 Renishaw inVia （英國雷尼紹公司）2. 粉碎機(jī)、載玻片、蓋玻片、膠頭滴管3. 測試樣品常規(guī)物質(zhì)：CC14, CH2CI2復(fù)雜樣品：不同淀粉類作物自備樣品：不同材料的小掛件四. 實驗步驟1. 打開主機(jī)和計算機(jī)電源，同時打開激光器后面的總電源開關(guān)，將儀器預(yù)熱20分

3、鐘左右。2. 自檢.靜態(tài)取譜（Static）,中心 520 Raman Shift cm-1, Advanced -> Pinhole 設(shè)為 in。 使用硅片，用50倍物鏡，1秒曝光時間，100%激光功率取譜。使用曲線擬合（Curve fit）命令檢查峰位，檢驗儀器狀態(tài)。3 .樣品拉曼光譜的測定將樣品放置在載玻片上，蓋上蓋玻片，置丁顯微鏡的載物臺上，調(diào)節(jié)顯微鏡載物 臺的高度使得顯微鏡能夠活晰地觀察到樣品表面（上2,下1）。選擇Measurement->New->Spectra1 acquisition®行實驗條件設(shè)置，再將白光照明光路切換 到激光照明光路（上1,下2

4、）,即選擇激光照射，選擇 Measurement->Run運行實 驗，等待實驗運行，直到窗口中出現(xiàn)紅色的光譜曲線，采集光譜結(jié)束，保存掃描結(jié) 果。五. 數(shù)據(jù)處理用Origin軟件繪制拉曼光譜?？v坐標(biāo)是散射強(qiáng)度，可用任何單位表示，橫坐標(biāo) 是拉曼位移，通常用相對丁瑞利線的位移表示其數(shù)值，單位為波數(shù)cm-1。（1）CC1#的拉曼光譜圖：020004000Ramen Shift cm-10020004000Ramen Shift cm-1(2) NaHSO4的拉曼光譜圖(無光、有光)30000 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 -0 -stnuoc20004000

5、Ramen Shift cm-1(3) 未知樣品拉曼光譜圖(猜測為有雜質(zhì)的 NaHSO4)6000 -5000 -4000 -sU 3000 -C2000 -1000 -0 -(4) 玉石編新的拉曼光譜圖(5) 蜜蠟的拉曼光譜圖(單次、累計 5次)Count sRamen Shift cm-10040stnuocs n u o C2000012000100008000 -6000 -4000 -20000 -Count s02004006008002000Ramen Shift cm-140001000(6) 琥珀的拉曼光譜圖(熒光信號過強(qiáng))onuoc100000500000200400600

6、8001000Ramen Shift cm-1六.討論與思考：1. 比較紅外光譜與拉曼光譜的異同。答：紅外光譜和拉曼光譜都是分子振動轉(zhuǎn)動光譜。但紅外光譜針對的是有偶極矩變化的分子振動，而拉曼光譜則是針對有極化率改變的振動。一般來說，對稱分子紅外活性和拉曼活性相對立。非對稱分子常常同時具有紅外活性和拉曼活性，相同位置的峰在不同譜中的 強(qiáng)度不同。2. 一般的拉曼散射有斯托克斯線和反斯托克斯線兩種，為什么實驗中記錄的拉曼光 譜常取斯托克斯線？答：兩者鏡面對稱，并且在常溫下，處于基態(tài)的分子數(shù)占絕大多數(shù)，處于激發(fā)態(tài)的分子數(shù)較少，是基態(tài)分子數(shù)的e-hv/KT倍，因此，反斯托克斯線的強(qiáng)度比斯托克斯線弱得多，

7、是斯托克線的-hv/KTie 倍。3、試分析常規(guī)物質(zhì)（CCl4、CH2Cl2）的特征拉曼光譜。SO DO以上為CC14的拉曼光譜，在200cm-1、300cm-1, 500cm-1附近有較明顯的3個特 征峰。以上為CH2CI2的拉曼光譜，在 300cm-1,700cm-1, 3000 cm-1附近有較明顯的3個特征峰4. 拉曼光譜的發(fā)展及應(yīng)用。答：拉曼光譜分析技術(shù)是以拉曼效應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，其信號來源與分子的振動和轉(zhuǎn)動。拉曼光譜的分析方向有：定性分析：不同的物質(zhì)具有不同的特征光譜，因此可以通過光譜進(jìn)行定性分析。結(jié)構(gòu)分析：對光譜譜帶的分析，又是進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。定量分析：根據(jù)物質(zhì)對光譜的吸光度的特點，可以對物質(zhì)的量有很好的分析能力。通過摸索合適的表面處理方法并采用新一代高靈敏度的拉曼譜儀，可將拉曼光譜研究拓展至一系列重要的過渡金屬和半導(dǎo)體