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发表于 2017-8-21 10:03:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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【材料+】说:
拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,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。由于很多用户拉曼光谱相关基础较弱,在使用过程中总会遇到一些问题,为此,小编今天给大家分享一下拉曼光谱仪使用过程中的一些常见问题和解决方案,即使您是“门外汉”,看完这些对拉曼光谱也会有一个比较清楚的了解。

在很长的一段时间,由于拉曼与生俱来的缺点(信号弱)而限制了它的应用,但是随着仪器技术的发展,仪器的灵敏度和分辨率不断提高,体积减小了,操作也简单了,应用领域也由原来的材料领域,拓展到了化学、催化、刑侦、地质领域、艺术、生命科学等各个领域,甚至有一些QC领域也已经开始使用拉曼光谱仪了。由于很多用户拉曼光谱相关基础较弱,在使用过程中总会遇到一些问题,如Ramanshift和wavenumber是一回事吗?拉曼谱里面得到的荧光背景和荧光光谱仪里面的荧光图区别在哪里?激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?

下面,小编就拉曼光谱仪使用过程中的一些常见问题和解决方案进行总结。

详细内容如下:

一、请问激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?

1.象形的解释一下,红外光谱是“凹”,拉曼光谱是“凸”。两者两者互为补充。

2.(1)从本质上面来说,两者都是振动光谱,而且测量的都是基态的激发或者吸收,能量范围都是一样的。

(2)拉曼是一个差分光谱。形象的来说,可乐的价钱是1毛钱,你扔进去1毛钱,你就能得到可乐,这是红外。可是如果你扔进去1块钱,会出来一瓶可乐和9毛找的钱,你仍旧可以知道可乐的价钱,这就是拉曼。

(3)光谱的选择性法则是不一样的,IR是要求分子的偶极矩发生变化才能测到,而拉曼是分子的极化性(polarizibility)发生变化才能测到。

(4)IR很容易测量,而且信号很好,而拉曼的信号很弱。

(5)使用的波长范围不一样,IR使用的是红外光,尤其是中红外,好多光学材料不能穿透,限制了使用,而拉曼可选择的波长很多,从可见光到NIR,都可以使用。当然了还有很多不同的地方,比如制样方面的,IR有时候相对比较的复杂,耗时间,而且可能会损坏样品,但是拉曼并不存在这些问题。

(6)拉曼和红外大多数时候都是互相补充的,就是说,红外强,拉曼弱,反之也是如此!但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。

3.本质上是这样的,红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱,偶老板告诉我的,虽然他不是做这个方面的.

红外是当被测分子被一定能量的光照射是,分子振动能级发生跃迁,同时由于分子的振动能量高于转动能级,那样,振动的同时,肯定含有转动,所以,红外是分子的振转吸收,也就是它将能量吸收.

拉曼是当一束光子撞击到被测分子上时,从量子力学上讲,光子与分子发生非弹性碰撞,光子的能量经过碰撞之后增加或者减少,这样就是拉曼散射.也就是说光子的能量没有完全吸收.当然也有完全弹性碰撞,那种情况不是拉曼散射,是瑞利散射.从能级的角度来讲拉曼散射,是分子先吸收了光子的能量,从基态跃迁到虚态,到了虚态之后,由于处于高能级,它从虚态返回到第一振动能级,释放能量,这样放出的光子的能量小于入射光子的能量,这样就是拉曼散射的一种,也就是处于斯托克斯散射.当从第一振动能级跃迁到虚态,然后从虚态返回到基态,这样放出的能量就大于入射光的能量,这就是反斯托克斯区,也是拉曼散射的一种.能量不变的就是锐利散射.

4.有些振动红外和拉曼都能检测到,有些振动只有其中一个能检测。比如氧气、氮气只能用拉曼检测。

红外不能检测低于400波数的。红外更适合用于有机物,拉曼更适合无机物。红外受水的干扰比较大。
二、有谁知道什么是蓝移什么是红移?

通长来说,蓝移就是波长向短波长方向移动,波数增加;红移就是波长向长波长方向移动,波数减少。

三、有几种激光光源?

1.氩离子、半导体、氦氖

2.可见光激光器应用最多的是氩离子激光器,可产生10种波长的激光,其中最强的是488纳米(蓝光)和514纳米(绿光)激光器,现在最为常用,性能十分稳定的是514纳米激光器;另外,532纳米固体二极管泵浦激光器、632.8纳米(红光)、780纳米等可见光激光器;以及785纳米二极管、830纳米近红外激光器;掺钕的钇铝石榴石(YAG)激光器被用作傅里叶变换拉曼光谱的光源,其激光波长为1064纳米(红外);染料激光器是目前较成熟、应用较为普遍的可调谐激光器,是共振拉曼研究时的理想光源。一般来说,拉曼光谱与激光的波长是无关的,选择不同波长的激光主要取决于研究的对象,如果研究生物蛋白质、细胞等,则需要波长较长的近红外光,避免了荧光对拉曼光谱的干扰。但对于一些深色、黑色粉末样品,由于近红外的热效应,而使热背景干扰拉曼光谱,这时选择可见光区的激光比较合理。对于研究化学发光和荧光光谱,则选择紫外激光器。所以在研究颜料时,选配514纳米和785(或830纳米)纳米两种波长的激光器就够用了,对于红、黄、白色颜料采用785纳米的激光器进行分析,对于蓝、绿色颜料则采用514纳米的激光器进行分析。

3.激光出现以前主要用低压水银灯作为光源,目前已很少使用。为了激发喇曼光谱,对光源最主要的要求是应当具有相当好的单色性,即线宽要窄,并能够在试样上给出高辐照度。气体激光器能满足这些要求,自准性能好,并且是平面偏振的。各种气体激光器可以提供许多条功率水平不同的分立波数的激发线。最常用的是氩离子激光,波长为514.5nm和488.0nm的谱线最强,单频输出功率为0.2~1W左右。也可以用氦氖激光(632.8nm,约50mW)。

4.在光纤测量和光纤传感系统中使用的光源种类很多,按照光的相干性,可分为非相干光源和相干光源。非相于光源包括白炽光源和发光二极管(LED),相干光源包括各种激光器。激光器按工作物质的不同,可分为气体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器等。半导体光源是光纤系统中最常用的也是最重要的光源。其主要优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长,亮度足够、供电电源简单等。它与光纤的特点相容,因此,在光纤传感器和光纤通信中得到广泛应用。半导体光源又可分为发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。这两种器件结构明显不同,但却包含相同的物理机理。增益带宽高于任何其它媒质,主要由于光子发射是因两个能带间的电子运动所致。半导体激光器的典型增益曲线延宽到 1012Hz。

5.紫外的也有的比如214nm

四、什么是CCD ?

1.电荷偶合器件,Charge coupled device

2.固体检测器。目前已被采用的固体检测器主要有:
1) CCD(Charge-CoupledDetector),电荷耦合检测器。 二维检测器,每个CCD检测器包含2500个像素,将22个CCD检测器环形排列于罗兰园上,可同时分析120-800nm波长范围的谱线。
2) CID(Charge-InjectionDetector),电荷注入式检测器,二维阵列,28×28mm的芯片共有512×512(262,144)个检测单元,覆盖167-1050nm波长范围;
3) SCD(SubsectionCharge-Coupled Detector)分段式电荷耦合检测器,面阵检测器,面积:13×19mm,有6000个感光点,有5000条谱线可供选择;
4)CCD、CID等固体检测器,作为光电元件具有暗电流小、灵敏度高、信噪比较高的特点,具有很高的量子效率,接近理想器件的理论极限值。而且是超小型的、大规模集成的元件,可以制成线阵式和面阵式的检测器,能同时记录成千上万条谱线,并大大缩短了分光系统的焦距,使直读光谱仪的多元素同时测定功能大为提高,而仪器体积又可大为缩小,焦距可缩短到0.4m以下,正在成为PMT器件的换代产品。

3.CCD也有百万象素的。不是所有的ccd都应用于罗兰圆类仪器上。典型仪器:Varian Vista MPX。CID也有大面积的,百万象素的,Leeman Prodigy

五、测试了一些样品,得到的是Raman shift,但是文献是wavenumber,不知道它们之间的转换公式是怎么样的?激光波长632 nm。

1.两者是一回事。Raman shift即为拉曼位移或拉曼频移,频率的增加或减小常用波数差表示,拉曼光谱仪得到的谱图横坐标就是波数wavenumber,单位cm-1。

2.两者一回事。拉曼频移ramanshift指频率差,但通常用波数wavenumber表示,单位cm-1,可以说某个谱峰拉曼位移是波数,或cm-1。

3.在Raman谱中,wavenumber有两种理解,一种是相对波数,这时就等于Raman shift;另一种是绝对波数(这在荧光光谱中用的比较多),这个绝对波数是与激发波长有关,不同的激发波长得到的绝对波数是不一样的,这时Raman shift等于(10000000/激发波长减去Raman峰的绝对波数)。

所以通常在Raman谱中,wavenumber一般可理解为Raman shift。

六、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体,测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱。

1.我今天还在用激光拉曼测聚苯乙烯,没有出现你说的情况啊是不是玻璃管被污染的厉害?

2.你测出的玻璃的信号,有没有可能们焦点位置不对?

3.应该是聚焦位置不对,聚在玻璃上了,我以前也犯过同样的错误。

4.用凹面载玻片,液体量会比较多,然后用显微镜聚焦好就可以了,如果液体有挥发性,最好液体上用盖玻片,然后焦点聚焦到盖玻片以下。

如果还不行,你可以查一下“液芯光纤”这个东东。

5.建议:

(1)有机液体里面的分析物质浓度多大? Raman测定的是散射光,所以在溶液中的强度相对比较底,故分析物浓度要大些。

(2)你用的是共聚焦Raman吗?聚焦点要在毛细管的溶液里面才好。可以在溶液中放点“杂物”方便聚焦。

(3)玻璃是无定形态物质,应该Raman信号比较弱才对。

七、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的,在获得的图里面有很强的荧光,有的说,如果拉曼得不到就用其荧光谱。可我想问一下,在拉曼谱里面得到的荧光背景,是真正的荧光特征谱吗?这和荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别?

1.原则上说,拉曼谱中的荧光和荧光谱中的荧光是一样的,只要激发波长和功率密度相同。注意横坐标要从波数变换为纳米,即用10000000nm(1cm)除以波数就行了。但有一点要注意,不同波长的激发光照射样品,得到的拉曼相近,但荧光可以有很大不同,甚至相同波长不同功率激发,荧光谱都大不一样。

2.“注意横坐标要从波数变换为纳米,即用10000000nm(1cm)除以波数就行了”? Raman测定的是散射光,得到的是Raman shift. Raman shift和绝对波长(荧光光谱)之间要一个转换的吧。

3.生物样品一般荧光峰比较宽,用荧光光测试之前一般先会做仪器本身曲线校正也就是仪器本身的响应曲线,这样测出的荧光峰才比较准,特别是对于宽峰更要做这个较准。而Raman光谱一般采集的区域比较窄(指的是波长区域),一般在窄的波长范围变化不大,因此一般不考虑仪器本身响应曲线误差,但是Raman光谱来测宽荧光峰,影响就比较大。

八、请问,测固体粉末的拉曼图谱时,对于荧光很强的物质,应该如何处理?特别是当荧光将拉曼峰湮灭时,应该怎么办?增加照射时间的方法,我试过,连续照射了4小时,结果还是有很强的荧光。我只有一台532nm的激光器,所以更换激光波长的方法目前我不能用。想问问各位,还有别的方法吗?

1.使用SERS技术或者使用很少量的样品进行测量,或者稀释你的样品到一些别的基体里面去,比如说KBr。

2.波长不可调的话,激光强度应该是可调的,你把激光强度调低点试试。这个在光源和软件上都有调的。全调到比较低的,然后再用长时间试试。

3.可以尝试找一种溶剂溶解粉末,看能不能猝灭荧光背景。采用反斯托克斯,滤光片用Nortch滤光片。

九、请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗?它能对薄膜进行那些方面的测量呢?

1.应该不能测薄膜的厚度、折射率及应力吧

2.现在的共焦显微拉曼可以做膜及不同层膜的,你的问题我觉得用椭偏仪更好

3.拉曼光谱可以测量应力,厚度好像不行

4.应力可以测,应力有差别的时候拉曼会有微小频移,其他两种没听说过拉曼能测

十、拉曼做金属氧化物含量的下限是多少? 我有一几种氧化物的混合物,其中MoO3含量只有5%,XRD检测不到,拉曼可以吗?

应该和待测样品的拉曼活性有关,并不能绝对说一定能测到多少检测线,有些氧化物可能纯的样品也测不出光谱,信号强的则可能会低一些

十一、小弟是刚涉足拉曼这个领域,主打生物医学方面。实验中,发现温度不同时,拉曼好像也不一样。不知到哪位能帮忙解释一下这个现象。

温度升高,拉曼线会频移,线宽会变宽,只要物质状态不变,特征峰不会有太大变化,除非高温造成化学反应或者其他变化。

十二、文献上说,拉曼的峰强与物质的浓度是成正比关系,那么比如我配置1mol/L的某溶液,和0.5mol/L的溶液,其峰强度是正好一半的关系吗?应用拉曼,是否能采用峰积分,或者用近红外那样的多元统计的办法来定量吗?准确度怎么样?

存在激发效率的问题,拉曼一直以来被认为只能做半定量的研究,就是因为不是线性的,有这方面的文献,具体记不清了。

十三、拉曼峰1640对应的是什么东西啊?无机的

1.这个峰一般来说是C=O双键的峰,可是你说是无机物,很有可能是某一个基团的倍频峰,看看820左右或者是某两个峰的叠加。

2.也有可能是你在测量过程当中由于激光引起的碳化物质。还有一种可能就是C=C.

3.拉曼在1610-1680波数区间有C=N双键的强吸收

十四、1 红外分析气体需要多高的分辨率?
2 拉曼光谱仪是否可分析纯金属?
1,分析气体时理论上最高只需0.5cm-1。实际应用上绝大部分情况下4cm-1已足够。对于气体,还是希望分辨率高一些好,一般都用1cm-1一下,这样对气体的一些微小峰的变化检测更好

2,基本上不可能。金属不太可能作出来,因为一般不发生分子极化率改变。

十五、我想请问一下这里的高手测定过渡金属络合物水溶液中金属与有机物中的某个原子是否成键可以用拉曼光谱分析吗?

如果键能对应的波数在100cm-1以上,估计是可以的,现在比较新的拉曼光谱仪就可以

十六、金红石和锐钛矿对紫外Raman的响应差别大不大?同样条件下的金红石和锐钛矿的Raman峰会不会差很多?

1.用不同的激发光激发样品,若激光对样品没有破坏作用,拉曼谱图中谱峰的相对强度有时会发生一些变化,但不会完全变了,否则就很难用拉曼光谱进行定性分析了。

2.TiO2矿物的情况比较特殊,它们有三种晶型:锐钛矿、板钛石和金红石,其中板钛矿比较少见。锐钛石的特征是142cm-1左右的强峰,金红石中此峰消失或很弱。但我们经常见到的不是这两种极端情况,而多是介于金红石或锐钛石中间的TiO2相。有时一个颗粒中,若激光作用在不同的点上,也会打出差别较大的谱图来。

3.你说的情况,可能有两个原因:一是换波长后,激光与样品的作用点移动;二是激光的能量使样品的晶型发生变化。我个人觉得第一种的可能性较大。

十七、请教我所作的实验是用柠檬酸金属盐溶胶拉制成纤维,想做一下拉曼光谱来证明是否有线性分子的存在,可以吗?

1.当然可以了,但是这要拉曼方面比较深厚的基础,可以先建立模型进行模拟,然后跟实验相对照,能对应就是最大的说服力了,说不定能发到国际上影响力很高的杂志呢

2.拉曼光谱应该和分子的对称性相关,通过群论可以知道那些谱峰是有活性的,理论上是可以做到的。但对于较大的分子可能不容易啊

十八、在测量拉曼光谱仪的灵敏度参数时,有人提出,单晶硅的三阶拉曼峰的强度跟硅分子的取向(什么111,100之类)的有关,使用不同取向的硅使用与其相匹配的激光照射时,其强度严重不一样,是这样吗?不知道大家测量激光拉曼光谱仪的灵敏度时都是怎么测量的?

1.是的,硅单晶片放置的方向不同峰的强度不同。一般只观察520cm-1峰的强度,不同的硅片取向,不同倍数的物镜,长焦物镜或短焦物镜,520cm-1峰的强度都不同。

2.520cm-1处好像不是硅的三阶峰的位置吧,测试灵敏度的时候一般是硅的三阶峰的信噪比来衡量呀。520处是跟硅的取向有关系,但是单晶硅的三阶拉曼峰呢?

3.硅三阶峰位置1440cm-1。

4.关于硅晶体各向异性的说明可以做偏振拉曼光谱,有些楼主同志说拉曼强度跟光源强度,透镜倍数,等因素有关,说法没错,但是这个跟硅的各向异性并没多大关系,随便一个样品的拉曼强度都跟这些因素有关!!!

5.硅的各向异性,比如以VV偏振沿硅的111和110面做谱图,在光源强度,透镜倍数等因素都相同条件下拉曼强度是不一样的,根据这些强度还有入射角度,偏振配置可以计算出硅的各向异性指标!!!

6.这里可能涉及到很多拉曼光谱的原理和偏振光学,偏振配置,等等的一些计算方法(涉及到的理论包括:群论,晶体结构理论,固体物理,偏振光学,拉曼原理等理论)

十九、请问如何进行拉曼光谱数据处理?

1.可以找相关的拉曼书上有一些特征峰的波数,自己对照分析。也可以在仪器软件中的标准谱图搜索,不过标准谱图不太多的。

2.如果你有数据库可以先比对一下能否确定物质种类,其次可以对峰位、信号强度等信息用曲线拟合方式进行分析。

二十、请教作激光拉曼测试,样品如何预处理?

1.一般来说,样品都不需要做预处理,不象红外那样麻烦。分析固体和液体比较容易,气体就难了,除非密度很大,否则只能用大型拉曼

2.表面打磨一下或用酒精丙酮一类的东西清洗一下更好,不这样也行,在做的时候聚焦在比较干净平整的地方就行。

二十一、请教拉曼谱实验时,如何选择激发波长,1064nm?还是785nm或633nm?

1.多看看相关文献,我做的蛋白质常用514nm,也可以用紫外200nm附近激发即为共振拉曼,浓度低也可以测。

2.理论上讲,拉曼光谱与激发光的波长无关。但有的样品在一种波长的激光激发下会产生强烈荧光,对拉曼光谱产生干扰。这时要换一种激发光,以避开荧光的干扰。若样品在不同激光激发下都不发荧光,则随使用哪一种激光都可以。

3.根据瑞利定律,拉曼散射线的强度与激发光波长的四次方成反比。如果不考虑检测器等因素,当然是激发光的波长越短越好,最好是紫外激光。但可惜的是,现在用于拉曼光谱仪上的CCD最好的响应波长在620nm左右,480nm以下的响应非常差,若CCD技术不进一步改进,紫外激光器对拉曼光谱仪很难说是一种有用的激光器。

二十二、拉曼信号对入射角和出射角的响应又是什么样?我的样品是有衬底支持的薄膜样品(膜厚几百纳米--几微米),怎样扣除衬底的影响?

1.从散射载面看,散射光的收集方向与入射光方向成90度效果最好,但现在的小拉曼光谱仪都是用背散射方向,因为仪器的灵敏度提高了,接收方向一般不是个问题,除非想做偏振研究。

2.扣背底问题:有一个说法是“样品+衬底”做一张图,“衬底”做一张图,然后数据相减,但实践证明这种方法不是很好,经常出现负峰或谱图怪异现象。干吗非要扣背底呢?背底留着也能说明点问题,除非样品峰与背底峰有干扰。如果有干扰,试试所谓共焦(confocal)技术看看灵不灵。

二十三、微区拉曼和普通拉曼有区别吗,尤其在图谱上?多晶,单晶和非晶拉曼有何区别?

1.微区拉曼和普通拉曼只是实验方法不同,拉曼谱图的形状原则上只取决于样品,当然实验方法不同对拉曼光谱图的记录效果有影响。

2.若不做偏振实验,单晶和粉晶的拉曼光谱图不会有太大差别,只是某些谱峰的相对强度有些不同。单晶与粉晶的拉曼光谱图中的谱峰较尖锐,而非晶的谱峰趋于宽化。

3.微区拉曼和普通拉曼应是测试范围上的不同吧

二十四、我是做复合材料的研究的,主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能?

确实,理论上是可以。目前使用拉曼光谱测定晶体应力分布已经很成熟了,如在半导体行业已经作为质量控制的主要手段 - 对半导体器件进行逐点扫描,再以特征信号的峰位为参量生成图像,便可反映出应力空间分布情况,从而指导工艺尽量避免应力的发生。

二十五、学校有一套拉曼光谱仪,计划给学生开一个测量固体(或粉末)拉曼光谱的实验。试了几种材料都不明显,各位高人能推荐几种容易找到的象四氯化碳拉曼光谱那么明显的固体,晶体,或者粉末吗?

1.路边抓点沙子就可以了。沙子中多是石英晶体,测拉曼光谱应该很容易,当年在拉曼发现拉曼效应的同时,苏联科学家就是在石英中发现了同样的效应,我想那时的实验条件绝不会比现在的好。

2.金刚石或合成金刚石的峰非常特征,很强很明显。小粒的合成金刚石极便宜

3.特氟隆就很好。单晶硅更好

4.散射太强是因为瑞利线滤除的程度不够,你可尝试低反射样品,如液体(四氯化碳、酒精等)。如果谱仪散射光太强,恐怕测石英有困难,其灵敏度可能也不足以测得石英信号。硅片也一样,抛光的表面会使得探测器被饱和掉。

二十六、我们研究小组新近涉及碳纳米管的领域。由于纳米管的Raman信号很弱,就是要重复不断的测试才能在1600cm-1的附近得到峰。请问具体操作条件应该怎么选。如laser的功率,解析度,扫描数scannumber等等。

1.用514激发光,很好测定。

2.你用的谱仪灵敏度太差。现在单根碳纳米管的拉曼信号都能测的很好,只不过有的用514效果好一些,而有的用633好一些。
二十七、激光拉曼光谱仪应该可以实现快速的定量分析,但经过前段时间一些咨询,使我对其是否可进行快速分析颇存疑问,尤其是气体分析。请问,一般来说分析一次样品(气体或固体)的时间是多长?

1.分析速度取决于仪器的灵敏度和样品本身。通常分析一个样品,强信号几秒钟即可,若信号较弱,则需几分钟。

2.做定量分析,仪器本身所需的时间很短,秒级。

3.我用拉曼光谱测过白酒,但是光谱的重现性很差,而且检测限不是很好。采样软件上有自带的基线扣除功能。对于一个样品,如果我要测定三次。如果每次都扫描了本底,然后测光谱,那么三条光谱的重现性就比较差,如果说只测定一次本底,然后扫描三次样品,那么样品的重现性就比较好。总体做下来,拉曼的定量效果肯定是不如近红外,但是拉曼光谱到底能否应用于定量,有待进一步验证,我做的是低档的白酒,几乎都是勾对的,所以定量的时候预测的效果还可以,采用原始光谱预测标准差可达到86%。不知换了其他样品的效果如何,有待进一步研究。

4.时快时慢,跟参数设置有关。我做的时候,快则3分钟,慢则30分钟,这都有的。

二十八、激光拉曼仪的外光路调整好之后,在换一个样品再进行测试时要重新调试外光路吗?如果不需要,一般还要做哪些调整呢?

1.如果不换光源,应该不需要,只需要校正光路和强度就可以了,当让还需要校正峰位。

2.其实不需要,只有在开机的时候才需要初始化.

3.其实不需要的,如果要更换激光来测样品,才需要再次校正.

4.没有重新开机就不需要调光路,但需要重新调焦,设置范围。

二十九、Raman能测出硅氢键吗??若能 具体对应多少波长

很简单,硅片在HF中泡一下直接洗干测量,约在2100 cm-1附近,很强

三十、拉曼光谱改变能确定物质结构相变吗?

拉曼光谱改变只能说可能会发生相变,但不能绝对说发生相变。测定结构最好的方法还是x-ray.

三十一、我用阳极氧化方法做了一种Zr合金的氧化膜,阳极氧化的溶液含有磷酸盐,硅酸盐等成分。用XRD测表面膜的成分时发现膜中只有溶液金属阳离子的硅酸盐有衍射峰(而这个成分预计只占表面膜物质的很小的一部分),而占表面膜物质绝大部分的ZrO2可能是非晶态物质(XRD显示有很明显的非晶包)。请问用Raman光谱可以确定表面氧化膜中是否含有ZrO2及其他一些硅酸盐、磷酸盐成分呢?

1.非晶很难的,建议作别的测试

2.测非晶的难度的确较大,但振动光谱(红外+拉曼)方法是测非晶材料较好的方法,有时可以说是唯一可选的方法。如利用红外、拉曼光谱光谱研究玻璃结构方法面的论文就很多。

三十二、有很多晶体的拉曼光谱,在加压或改变温度后拉曼峰变宽,然后就说该晶体此时是非晶相的,那末我想知道他衡量的尺度和标准是什么?

1.晶体的拉曼信号经常用来表征结晶程度和应力. 如果是结晶非常纯净的单晶,那么其晶格震动能量一定很'纯',也就是光谱峰宽很窄. 如果晶格被破坏,或结晶程度不够好,激发后的震动能就是一个比较宽的范围,表现在光谱峰宽就是展宽了. 晶格在不被破坏情况下被压缩或拉伸就产生了应力,表现为峰位位移.

2.拉曼峰变宽是晶体的结晶程度不好

3.应该和能带变宽有关系吧

4.晶型混乱度提高了

三十三、拉曼图谱中峰位的强弱是什么因数造成的?

1.从分析角度来说应该是所测样品中含有该成分的含量多少所影响的,当然也可能是因为该元素所受周围力场的影响所致

2.排除含量的问题,分子结构是主要的影响因素

3.和相应振动引起的极化率有关

三十九、我要用激光拉曼做一种在-20度下就分解的物质,请问把样品保存在低温下测定可以吗?激光是否会使样品分解?

1.最好是把样品放在一个很小的容器里面,然后低温作实验。应该是没有问题的。

2.可以做的,激光可以穿玻璃,将样品放入透明的玻璃下面就可以了。我看有的老师做固体样品时,防止激光打出的能量太高,将固体融化,污染镜头,或者镜头不小心靠近样品,还在显微镜头上面套了一层透明塑料了

四十一、用普通拉曼光谱仪对肿瘤细胞和正常细胞的光谱进行检测,我发现信号完全被玻璃信号所掩盖。但是培养细胞的容器大都是玻璃的,请问各位高手,我该如何设计实验方案?

1.改变光路,从上往下照,而样品上面不要有石英或者玻璃,光直接打在样品溶液上。

2.使用流动泵,使激光打在液体的线上。没试过,但是我觉得这个方法不好。

四十二、我现在在为拉曼光谱仪进行波长校准说明书上说就用汞灯就可以 但是我却根本测量不出来峰 更不用说准确位置的峰了。

1.用以光谱校准的汞灯谱,最好与样品几乎同时测量,比如,刚刚测完样品后,或在测量样品之前。目的是为了减少光栅漂移造成的误差。

2.如果你能看到样品的谱线,按道理也应该能看到汞灯的谱线,只要汞灯放好在样品位置上,并且汞的谱线足够强。请检查光路是否校准。之前请确信:汞灯是否在你的测量范围有谱线。

3.如果你不是校准高于1500cm^-1的谱线,那么Fenchone是很好的拉曼标准样品。

四十五、碳中的两个峰:D-band 和G-band,这两个峰到底是什么意思啊,有的文献上说d peask是指disordered carbon, G peak是指graphitic carbon,而另有一些文献是以sp2原子的键来分,到底这两个是什么意思呢?

D峰是无序化峰(disorder),D与G峰都是有sp2引起的。

1585cm−1左右的拉曼峰是体相晶态石墨的典型拉曼峰,称G带。此峰是石墨晶体的基本振动模式,其强度与晶体的尺寸有关。1360cm−1 处的拉曼峰源自石墨碳晶态边缘的振动,称为D 带。这两处拉曼峰为类石墨碳(如石墨,碳黑,活性碳等)的典型拉曼峰。

四十六、激光和FT拉曼的区别?

1.FT Raman可以减少荧光干扰这个说法没错。

2.你的研究目的是什么?FT Raman和激光显微Raman应用领域是有一定差别的。

3.一般说来,做有机或高分子研究用FT Raman多些,做材料研究用激光Raman多些。

4.另外,你还要注意选择合适的激发波长。

四十七、激光激发的拉曼谱线是高斯线型还是洛仑兹线型?是否与激光的线型有关?

1.来自于振荡的偶极矩的辐射,经典的电磁场理论可以证明Raman的峰是一个Lorentzian形状。但是实际上得到的Raman的峰是一个在Raman峰本身的形状,(natural lineshape),仪器的传输函数(instrumentaltransfer function)和无序诱发的振荡的分布(disorder-induceddistribution of vibrators)之间的卷积积分(convolution).它经常被认为是高斯或者Voigt函数(一个完美的lorentzian和高斯函数的对称卷积)。

2.通常,晶体的峰用Lorentz解析,非晶的用Gaussian解析比较合适。

四十九、请问如何确定多壁碳纳米管拉曼光谱的 D'和G' lines 和 D+Gline 的位置?

D缝的位置应该是在1360cm-1左右,可能会有正负10左右的偏差,

G峰的位置应该是在1570cm-1左右,可能会有偏差的。

D+G也就是两个数相加,大概是在2930cm-1左右!

五十、怎样计算拉曼光谱图形中的应力值?

用SIT质数计算就可以了

五十一、最近用氧化钨和氧化镓烧制合成了钨酸镓.测试了RAMAN谱后,在波数1400附近出现了强度很大的一个峰值,经过比较分析其不是氧化镓和氧化钨的的RAMAN峰,不确定是荧光干扰峰还是生成物钨酸镓的一个峰值.请高手帮忙!

换一个激发波长测同样范围,1400出现就可定性为拉曼信号.或测Anti-Stocks拉曼谱,-1400有对应信号也可证实其为拉曼信号.反之则为发光信号.

五十二、天然钻石及辐照处理钻石怎样用拉曼光谱鉴别?现在市场上很多深色钻石,如黄色、绿色等,与天然彩色钻石怎样区别?能用拉曼光谱区别否?

当然可以,这是在宝石行业的重要应用,天然钻石,作为完美的单晶,si-si键单一尖锐的拉曼峰,(多少忘记了),而一些人工雕琢的宝石总会有这样那样的杂峰.

五十四、蓝移vs红移?

1.红移在物理学和天文学领域,指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低。相反的,波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移

2.谱峰的“红移”和“蓝移”是指在分子光谱中生色团受与其相连的分子中其他部分的影响和溶剂的影响而使其吸收峰位置发生移动的现象,当吸收峰移向长波方向时就称为“红移”,移向短波方向时则称为“蓝移”。实际上这种现象不仅会发生在分子的电子能级跃迁过程中,而且也会发生在在分子的振动和转动能级的跃迁中,只不过在红外光谱中很少有人这么叫。

在原子发射光谱中,因为原子线是由处于气态的激发态原子或离子产生的,所以其波长不会受原来分子中环境的影响,同样也不会受溶剂的影响,因此根本就不会存在分子光谱中的“红移”和“蓝移”现象。

五十五、我要测水的Raman谱但是什么信号也没有,我用的是共聚焦Raman。我的激光功率加的不大,如果光太强热效应就非常明显了。那位高人给点意见?

1.不出意外,水峰应该很容易看到。主峰在3400cm^-1附近。非常强。

2.水的拉曼活性小,可以用SERS测

3.你聚焦的时候要保证聚到样品的表明就能测到,因为样品是透明的,想精确做到这一点很不容易,我用的是514的光源。

五十六、要对Raman谱进行线宽分析,请教进行Lorentzian拟合?

使用origin软件里的analysis功能可对Raman谱进行高斯和洛伦兹拟合

五十七、总看到文献上要算碳材料ID/IG的值,网上搜了半天只弄明白要用面积法算,origin能算么?

在origin里将基线拉平,基线位置数值为0。然后直接量取D峰的G峰的高度就OK。比值。我的见解。

五十八、请问做raman时液体样品要怎么封?样品只能密封起来测,用玻璃毛细管据说不行 ,请问该怎么办?

1.用紫外可见的池子来测试。有一个teflon盖子。

2.拉曼对样品的前处理要求不是太高,只要液体不挥发就好,一般试剂瓶就可以.关键是光的影响.你可以自己作一个暗盒把试计瓶放在暗盒里进行实验

3.不会的啊,固体样品只要放到样品台上就可以了,液体样品只要遇热和光不挥发就可以直接放在玻璃管中测量了.如果挥发,那么就要用毛细管封起来就可以了啊,具体的我也不知道,不过我想应该是将毛细管用酒精喷灯拉封口的吧!

4.酒精灯烧一下就可以了。

5.毛细管即可,两头火机封住。如果样品信号太弱,可以用JY的转角镜头,信号可增强

6.用毛细管装液体样品测试时,可以用橡皮泥封口

7.有专门的拉曼滩头,我们测量固体时,隔着密封袋直接将滩头顶在被测物就可以了;液体有专门的样品池,但没有那么麻烦吧。

8.并不是所有的仪器都带这些配件的,有的只购买了核心部件,其他的都是自己配的。用毛细管应该是比较好的,很多人在用。蜡封就可以

五十九、请问粉末样品的raman如何操作?

1.用的是什么样的光谱仪,很多都是有专用封闭式样品室,可以直接放置在里面对粉末样做检测的

2.粉末样品可以试着压片后进行测量,或是按你那方法,但是样品尽量厚一些,避免样品信号受下面背景影响。

六十、固体粉末样品,有毒,应该怎样处理?直接用双面胶粘到载波片上,可以吗?还是需要其他处理方法?

最好还是使用玻璃管封装起来测量!

六十一、我是搞量化的,想通过拉曼来验证我计算的准确性。问了很多人:拉曼和红外的区别,他们大概的意思就是这2者之间的原理一样,只是波长不一样。请教高手,是这样么?

1.这两者都是振动光谱,从这一点上面来说,确实原理是一样的。但是红外是吸收光谱,而拉曼是散射光谱。

2.至于波长,拉曼采用的是激光作为激发源,波长范围可以从紫外-可见-红外都可以,最常见的是可见光和NIR的。而红外只能选择红外光作为光源,包括从远红外到近红外,平时最常用的是中红外,4000cm-1到400cm-1。

3.从选择法则上面来说,也就是什么样的振动是红外活性的,什么样的振动是拉曼活性的,也是不一样的。红外活性(也就是可以被红外检测到的振动)必须是分子偶极矩发生变化,而拉曼活性的振动必须是有分子的极化性发生改变才能被检测到。

4.从信号强度来说,拉曼的信号很弱,通常10的6次方-8次方才有一个拉曼散射的光子。而相对来说,红外的信号要强!所以在实际应用中,红外更广泛一些!

5.两者的光谱可以作为互补来确定分子的结构!

六十二、拉曼光是激光作用到样品上立即产生的?还是经过一段延迟时间后产生的?

不是立即产生的,大概有一个飞秒(ps)级别的延迟.因为按照Raman产生的机理,入射光子与分子作用后,分子被激发并且形成一个短寿命的虚拟态,这个状态是不稳定的,光子很快重新发射.

六十三、我现在测固体粉末的拉曼谱,完全得不到拉曼谱线,只能看到很宽的轮廓线,将拉曼峰完全湮灭了。刚才看到测近红外谱线需要先测一个参考谱,想在这里弱弱的问一下,测拉曼应该不需要吧?

  • 你目前的问题是看不到样品信号,跟参考谱关系不大。当然,你应该用标准固体样品,比如硅(Si)试一下,如果你能够看到520.7波数那个峰,说明仪器的光路基本没有问题。
  • 建议:

1) 调查一下,你的样品在观察波数范围内是否有拉曼峰;
2) 一边调整样品的位置(或者显微镜到样品的距离),一边看是否有谱峰出现。对于共焦(confocal)拉曼反射式谱仪,调整样品的位置以获得最佳信号是很极其必要的。

六十四、用激光粒度仪做固体样品时,应该怎样制备样品?
1.为使颗粒处于单体状态,在进行粒度测试前要对样品进行分散处理。分散的方法有润湿、搅拌、超声波振动、分散剂等,有时这些方法往往同时使用。

2.我们现在是用的磁力搅拌加分散剂的方法。发现测大颗粒的时候搅拌时间过长会影响粒径的大小。测出的结果偏小了

3.干样如果采用湿法分散测量粒度的话需要将样品放入装有溶剂(一般是水)的分散池中通过搅拌、超声等方式分散。而干样如果采用干法分散测量粒度的话可通过干法分散系统直接测量

六十五、最近学习拉曼光谱有一点不明白,拉曼光谱采用的是激光,不是单波长光吗,那谱图上怎么会有波长选择范围的呢?

1.激发光源用单色光-激光,没错。激发出的拉曼信号可能分布在一个很宽的范围内,即会同时激发出不同波长的拉曼信号。

2.个人理解:不同激发波长可能对样品峰的强度有选择性,但对于其波数位移影响不大.

3.(1)激发光用的是单色的激光,如常用的488.0nm 514.5nm 785nm 1064nm,正因为激光的单色性好、准直性好、强度强等特点才用它

(2)“谱图上有波长选择范围”我不理解您的意思。由于不同的基团与激发光作用后产生不同的拉曼位移,这么频移有个范围,即一般拉曼信号在4000——200cm-1范围内

(3)使用不同的激发光源对于同一个基团而言,产生的拉曼位移位置不会变,只是强度不同而已。激发光源及其功率大小的选择要考虑1)是否会损伤(烧掉、降解)样品 2)能否得到拉曼信号,也就是拉曼信号强弱问题。如RRS就是从选择激发光源来增强拉曼信号的;另外还要避免荧光的干扰,可以用FT-Raman或使用Scissors(SSRS技术)。

六十六、请问什么样的样品需要用表面增强拉曼来测量,具体有没有一个标准?不同材料的表面增强剂要如何制作?
1.不知道你的表面增强剂指的是什么?你应该想说的是表面增强拉曼的表面吧?制备增强表面很容易,通常来说都是使用Ag, Au或者Cu来作为增强表面。什么样的样品?取决于你的实验目的了.没有固定的标准.

2.当待测物的浓度很低时就需要用到表面增强拉曼了。最常用的就是把银电极在氯化钾溶液里电化学粗糙处理,然后把电极浸泡在待测物溶液中吸附一段时间,最后取出电极冲洗干净就可以测了。

六十七、为什么金属没有Raman峰?

1.拉曼光谱是分子光谱,而金属都是原子结构的,所以金属没有拉曼光谱。

2.这个问题要看拉曼效应产生的原理了。金属中不存在分子的振动,当然就没有拉曼谱了.

3.很多原子构成的物质都有拉曼信号,比如硅的520波数线.拉曼测的是振动能级,声子能量,反映晶格振动的量子化能量的大小.金属表面电子和原子实构成的等离子体对光有强烈的吸收(金属的高反射性能也与此有关),使激光无法与内部原子作用,因此很难看到拉曼线.这是我根据自己已有知识的猜测,欢迎行内达人指正.

4.也可以用光的波矢k为虚数来解释,当k为虚数时,光不能在此物质中传播。当然和光的频率w有关,用其它波长的光激发可以激发拉曼谱。

六十八、告知我锰、镍、钴、钛的raman峰值区。

我查到的几个:

Mn-Mn(锰) ~180(弱)

Ni-Ni(镍)695~700

Co-Co(钴)463

七十、RAMAN的强度受到哪些因素的影响?

1.浓度

2.还有激光的功率,以及你的测量的参数,尤其是光谱采集时间。

七十一、我做了一些拉曼的样品,但原始数据在orign中是一个斜线,上面有些小峰,和以前看到的拉曼的谱图差别很大,不知大家都是用什么样的软件来处理?

1.在origin软件里也可以处理出非常漂亮的拉曼图谱,斜线去基线和拉曼工作站软件处理原理差不多。斜线去基线baseline

2.用Origin应当可以

3.在信号不太好的情况下是有点区别的,origin中出来的肯定没有拉曼软件中的好,可在origin中进行图形处理稍微优化

七十四、有没有专门扣除拉曼背底、平滑拉曼图的软件?

1.Thermo Galactic 的GRAMS/AI

2.GRAM、origin都可以做平滑,不过平滑时小心,很容易造成小峰丢失和峰位位移。

3.Jobin Yvon的拉曼测试软件Labspec就带了谱图处理功能,可以手工或自动拟合背景曲线做基线扣背景,还可以进行谱峰拟合分解。功能强大!

4.最好还是用与仪器相匹配的软件比较好。

5.Grams或者Origin,Labspec也可以,平滑的话可以试试S—G平滑,数据失真会小一些

七十五、傅立叶变换拉曼光谱与激光拉曼光谱有什么区别?

1.基本有以下几点:

(1)工作原理不一样

(2)傅立叶拉曼侧重于有机样品分析,用的是近红外激光器(1064nm),能量较低信号弱。而色散型拉曼可选不同波长的激光器(200~800nm),能量高,灵敏度高。

(3)使用傅立叶拉曼可减少样品的荧光干扰。

(4)傅立叶拉曼价格便宜

(5)现在基本买色散激光拉曼的用户较多。

2.傅立叶拉曼测水和黑色阳平效果不好,因为水和黑色样品对红外光的吸收都比较强,会导致本来就很弱的傅立叶拉曼信号会变的更弱

七十七、为什么荧光会影响raman谱?

1.拉曼测定的是分子受激发后的反射光,因此对于有些物资如无定型的物质玻璃等会在测定中产生强烈的荧光干扰,将拉曼信号掩盖。

现在对于荧光的消除一般是采用更换光源,通过改变激发波长避免荧光在测定的波数范围内出现。

2.有时候做拉曼的时候荧光背景较强,就需要改变激发波长来消除荧光影响的

八十、怎样用简单的方法判断拉曼光谱的光路有偏差,除了看信号差以外?

信号差是最简单,最明显的。如果是显微拉曼,那么激光照射样品并上下移动样品台,如果激光光斑一直是个均匀的同心圆并且发散聚拢均匀,那么激光光路就没有问题,反之则不好

信号光路看不到光,调起来复杂,只能根据信号来调
八十一、看到一些文献上当几个峰重合时,用到分峰技术,常用的是计算机去卷积,请问各位大侠,有什么软件或方法可以进行分峰处理?

1.在matlab中可以进行卷积和去卷积的计算,前提是你得稍微熟悉这些方法。

2.origin7.0可以,查一下说明书,按步骤来还是很简单的,没什么去卷积之类的

八十二、比如说我做了几种矿泉水样品的拉曼谱,发现出现一个未知的峰,我用什么方法知道这是什么物质呢?

1.Raman谱峰一般是重复性很好的.你所说的有是产生有时没有的峰,如果很锐利的话,应该就是宇宙峰了。

宇宙峰就是宇宙射线的影响产生的极其尖锐的峰,应当坚决去掉。好象一般在下午3点到7点的时候会经常出现这种影响,把它处理掉就行了。

宇宙射线,也称高能粒子流,是不经过光路,直接进入CCD的信号,一般仪器周围有强磁场等干扰源的时候会很强烈,别且在下午或傍晚比较强。这些粒子一般只会打到CCD的一个像元上,因此形成的峰会很锐并且不具有高斯或者洛伦茨线形,因此很容易辨认

2.做一下纯净水样品的测试,如果也在相同位置出现拉曼峰,则可归因于仪器本底或纯水的拉曼。另外可查一查纯水以及你最怀疑的矿物质的拉曼信息。

3.算出吸收谱的能量,查手册


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