什么是拉曼光谱
拉曼光谱是一种散射光谱,它是基于光和材料的相互作用而产生的。
我们知道一束单色光入射于试样后有三个可能的去向:一部分被透射、一部分被吸收、还有一部分光则会被散射。散射光中的大部分波长与入射光是相同的,而一小部分由于试样中分子振动和分子转动的作用,使得波长发生偏移,这种波长发生偏移的光所形成的光谱就是拉曼光谱。
什么是拉曼光谱分析法
光谱是色散系统分散开的单色光按波长顺序排列的图案,其中包含了波长与能量信息。根据物质光谱的波长和能量等信息识别物质并确定其成分结构和相对含量的方法叫光谱分析。
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。
拉曼光谱的发现与研究进展
1922年,斯梅卡尔预言新的谱线频率与方向都发生改变。
1928年,在气体与液体中观测到一种特殊光谱的散射,也因此获1930年诺贝尔物理奖。
同年,曼迭利斯塔姆、兰兹贝尔格在石英中观测到拉曼散射。
1928~1940年,拉曼受到广泛的重视,曾是研究分子结构的主要手段。
1940~1960年,拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱,当时测试对样品测试的各项要求较为苛刻,拉曼光谱的应用一度衰落。
1960年以后,激光技术发展,激光成为拉曼光谱的理想光源,随着不断改进,拉曼光谱广泛应用,越来越受研究者的重视。
拉曼光谱用于定性分析还是定量分析
拉曼光谱通常用于定性测试,在特定条件下也可用于定量。通常情况下,拉曼光谱(包括峰位和相对强度)提供了物质独一无二的化学指纹,可以用于识别该物质并区别于其他物质。实际测试的拉曼光谱往往很复杂,通过谱峰归属来判定未知物相对比较复杂,而通过拉曼光谱数据库进行搜索来寻找与之匹配的结果,则可以快速对未知物进行判别。
在其它条件不变的情况下,光谱的强度正比于样品浓度。通过标准浓度的样品来确定峰强和浓度之间的关系(标准曲线)后,即可进行浓度分析。对于混合物,相对峰强可以提供各种组分相对浓度的信息,与此同时,绝对峰强可以体现绝对浓度信息(参考标准浓度校正)。
拉曼光谱的应用
拉曼光谱作为一种无损伤的探测技术,成为许多领域研究的得力助手。发展至今,拉曼光谱已成为一种常规的测量技术,不仅在化学、物理、生物、医学和考古等科学研究中得到运用。还被应用于探矿、质量控制、污染防治和刑事侦察等技术生产和安全部门。