激光拉曼光谱解答.ppt

Raman光谱与红外光谱的比较 激光Raman光谱的特点 ?激光Raman光谱之所以一开始就受到人们的重视，因为除了它与红外光谱有着相同的波长范围以及操作比红外光谱简单以外，还具有以下优点： ⑴Raman光谱是将照射试样的频率v0改为v的一种散射光谱，频率位移差△v不受单色光源频率的限制，因此单色光源的频率可根据样品颜色而有所选择。红外光谱的光源不能任意调换。（奈斯特灯，高压汞灯） ⑵用激光器作为光源，激光的单色性很好，Raman光谱谱峰尖锐，分辨性好。而红外谱峰往往都很宽。 ⑶在显微分析中，Raman光谱有更高的分辨率。激光拉曼光谱的常规试样用量为2～2.5微克，微量操作时用量可为0.06微克；红外光谱的常规用量为100微克，微量操作时为0.1微克。 Raman光谱与红外光谱的比较 ⑷由于玻璃对可见光的吸收弱，对于Raman光谱，样品可装于毛细管内或玻璃瓶内直接测定拉曼光谱，对固体试样则不需任何处理直接测定；红外光谱测定固体样品时则需要一定处理，如KBr压片或制备石蜡糊等。使用这些添加剂后，往往对谱图造成一定影响，形成一些杂质峰。 ⑸特别的，激光Raman光谱可用于对单晶的低频晶格频率及高频分子频率进行研究，而红外光谱不能得出这些单晶的数据。 ⑹激光Raman光谱可测水溶液，而红外光谱不适用于水溶液的测定。 ⑺激光Raman光谱应用的频率范围比红外光谱要大，激光Raman光谱的频率范围一般为20～4000cm-1。而一般红外光谱的测频范围目前只能为200～4000cm-1，200cm-1以下需要用远红外光谱。 ⑻激光Raman光谱对C＝C、C≡C、S—S、C＝S、P—S等红外弱谱峰很灵敏，能出现强拉曼峰，另外对易产生偏振的一切重元素（过渡金属、超铀元素）的配位键都可出现一些拉曼强峰。 红外和拉曼两种谱线的强弱不同，拉曼散射光的强度太弱，仅是瑞利散射光强度的10-6~10-8.因此，有时必须考虑他们两者对基团频率测定的灵敏度。所以红外，拉曼二者相互补充，对确定基团频率的归属有利。 光源 试样池 单色器 检测器器 激光Raman光谱仪 ?激光Raman光谱仪的基本组成有激光光源、样品池、单色器和检测 记录系统四部分，并配有微机控制仪器操作和处理数据，其方框图 如下图所示。 激光Raman光谱仪 ?激光光源：多用连续式气体激发器，有主要波长为632.8nm的He-Ne 激光器和主要波长为514.5nm和488.0nm的Ar离子激光器。 散射强度?1/?4。 ?样品池：常用微量毛细管以及常量 的液体池、气体池和压片样品架等。 ?单色器：激光Raman光谱仪的心脏， 可以最大限度地降低杂散光且色散性 能好。常用光栅分光，并采用双单色 器以增强效果。 ?检测系统：对于可见光谱区内的 Raman散射光，可用光电倍增管作为 检测器。以光子计数器进行检测，它 的测量范围可达几个数量级。 激光Raman光谱仪 ?傅立叶-拉曼光谱仪（FT-Raman）光谱仪 ，它的基本结构跟普通可见光激光Raman相似，所不同的是它以1.064微米波长的Nd-YAG(钇铝石榴石)激光器代替了可见激光作光源，并由干涉FT系统代替分光扫描系统对散射光进行检测。检测器用高灵敏度的铟镓砷探头，并在液氮冷却下工作，从而可大大降低了检测器的噪声。 激光Raman光谱仪 ?与可见激光Raman光谱仪相比，FT-Raman技术有以下新的 特点： ①可避免荧光干扰，从而大大拓宽了Raman光谱的应用范围； ②可提高光谱仪的测量精度； ③消除Rayleigh谱线的干扰； ④操作较以前的光谱仪更为方便，且测量速度更快； ⑤还能跟电脑联机，进行光谱数据的处理。 ?一般的，FT-Raman光谱仪与FT-红外光谱仪基本类似，所 以我们通常将红外光谱仪与Raman光谱仪进行联用，只需在 FT-红外光谱仪上增加一个激光Raman散射室的附件，就可以 满足对两种光谱进行研究的需要。 激光Raman光谱的应用 ㈠激光Raman光谱在有机化学方面的应用 ?对于某些有机化合物的基团，它的特征峰在红外光谱图中非 常微弱，单一地用红外光谱图来分析的话，无法确定该有机化 合物的基团。但相反，该基团可能在拉曼光谱图上却呈现出锐 利的强峰。所以可用Raman光谱与红外光谱结合来分析和表征有 机化合物。 激光Raman光谱的应用 ⒈饱和基团 ①饱和烃的CH3及CH2的碳氢伸缩振动频率在拉曼光谱中较强，而其 弯曲振动频率很弱； ②硫氢及双硫伸缩振动频率在拉曼光谱上比红外光谱上强得多； ③碳碳单键伸缩振动频率在拉曼光谱上很强，而在红外光谱上则较弱； ④极性的氮氢及氧氢伸缩振动频率在红外光谱中很强，而在拉曼光谱 则很弱。氮氢及氧氢的弯曲频率也是如此； ⑤含有一个或几个重原子（如卤素、