现代分析测试技术-IR-LR.ppt

1、,红外光谱基本原理及透射/反射技术 拉曼光谱基本原理及重要联用技术,红外/拉曼光谱表面分析技术,红外吸收光谱的产生：研究的是分子中原子的相对振动化学键的振动，不同的化学键或官能团，其振动能级从基态跃迁到激发态所需的能量不同吸收不同波长的红外光在不同波长出现吸收峰； 定性分析依据：特征吸收峰所对应的波长或波数、峰数目与组成分子的原子质量、化学键的性质及化合物的几何类型有关鉴定化合物、官能团及结构； 红外活性谱带的强度：吸收峰的强弱与分子振动时偶极矩变化的平方成正比；如偶极矩改变为零，则无红外活性无红外吸收峰；,红外光谱分析方法原理,中红外区域(4000667cm-1)：是应用最广泛的光谱区； 特

2、征谱带区(40001333cm-1) ：羟基、胺基、甲基、亚甲基、各类羰基和羧酸盐基等官能团的特征吸收峰都出现在此区域，又称为基团区； 指纹区(1333667cm-1) ：物质分子的红外吸收峰在这一区域特别多，像人的指纹一样稠密，又有一定的特征性；特征性比特征谱带区差，但当物质分子结构有细微变化时，就会引起该区光谱明显变化，在鉴定物质分子的官能团时， 指纹区的一些吸收峰常用作旁证（对同系物或异结体的鉴别特别有用）;,红外光谱的组成及分析特征,萘环异构体气相红外光谱,棱镜式色散型（第一代）：对温度、湿度敏感，对环境要求苛刻； 光栅型色散式（第二代）：仪器分辨率、测量波段提高； 干涉型傅立叶变换红

3、外光谱仪（第三代）：测量光谱范围宽、测量精度高，具有极高的分辨率以及极快的测量速度；,红外光谱仪器结构及分类,透射 红外光谱技术 反射红外光谱技术 显微红外光谱技术 表面增强红外光谱技术 红外联用光谱技术,红外光谱重要实验技术,反射吸收光谱法,镜面反射光谱法,透射光谱法,衰减全反射光谱法,漫反射光谱法,SERS,表面增强光谱法,透射光谱技术,反射光谱技术,IR Spectra of 2-chlorodibenzo-p-dioxin (5 ng),红外联用技术：分析微区10m 10m；微量样品10-12g；,拉曼光谱分析基础：Raman光谱产生拉曼散射的原因是光子与分子之间发生了能量交换；拉曼位

4、移取决于分子振动能级的改变，不同的化学键或基团有不同的振动；E反映了指定能级的变化，因此与之相对应的拉曼位移也是特征的拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的理论依据； 定性分析依据：相对于激发光频率位移（特征值）的拉曼散射光谱带的位置、强度和形状获得分子内部结构和运动信息鉴定化合物、官能团及结构分析；,拉曼光谱分析基础,频率位移,“冰毒”拉曼散射振动模式的研究,激光器,样品室,双单色器,检测器,记录仪,计 算 机,拉曼光谱仪的结构示意图,显微拉曼光谱技术 表面增强拉曼光谱技术 激光拉曼光谱遥测技术,拉曼光谱重要联用技术,显微拉曼光谱的获得：利用光学显微镜，将激光会聚到样品的微小部位（直径微米级）；

5、采用CCD监视图像；经光束转换装置，将微区的拉曼信号聚焦到单色仪入射狭缝；接收微区部位的拉曼光谱图； 技术特点：适合不均匀试样（如断裂材料的缺口组成，材料的晶粒与晶界组成）；无损分析；提供微区结构信息； 技术应用：生物分子、高聚物、药物、违禁毒品、陶瓷及矿物等分析；,显微拉曼光谱技术,进行原位空间分辨的无损检测易损和不允许取样珍贵艺术品颜料分析；了解当时工艺水平、文化贸易交流、社会经济状况； 测定古画和手稿珍贵文物所用的颜料：建立各种颜料的拉曼光谱数据库例如：中世纪所使用的无机颜料的拉曼光谱标准数据库，数据库还包括年代、有机和现代颜料方面的信息. 应用进行保护和修复工作：对一些古画进行最适当的

6、处理之前，正确的判定这些古画所用的颜料，确定修复方案； 应用鉴别真伪：根据一些颜料的合成年代，推断创作年代，识别赝品；,显微拉曼技术在古颜料研究中的应用,技术特点：微区（图像）+化合物结构；不同层位+拉曼光谱。 矿物及宝石鉴定：90年代未拉曼显微设备走进宝石检测实验室，成为常规检测仪器， 无损检测：鉴定流体包裹体及固体包裹体；对层间的组成或宝石中包裹体进行剖面分析；鉴定表面包裹体及内部包裹体；探测注入或填充的有机物（注油祖母绿及B货翡翠）； 局限性：对非分子物质如金属及合金材料无法检测；对于多晶集合体类宝石如绿松石、养珠等很难得到有用的图谱；应用受到图谱库的限制；不透明物质样品焦化；,共焦激光

7、拉曼光谱技术的应用,表面增强拉曼光谱的获得：在镀有金属薄膜的表面上LR信号增强104-108倍（Au、Cu、In等金属）； 技术特点：单分子水平研究；高灵敏度；实时、实地研究界面效应：固固；固液；固气；固真空； ng-ppg数量级的化合物痕量分析； 技术应用：实时监测金属表面的吸附物；监测化学反应中间产物及终产物的信息；电极表面反应的现场测定；无机薄膜、LB膜等有机膜、高分子等非金属材料的表面测定；,表面增强拉曼光谱技术,激光拉曼遥测光谱的获得：激光经光导纤维进行远距离传输，同时拉曼信号远距离返回拉曼谱仪； 技术特点：拉曼+光纤技术；拉曼+光纤+表面增强技术；适合化学反应的实时分析、环境检测、电极表面反应的跟踪； 技术应用：特别适合有毒、高温及放射性污染环境以及对这些过程的遥控； 应用多测点在线工业用拉曼系统：采用的光纤可达200m，在线分析及遥测分析； 应用SERS光导纤维传感器技术：