拉曼光譜儀的原理及應用 發(fā)布日期：2021-04-20 08:51:34 文章來源：萊雷科技
拉曼光譜是一種散射光譜。拉曼光譜是印度科學家C.V.Raman發(fā)現(xiàn)的一種基于拉曼散射效應的分析方法，通過對入射光不同頻率的散射光譜進行分析，獲得分子振動和旋轉(zhuǎn)的信息，并應用于分子結(jié)構(gòu)的研究。
拉曼光譜是一種分子光譜，通過觀察非彈性散射光（俗稱拉曼散射），來探測和識別分子的振動（聲子）狀態(tài)。因此，拉曼光譜儀提供了一種非常寶貴的分析工具，它不僅可以識別分子，而且可以監(jiān)測分子鍵結(jié)構(gòu)的變化（如材料組成、狀態(tài)變化和應力應變、晶體形狀和結(jié)晶度等）。
與傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和近紅外光譜（NIR）等振動光譜方法相比，拉曼光譜儀有其獨特的優(yōu)點。這些優(yōu)點的來源是樣品散射的光，而不是樣品吸收的光。因此，拉曼光譜幾乎不需要花費太多的精力在樣品制備上，而且拉曼光譜對水吸收帶不敏感。拉曼光譜的這一特性使得不僅可以直接測試固體、液體和氣體，而且可以通過透明玻璃、石英和塑料來測試物質(zhì)。
如圖所示，一個樣品中有五個分子是丙酮、乙醇、二甲基亞硫酸酯、乙酸乙酯和甲苯，特定官能團的峰在途中被標記出來。雖然這些有機溶質(zhì)具有相似的分子結(jié)構(gòu)，但是它們的拉曼光譜卻有很大的不同，這一點可以被那些沒有研究過它們的人所看到。結(jié)合拉曼光譜數(shù)據(jù)庫，人們可以方便地識別和確認礦物。
紅外光譜和拉曼光譜稱為姐妹光譜。因此，它們可以相互補充。
（1） 相似之處：
與紅外光譜一樣，激光拉曼光譜可以提供分子振動頻率的信息。對于一個給定的化學鍵，它的紅外吸收頻率等于拉曼位移，它代表了振動能級的能量。
（2）差異：
A紅外光譜的入射光和探測光為紅外光，拉曼光譜的入射光和散射光為紅外光
發(fā)出的光大部分是可見的。拉曼效應是一個散射過程，拉曼光譜是一個散射光譜。紅外光譜對應于分子對能量等于某一吸收頻率的（紅外）光子的吸收，所以紅外光譜就是吸收光譜。
B機理不同：從分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化來看，拉曼散射過程來源于分離
誘導偶極矩與分子極化率的變化有關。一般情況下，非極性分子和基團的振動會導致分子的形變和極化率的變化，這種變化是拉曼活性的。紅外吸收過程與分子永久偶極矩的變化有關。一般來說，極性分子和基團的振動引起永久偶極矩的變化，所以通常是紅外主動的。
C樣品制備技術(shù)不同：紅外光譜樣品制備復雜，拉曼光譜儀無需樣品制備即可直接測量
