苯乙炔吸附在金电极上的现场表面增强拉曼光谱研究

2009年第67卷化学学报V ol. 67, 2009第2期, 134～138 ACTA CHIMICA SINICA No. 2, 134～138

jlyao@https://www.wendangku.net/doc/a57655142.html,

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E-mail:

Received February 12, 2008; revised July 23, 2008; accepted October 28, 2008.

国家自然科学基金(Nos. 20503019, 20573076)、江苏省自然科学基金(No. BK2005032)、教育部博士点(No. 20050285019)和江苏省‘六大人才高峰’

No. 2 徐敏敏等：苯乙炔吸附在金电极上的现场表面增强拉曼光谱研究135

的解释上存在争议. Kim等[12,13]通过同位素替换法对吸附在金、银溶胶和电极上的苯乙炔SERS进行比较研究, 认为苯乙炔以炔基碳成键并垂直吸附于电极表面, 并分析了叁键区的谱峰分裂现象. 最近, Tian等[14]通过常规电化学方法及机械可控断裂法(MCBJ)构建了分子尺度间隙的金属电极对, 研究了分子在纳米间隔电极对中的SERS效应以及SERS强度与激光偏振方向和间隔宽度的关系. Zou等[15]采用SERS研究了PDI分子吸附在单层金薄膜上和夹在两层金属薄膜之间信号的变化情况以及分子夹在两层金薄膜之间时SERS信号随外加电压变化的行为研究. 事实上, 部分不饱和烃在电极表面的行为与电极的种类和电极电位有关, 如一定的负电位下苯分子在铂电极表面可发生氢加成反应而生成环己烷[16], 因此考察分子的表面反应行为对于选择合适的分子导线具有指导意义. 本文以苯乙炔为探针, 采用现场SERS研究其在金电极上随施加电位变化的表面行为, 并对可能的反应机理进行了初步探索.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

苯乙炔(phenylacetylene), 苯乙烯(Styrene)及其他试剂均为分析纯, 使用前未进一步纯化, 溶液采用三次蒸馏水, 按1 mmol?dm－3的浓度配制. 其中电解质为氯化钾, 浓度为0.1 mol?dm－3. 电化学粗糙电极在上海辰华仪器公司的CHI631A型电化学系统上进行. 现场拉曼光谱实验采用法国Jobin Yvon公司的LabRam HR-800型共焦显微拉曼仪, 激发光波长为632.8 nm, 到达样品表面功率约为1 mW.

1.2 实验过程

1.2.1 金电极粗糙

采用氧化铝粉末机械抛光至光亮, 多次超声清洗后进行电化学清洗. 电解质溶液为0.1 mol?dm－3的硫酸, 电位区间为－0.2～1.2 V, 扫描速度为100 mV/s, 待氧化还原循环伏安特征稳定以后, 换用0.1 mol?dm－3的KCl溶液进行电化学粗糙[16].

1.2.2 现场SERS光谱检测

SERS光谱电解池采用三电极系统, 工作电极为金电极, 辅助电极为铂环电极, 参比电极为饱和甘汞电极(SCE), 拉曼光谱检测时, 采用50倍长焦镜头, 记录随电位变化的SERS光谱.

2 结果与讨论

2.1 苯乙炔在电极上的吸附的SERS光谱, 部分主要谱峰的指认列于表1. 其中位于998 cm－1的苯环呼吸振动峰和1591 cm－1的环伸缩振动峰在所测电位区间内未发生明显位移, 表明苯环与电极并未成键. 而图1中在－0.6 V出现的位于2094 cm－1的C≡C键伸缩振动, 其频率随电位负移发生红移, 说明炔基端碳与电极表面成键的可能性较大.

Abrantes等[9]通过在银电极上的研究, 观察到位于3181 cm－1的吸收峰, 认为是3332 cm－1炔端C—H振动吸收峰位移所致, 由此判断苯乙炔平躺吸附在金属表面, 其叁键的π电子进入金属空轨道, 同时金属电子进入苯乙炔分子空轨道, 形成σ—π键. Weaver等[10,11]通过烯烃和炔烃的对比, 也认为苯乙炔是通过碳碳叁键的π电子与金属表面相互作用. Kim等[12]通过氘代苯乙炔的端基氢的实验发现苯乙炔失去了端基氢, 成为苯乙炔基, 炔基碳再与金属成键. Kim等[13]在金溶胶体系中, 检测到位于3060 cm－1的苯环C—H伸缩振动, 推断苯乙炔垂直吸附在金属表面.

本实验研究中, 炔基特征谱峰对电位变化较苯环更为敏感的实验事实说明前者与电极表面成键. 同时, 根据SERS选律, 苯环的面内振动模式得到较大增强说明整个分子以苯环垂直方式吸附在金属表面.

值得注意的是, 苯乙炔的普通拉曼在2111 cm－1处仅有一个归属为碳碳叁键的振动谱峰[9～11], 而在SERS 中该区域却有多个谱峰出现, 如图1中检测到的1969, 2013, 2094 cm－1等谱峰. 以往的研究认为这是分子吸附在金属不同的晶面上所致[9], 或由于在电极表面反应生成了炔化物、环状或开链的低聚物[10,11], 或认为这是受费米共振效应影响以及在电极表面存在两种不同的吸附位, 其中一种吸附位苯乙炔吸附较牢, 另一种则是苯乙炔分子与支持电解质阴离子发生竞争吸附, 由此产生了叁键区的多峰现象[12,13]. 在我们的实验中, 位于2013 cm－1处的谱峰先略有加强, 然后随电位负移逐渐减弱直至－1.0 V时消失, 整个过程中没有发生明显的位移. 而位于2094 cm－1处的谱峰在－0.6 V时出现, 并随电位负移逐渐增强, 频率随电位负移出现红移, 这与Kim 等[12,13]的结果相吻合. 图2为一定电位区间该谱峰频率随电位变化的线性关系, 其斜率约为30 (cm－1)/V. 说明分子的叁键与电极表面作用, 吸附方式在该电位区间内未发生改变, 这与前面分析一致. Kim等[13]研究苯乙炔吸附在金溶胶上时, 发现位于1962和1985 cm－1两处肩峰. 而我们只观察到位于1969 cm－1谱峰, 这与Kim的研究结果略有不同. 究其原因, 一方面溶胶和粗糙电极表面存在差异; 另一方面, 不同的环境条件(诸如不同的激光频率和功率, 不同的电解质等)可能导致苯乙炔发生聚合, 甚至生成了金属炔化物.

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化 学 学 报 V ol. 67, 2009

表1 苯乙炔、苯乙烯和苯乙烷的主要谱峰归属[13,19,20]

Table 1 The assignment of main Raman and SERS bands of phenylacetylene, styrene and ethylbenzene

Phenylacetylene Styrene Ethylbenzene

Raman SERS (－0.4 V) SERS (－1.4 V) Raman SERS (OCP)SERS (－1.2 V)Raman Assignment a

2111 2013

ethynyl ν(C ≡C)

1631 1532 vinyl ν(C ＝C) 1599 1591 1585 1601 1595 1584 1606 ν(C —C)

1489 1482 1481 1495

1479

1497 ν(C —C)

1412 1403

Vinyl δ(＝CH2)

1194 1200 1202 1203 1196 1201 1202 ν(C —X) 1177 1175 1178 1181 1179 1178 1184 β(C —H)

1100 1100 1093 β(C —H)＋ν(C —C) 1062 1062 1066 β(C —C —H) 1027 1025 1035 1033 1031 1030 1031 β(C —H)

1000 998 1002 999 999 1001 1004 Ring breathing 976 974 966 γ(C —H) 911 909 912 906 γ(C —H) 884 889 846 γ(C —H)

762 787 768 774 774 768 770 α(C —C —C) X -sens 622 620

621 620 618 620 α(C —C —C)＋γ(CC —H)

560 560 556 β(C —H)

a

α and β, in-plane deformation; γ, out-of-plane deformation; ν, stretching; X

-sens, substituent sensitive mode.

图1 吸附在金电极表面的苯乙炔随电位变化的SERS 谱图 Figure 1 Potential dependent SER spectra of phenylacetylene adsorbed on the gold electrode

2.2 电极表面的反应及其机理

除了以上对吸附方式、表面结构及叁键区多峰现象的研究外, 苯乙炔分子在金属表面可能发生的反应对于合适分子导线的选择尤为重要, 但迄今为止相关研究却未见报道. 为此, 我们利用现场SERS 对苯乙炔分子在金电极表面反应及机理进行了初步探讨. 图1中当电位

图2 2094 cm －

1处的谱峰随电位的位移变化曲线

Figure 2 Potential-Raman shift profile of the band at 2094 cm －1

在560, 768, 884, 911, 976, 1062, 1100 cm －

1等多处有新

峰生成, 同时观察到体系电流发生突变, 说明在此电位下, 电极表面可能发生反应生成了新物质. 由于研究体系在水溶液中进行, 且反应在极端负电位下发生, 初步推测苯乙炔分子发生了加氢还原反应, 而加氢反应可能在具有不饱和键的苯环和叁键上发生.

由图1可见, 即使电位负移至－1.4 V, 仍能检测到苯环呼吸和伸缩振动(998, 1591 cm －1), 由此说明苯环并没有被加氢, 这是由于苯环未与金属表面直接成键, 受

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徐敏敏等：苯乙炔吸附在金电极上的现场表面增强拉曼光谱研究

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察到这两个峰强度有所降低, 这一方面由于极端负电位下析氢, 表面吸附分子脱附; 另一方面由于加氢产物在该电位下与电极表面作用较弱, 苯乙烷难溶于水, 因此可能以物理吸附方式在表面富集, 这与以前观察到苯的加氢现象相似[16]. 而叁键与金属表面直接成键, 其受电极表面电位影响较大, 因此可认为碳碳叁键在负电位下被加氢还原, 其加氢产物为苯乙烯或苯乙烷. 为了确认最终生成产物的组成, 以苯乙烯为探针分子进行现场SERS 的研究(如图3所示). 开路电位下, 谱峰中并没有出现如图1在极端负电位下检测到的新峰, 可见在极端电位下电极表面生成的并不是苯乙烯. 事实上, 苯乙烯仍有可能被加氢生成苯乙烷, 为此在苯乙烯体系中将电位逐渐负移, 在－1.2 V 时也观察到新峰(如图3所示). 图1中－1.2 V 时检测的SERS 光谱特征与图3在－1.2 V 时的光谱特征相吻合, 且与苯乙烷的拉曼谱峰特征相对应(如图4), 说明苯乙炔和苯乙烯均会在负电位下被加氢还原, 最终生成苯乙烷, 以上研究可确定最终产物为苯乙烷, 且苯乙炔的叁键可能是分步完成加氢. 图1中, 当电位调至－0.6 V 时, 1536 cm －1出现一弱峰, 直至 －1.2 V 大量新峰生成时消失. 图3中苯乙烯的1532 cm －1峰也在大量新峰生成时消失. 而位于1532 cm －1的谱峰可能是发生红移的碳碳双键的特征谱峰[17,18]. 所以在－0.6 V 至－1.2 V 的电位区间内, 苯乙炔经过中间步骤生成苯乙烯, 最终被完全加氢为苯乙烷

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图3 金电极表面苯乙烯现场电化学SERS 光谱

Figure 3 Potential dependent SER spectra of styrene adsorbed on the gold electrode surface

3 结论

负电位下苯乙炔分子现场拉曼光谱的变化研究表

图4 苯乙烷的普通拉曼光谱

Figure 4 Normal Raman spectrum of ethylbenzene

明苯乙炔分子垂直吸附在金电极表面, 炔基碳与电极表面成键. 一定电位区间内, 分子在电极表面的吸附方式并未发生改变. 同时, 随着电位逐渐变负, 苯乙炔的苯环没有被加氢, 而碳碳叁键被完全加氢, 且加氢过程通过中间步骤生成苯乙烯, 最终被还原成苯乙烷.

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(A0802122 Chen, J.; Dong, H.)

Ram_拉曼光谱

拉曼光谱 拉曼光谱学是用来研究晶格及分子的振动模式、旋转模式和在一系统里的其他低频模式的 一种分光技术。[1]拉曼散射为一非弹性散射，通常用来做激发的激光范围为可见光、近红 外光或者在近紫外光范围附近。激光与系统声子做相互作用，导致最后光子能量增加或减少，而由这些能量的变化可得知声子模式。这和红外光吸收光谱的基本原理相似，但两者 所得到的数据结果是互补的。 通常，一个样品被一束激光照射，照射光点被透镜所聚焦且通过分光仪分光。波长靠近激 光的波长时为弹性瑞利散射。 自发性的拉曼散射是非常微弱的，并且很难去分开强度相对于拉曼散射高的瑞利散射，使 得得到的结果是光谱微弱，导致测定困难。历史上，拉曼分光仪利用多个光栅去达到高度的分光，去除激光，而可得到能量的微小差异。过去，光电倍增管被选择为拉曼散射讯号 的侦测计，其需要很久的时间才能得到结果。而现今的技术，带阻滤波器 (notch filters) 可有效地去除激光且光谱仪或傅里叶变换光谱仪和电荷耦合元件 (CCD) 侦测计 的进步，在科学研究中，利用拉曼光谱研究材料特性越来越广泛。 有很多种的拉曼光谱分析，例如表面增强拉曼效应、针尖增强拉曼效应、偏极拉曼光谱……等。 拉曼光谱的特点： 提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外 1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。 2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。 相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器

拉曼光谱

拉曼光谱实验报告 一、实验目的 1. 了解拉曼光谱的基本原理、主要部件的功能； 2. 了解拉曼光谱对所观察与分析样品的要求； 3. 了解拉曼光谱所观察材料的微观组织结构和实际应用； 4. 初步掌握制样技术和观察记录方法 二、实验仪器原理 1928年C.V.拉曼实验发现，当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象称为拉曼散射，同年稍后在苏联和法国也被观察到。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱，其中频率较小的成分υ0－υ1又称为斯托克斯线，频率较大的成分υ0+υ1又称为反斯托克斯线。靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱；远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。瑞利散射线的强度只有入射光强度的10-3，拉曼光谱强度大约只有瑞利线的10-3。小拉曼光谱与分子的转动能级有关，大拉曼光谱与分子振动-转动能级有关。拉曼光谱的理论解释是，入射光子与分子发生非弹性散射，分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0－υ1的光子（即吸收的能量大于释放的能量），同时分子从低能态跃迁到高能态（斯托克斯线）；分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0+υ1的光子（即释放的能量大于吸收的能量），同时分子从高能态跃迁到低能态（反斯托克斯线)。分子能级的跃迁仅涉及转动能级，发射的是小拉曼光谱；涉及到振动-转动能级，发射的是大拉曼光谱。与分子红外光谱不同，极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射的研究及其应用。拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。 拉曼效应起源于分子振动（和点阵振动）与转动，因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。用虚的上能级概念可以说明了拉曼效应： 设散射物分子原来处于基电子态，当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态（Virtual state），虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。

拉曼常见问题

一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，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632.8nm。 1. 两者是一回事。ramanshift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Ramanshift；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Ramanshift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Ramanshift。 二、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。 三、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。 四、什么是共焦显微拉曼光谱仪? 1. 共焦拉曼指的是空间滤波的能力和控制被分析样品的体积的能力。通常主要是利用显微镜系统来实现的。 仅仅是增加一个显微镜到拉曼光谱仪上不会起到控制被测样品体积的作用的—为达到这个目的需要一个空间滤波器。

拉曼光谱实验报告

拉曼光谱实验 姓名学号 何婷21530100 李玉环21530092 宋丹21530111 [实验目的] 1、了解Raman光谱的原理和特点； 2、掌握Raman光谱的定性和定量分析方法； 3、了解Raman光谱的谱带指认。 4、了解显微成像Raman光谱。 [仪器和装置] 1、显微Raman光谱系统一套，拉曼光谱仪的型号为SPL-RAMAN-785 USB2000+的拉曼光谱仪，自带785nm激光； 2、带二维步进电机平移台一台（有控制器一台）； 3、PT纳米线样品； 4、光谱仪软件SpectraSuite； 5、步进电机驱动软件； 6、摄像头（已与显微镜集成在一起）。 [实验内容] 1、使用显微Raman系统及海洋光谱软件对单根或多根纳米线进行显微Raman光谱测量， 对测量的图和标准图进行比较，并通过文献阅读对PT纳米线Raman（测量和标准）的谱峰进行指认。 2、使用显微拉曼扫描系统进行二维样品表面拉曼信号收集，并生成样品表面特定波长处的 拉曼信号强度三维图，模拟样品表面拉曼表征。选择多个拉曼波长对样品形状进行观察。[实验结果及分析]

观察PbTiO3的拉曼散射谱并比对具体的拉曼散射光谱数据进行分析，可以找到以上10个拉曼散射峰，分别位于784.54nm，794.94 nm，798.60 nm，802.90 nm，806.84 nm，811.91 nm，817.10 nm，825.29 nm，832.44 nm，879.69nm附近，对应的Raman Shift分别是-7.46 cm-1 159.28 cm-1 216.94 cm-1 284.00 cm-1 344.82 cm-1 422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-1 1371.21 cm-1。 （通过Raman Shift=1/λ入射-1/λ散射计算得到） PT纳米线Raman测量的谱峰指认： 分析可知，-7.46 cm-1 159.28 cm-1 216.94 cm-1 284.00 cm-1 344.82 cm-1 422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-1附近的9个振动模，分别对应于PbTiO3的A1（1TO），E（1LO），E（2TO），B1+E，A1（2TO），E（2LO）+A1（2LO），E（3TO）A1（3TO），A1（3LO）声子模。 位于159.28 cm-1附近的模对应PbTiO3纳米线表面的TiO6八面体相对于Pb的振动；位于500.44 cm-1附近的模分别对应于表面Ti-O或Pb-O键的振动；位于725.97 cm-1附近的模对应于TiO6八面体中Ti-O键的振动。而位于284.00 cm-1的振动模为静模。此外，在725.97 cm-1处PbTiO3还具有额外的Raman振动模，可能与该相中含有大量且复杂的晶胞结构有关。据报道，复杂钙钛矿结构中氧八面体的畸变或八面体内B位离子的移动在某种程度上会破坏平移对称性，引起相邻晶胞不再具有相似的局部电场和极化率。 位于-7.46 cm-1处的拉曼峰强度增强，相比标准PbTiO3纳米线，其余拉曼峰强度均减弱。798nm处样品表面拉曼信号三维强度图：

激光拉曼光谱实验报告

激光拉曼光谱实验报告 摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3Nd + ：4YVO 晶体并倍频后得到的532nm 激 光作为激发光源照射液体样品的4CCL 分子而得到的拉曼光谱，谱线很好地吻合了理论分析的4CCL 分子4种振动模式，且频率的实验值与标准值比误差低于2%。又利用偏振片及半波片获得与入射光偏振方向垂直及平行的出射光，确定了各振动的退偏度，分别为、、、，和标准值0和比较偏大。 关键词:拉曼散射、分子振动、退偏 一， 引言 1928年，印度物理学家拉曼（）和克利希南（）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（）和曼杰尔斯达姆（）也在晶体石英样品中发现了类似现象。在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。 拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。 20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。 拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。拉曼光谱的分析方向有定性分析、结构分析和定量分析。

拉曼光谱实验问题

拉曼光谱实验问题 请教喇曼谱实验时，如何选择激发波长，1064nm?还是785nm或633nm? 请指教，谢谢！...谢谢专家。 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。 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。 拉曼散射是光子与分子的相互作用，当激发光子的能量接近两个电子态之间的跃迁能量时，就会出现共振拉曼或者共振荧光。共振效应（共振拉曼或共振荧光）的存在与否取决于激发激光的波长。如果激发光子不能给分子提供足够的能量，相应的产生荧光的跃迁将不能发生。然而，如果产生了荧光，其强度将远远大于拉曼散射光，从而会掩盖拉曼信号的特征。有时，荧光还来自于被污染的样品中所存在的杂质，或者来自于一种包裹物周围的本底物质。 选择激发激光波长是避免荧光辐射一种行之有效的方法。对于大多数样品而言，选择近红外或者紫外激光可以避免激发荧光。近红外激发下，激光光子没有足够的能量以激发出分子荧光；紫外激发下，虽然激发出分子荧光，但是荧光辐射和拉曼信号的能量相差甚多。 原文由wuzl发表: 感谢指教。喇曼位移应和激发光波长没有关系，但喇曼散射的强度应该和波长的有关，另外仪器光学系统对波长响应也应有最佳选择，选择波长时这2个方面要考虑吗？ 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。 一种基于多波长激发的拉曼光谱的荧光消除方法，涉及一种化学分析和光电信号处理方法，它是通过激光光源依次产生的多个相近波长激光照射到同一被测样品上，依次激发出由荧光和拉曼光组成的混合光谱；光谱仪采集到各混合光谱信号，对齐各混合光谱，通过全光谱积分值归一化校正光谱信号幅度，得到经过横坐标对齐和纵坐标幅度校正的光谱；求取各混合光谱两两间差值，该差值即为荧光信号的差分值，计算该差分值的逆差分，逆差分除以差分步长得到的是荧光背景值与一个常数的和，最后从混合光谱中扣除该荧光背景值，即可分离出纯净的拉曼光谱，实现拉曼光谱的荧光消除目的。本发明方法合理，能有效地消除背景荧光，而且成本低、使用方便，易于推广使用。

激光拉曼实验报告

激光拉曼及荧光光谱实验 一、实验目的 1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理； 2、 掌握LRS – II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法； 3、 研究四氯化碳CCL 4、苯C 6H 6等物质典型的振动—转动光谱谱线特征。 二、实验原理 2.1 基本原理 分子有振动。原子分双子的振动按经典力学的观点可以看成是简谐振子，其能量为 A 是振幅，k 是力常数。按照量子力学，简谐振子的能量是量子化的， t=0，1，2，3，···，是振动量子数，f 是振子的固有振动频率。如果在同一电子态中，有振动能级的跃迁，那么产生的光子能量 hf t t E E h )('12-=-=ν 波数为 CO 在红外部分有4.67微米、2.35微米、1.58微米等光谱带，其倒数之比近似为1： 2：3。当Δt=1时，测得的ν ~反映了分子键的强弱。 分子有转动。双原子分子的转动轴是通过质心而垂直于联接二原子核的直线的。按照经典力学，转动的动能是 式中P 是角动量，Ｉ是转动惯量， 222211r m r m I += 可以证明 I P I E 2212 2= =ω2 2 2 121r r m m m m I μ=+= 2222 1212 1 kA kx mv E =+ = 2 12 1m m m m m += hf t E )2 1(+=m k f π21= ,3,2,)(1 ~12ωωωωλ ν =?=-'=-= =t c f t t hc E E

上式中ｒ１，ｒ２和ｒ分别代表两原子到转轴的距离及两原子之间的距离，μ称为约化质量。按照量子力学，角动量应等于 代入上式得 此式可以从量子力学直接推得，Ｊ称为转动量子数。当Ｊ＝０，１，２，３，···等值时，相应的Ｊ（Ｊ＋１）＝０，２，６，１２，···，所以能级的间隔是I h 228π的２，４，６，８，···倍。 实验和理论都证明纯转动能级的跃迁只能在邻近能级之间，就是ΔＪ＝±１。所得 光谱的波长应该有下式表达的值： 谱线波数（ν ~）的间隔是相等的。ＨCL 分子远红外吸收谱中，曾观察到很多条吸收线，这些线的波数间隔应该是２Ｂ，实验测得：Ｂ＝１０．３４厘米 －１ ，所以由此求得 转动惯量Ｉ，进而求得ＨCL 分子中原子之间的核间距这一重要数据。 多原子分子的转动可以近似地看作刚体的转动，这涉及到多个转轴的不同的转动惯量。其谱线结构较为复杂，只有直线型的分子和对称高的分子转动曾研究出一些结果。在分析化学领域中提供了一些分析样品的标准特征谱线可供实验参照。 光通过透明的物体时，有一部分被散射。如果入射光具有线状谱，散射光的光谱中 除有入射光的谱线外，还另有一些较弱的谱线，这些谱线的波数ν '~等于入射光某一波数0~ν加或减一个数值，即10~~~ννν±='。新出现谱线的波数与入射光的波数之差发现与光源无关，只决定于散射物。如果换一个光源，0~ν不同了，但如果散射物不变换，那么0~~νν-'还是等于原来的1~ν，散射光的波数变动反映了散射物的性质。由于散射光的波数等于入射光的波数与另一数值1 ~ν组合的数值，所以这样的散射称作组合散射。 可以在紫外或可见区观测分子的振动和转动能级，通过选择波长在可见光波段的激 ,2,1,0,2) 1(=+=J h J J P π ) 1(82 2+= J J I h E πIc h B J BJ J J J J Ic h hc E E 2''''2'8, ,3,2,12)]1()1([8~1 ππνλ= ==+-+=-==

拉曼光谱实验报告

成绩 评定 教师 签名 嘉应学院物理学院近代物理实验 实验报告 实验项目：拉曼光谱 实验地点： 班级： 姓名： 座号： 实验时间：年月日

图2 ν? 0ν ν? 斯托克斯线 瑞利线 反斯托克斯线 一、实验目的： 1、 了解拉曼散射的基本原理 2、 学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析方法。 二、实验仪器和用具： RBD 型激光拉曼光谱仪 三、实验原理： 按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为瑞利散射、布利源散射、拉曼散射；其中瑞利散射最强，拉曼散射最弱。在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动（转动、振动等）而变化，所以产生拉曼散射。 在量子理论中，把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。在弹性碰撞过程中，光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图（1a ）；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值12E E E ?=-，当光量子把一部分能量交给分子时，频率较低的光为斯托克斯线，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能量，从而处于激发态1E ，如图（1b ），这时的光量子的频率为0ννν'=-?；光量子从较大的频率散射，称为反斯托克斯线，这时的光量子的频率为0ννν'=+?。 最简单的拉曼光谱如图2所示，中央的是瑞利散射线，频率为0ν，强度最强；低频一侧的是斯托克斯线，强度比瑞利线的强度弱很多；高频的一侧是反斯托克斯线，强度比斯托克斯线的 图（1a ） 0h ν ()0h νν+? 0h ν ()0h νν-? 图（1b ） （上能态是虚能态，实 际不存在。这样的跃迁 过程只是一种模型实 际并没有发生） 0h ν 0h ν 0h ν 0h ν

表面增强拉曼光谱的目标之一是制作SERS活性的纳米结构(精)

[1]Gary Braun, Ioana Pavel, Andrew R. Morrill, Dwight S. Seferos, Guillermo C. Bazan,Norbert O. Reich,and Martin Moskovits.Chemically Patterned Microspheres for Controlled Nanoparticle Assembly in the Construction of SERS Hot Spots.J. AM. CHEM. SOC. 2007, 129, 7760-7761 表面增强拉曼光谱的目标之一是制作SERS活性的纳米结构，重现性好，可靠，灵敏，通过控制密度和分布的电磁（EM）的“热点”（地方的SERS增强和安置在这些区域内的分析物分子）。 纳米技术，纳米线捆包括二聚体团聚的建设，提出一个超敏感的SERS有为平台，以满足这一挑战。排列高度有序的筏或紧密堆积的纳米粒子或金属薄膜组成的2-D定期纳米蒸发超过模板领域。 在这种沟通中，我们证明化学方法驱动SERS活性系统克服了这一挑战。使用短链接分子作为模型分析物结合了一种新型的微球（MS）的图形技术，使用常规的光学显微镜，拉曼光谱和TEM分析可以发现纳米粒子（NP）热点。消除了测绘大面积的SERS信号的需要。此外，NP的聚合由MSs大小限制。这单一的NP集群的分析，所以匹配的激光探头直径和MS（1uM 0.88uM 分别的NP集群分析是可能的，我们描述了如何自我组装技术允许跨越多个尺度的光学识别和结构与功能分配。掩蔽过程模式二氧化硅微球的支撑面与不同地区的两个化学亲和力。有选择性地结合纳米银（银粒子） 使他们成为MS的表面上的离散点的本地化。 随着银结合的双功能连接器的NP随后交联步骤绘制的MSs小的银纳米粒子团聚在一起，形成一个设在路口的连接器数量。 MSs的微米大小，

激光拉曼光谱的原理和应用及拉曼问答总结(整理完毕)

激光拉曼光谱的原理和应用 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会暗原来的发现透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究 推荐激光拉曼光谱法是以拉曼散射为理论基础的一种光谱分析方法。 激光拉曼光谱法的原理是拉曼散射效应。 拉曼散射：当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时，大部分光子只是发生改变方向的散射，而光的频率并没有改变，大约有占总散射光的10-10-10-6的散射，不公改变了传播方向，也改变了频率。这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。 对于拉曼散射来说，分子由基态E0被激发至振动激发态E1，光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E反映了指定能级的变化。因此，与之相对应的光子频率也是具有特征性的，根据光子频率变化就可以判断出分子中所含有的化学键或基团。 这就是拉曼光谱可以作为分子结构的分析工具的理论工具。 拉曼光谱仪的主要部件有： 激光光源、样品室、分光系统、光电检测器、记录仪和计算机。 应用 激光拉曼光谱法的应用有以下几种：在有机化学上的应用，在高聚物上的应用，在生物方面上的应用，在表面和薄膜方面的应用。 有机化学 拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段，拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是碇化学键、官能团的重要依据。利用偏振特性，拉曼光谱还可以作为顺反式结构判断的依据。 高聚物 拉曼光谱可以提供关于碳链或环的结构信息。在确定异构体（单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等）的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光谱为工具，在高聚物的工业生产方面，如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束分子的观测，以及聚乙烯磨损碎片结晶度的测量等研究中都彩了拉曼光谱。 生物 拉曼光谱是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光谱很弱、谱图又很简单，故拉曼光谱可以在接近自然状态、活性状态下来研究生物大分子的结构及其变化。拉曼光谱在蛋白质

可循环表面增强拉曼光谱基底的制备及其应用

第３　 １卷，第２期 光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．２，ｐｐ ３９４－３９７２　０　１　１年２月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２ ０１１　可循环表面增强拉曼光谱基底的制备及其应用 倪丹丹１，王伟伟，姚建林＊，张雪姣，顾仁敖 苏州大学材料与化学化工学部，江苏苏州　２１５１２３ 摘　要　以氨基硅烷为偶联剂，硅酸钠为硅源，合成了一种以金为核，二氧化硅为壳的核壳纳米粒子。通过调节硅酸钠的量，反应温度和反应时间控制二氧化硅壳层厚度，获得理想的表面增强效应。通过研究表面增强拉曼光谱（ＳＥＲＳ）信号强度和二氧化硅层厚度之间的关系优化基底的制备条件。采用对巯基苯和联吡啶作为探针分子进行ＳＥＲＳ实验，在一定浓度范围内得到ＳＥＲＳ信号强度和浓度的对数之间的线性关系，实验结果表明此组装有Ａｕ＠ＳｉＯ２的ＩＴＯ基底作为可循环利用基底可定量分析吸附物种的浓度。关键词　Ａｕ＠ＳｉＯ２纳米粒子；表面增强拉曼光谱；基底；循环；定量分析 中图分类号：Ｏ６５２．７ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１１）０２－０３９４－０４　收稿日期：２０１０－０４－２８，修订日期：２０１０－０８－ ０３　基金项目：国家自然科学基金项目（ ２０７７３０９１，２０９７３１２０）资助　作者简介：倪丹丹，女，１９８５年生，苏州大学材料与化学化工学部硕士研究生 ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｏｃｈｏｗ＿ｎｄｄ＠１ ２６．ｃｏｍ＊通讯联系人 ｅ－ｍａｉｌ：ｊｌｙ ａｏ＠ｓｕｄａ．ｅｄｕ．ｃｎ引　言 表面增强拉曼光谱（ｓｕｒｆａｃｅ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｒａｍａｎ　ｓｐ ｅｃｔｒｏｓｃｏ－ｐｙ ，ＳＥＲＳ）是一种重要的表面谱学技术，它不仅可以从分子水平上提供丰富的光谱信息鉴别吸附在金属表面的物 种［ １，２］ ，给出有关吸附分子表面取向的信息，还可以通过控制表面粗糙度、溶胶粒子尺寸获得理想的ＳＥＲＳ效应，特别是纳米科技的飞速发展赋予ＳＥＲＳ光谱新的生机和活力，其 可望成为表面科学研究的重要工具之一［３，４］ 。虽然ＳＥＲＳ的 机理及应用均得到了快速的进展，但迄今为止，将ＳＥＲＳ技术用于定量分析仍然存在较大困难，这主要由于ＳＥＲＳ增强效应重现性不理想，基底循环使用较困难以及结果横向对比性较差等原因造成的。 虽然裸露的单金属或复合金属纳米粒子具有极高的ＳＥＲＳ效应，但由于部分物种的吸附是不可逆的，因此此类 基底无法作为第二次检测的基底，特别是纳米粒子的尺寸、表面状态以及纳米粒子的间距等都极大地影响了其ＳＥＲＳ效应，这造成了不同基底之间的横向可比性较差，只能用于高 灵敏度的定性检测，而无法用于定量检测［ ５］ 。最近表面惰性氧化物包裹的币族金属纳米粒子具有较好的稳定性，良好的 ＳＥＲＳ效应［６］ ，Ｔｉａｎ等将其用于研究单晶表面的吸附行为，通过内核金的长程ＳＥＲＳ效应获得了单晶表面分子的信号， 同时由于ＳｉＯ２层对单晶表面的吸附行为并没有影响 ［７］ ，由 此可见包裹ＳｉＯ２层后可使分子在核壳粒子表面的吸附仅靠 物理作用，而内核的ＳＥＲＳ效应仍可表达。本文制备Ａｕ＠ ＳｉＯ２核壳纳米粒子并研究其Ｓ ＥＲＳ增强效应及其作为可重复利用基底进行定量分析的可行性。 １　实　验 １．１　试剂与仪器 ３－氨丙基－三甲氧基硅烷（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙ ｓｉ－ｌａｎｅ，ＡＰＴＭＳ）（纯度９７％）购自Ａｌｆａ　Ａｅｓａｒ，硅酸钠（Ｎａ２Ｏ（ＳｉＯ２）３－５，２７Ｗｔ％ＳｉＯ２）和聚乙烯吡啶（ｐｏｌｙ（４－ｖｉｎｙｌｐｙｒｉ－ｄｉｎｅ），Ｍｗ＝１６０　０００，ＰＶＰ）购自Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，其余试剂均为分析纯；实验所用水均为Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ公司超纯水仪提供的电阻率大于１８．０ＭΩ·ｃｍ的超纯水。使用Ｔｅｃｎａｉ　Ｆ３０透射电子显微镜及Ｈｉｔａｃｈｉ　Ｓ－４８００场发射扫描电子显微镜表征纳米粒子及组装基底。Ｒａｍａｎ光谱实验采用Ｈｏｒｉｂａ的ＬａｂＲａｍＨＲ８００型共聚焦显微拉曼光谱仪，激发光波长为６３２．８ｎｍ。１．２　纳米粒子的制备 直径为５５ｎｍ的金种子的合成采用柠檬酸三钠还原氯金 酸的方法［８］。步骤如下：将１００ｍＬ浓度为１．０×１０－４　 ｇ· ｍＬ－１氯金酸水溶液加热至沸腾，迅速加入０．７ｍＬ　 １．０×１０－２　 ｇ ·ｍＬ－１柠檬酸三钠水溶液，３ｍｉｎ之内溶液由透明淡黄色变为黑色最后变成紫红色［９］ ，继续搅拌回流１５ｍｉｎ ，拆除装置待溶胶自然冷却至室温备用。 Ａｕ＠ＳｉＯ２纳米粒子的合成采用水解硅酸钠的方法 ［１０］ ，步骤如下：取３０ｍＬ上述制备的金溶胶，室温搅拌下加入新

激光拉曼光谱仪实验报告

实验六 激光拉曼光谱仪 【目的要求】 1.学习和了解拉曼散射的基本原理； 2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL 4的谱线； 【仪器用具】 LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL 4、计算机、打印机 【原 理】 1. 拉曼散射 当平行光投射于气体、液体或透明晶体的样品上，大部分按原来的方向透射 而过，小部分按照不同的角度散射开来，这种现象称为光的散射。散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。由于碰撞方式不同，光子和分子之间会有多种散射形式。 ⑴ 弹性碰撞 弹性碰撞是光子和分子之间没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，使得散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3×105HZ ，在光谱上称为瑞利散射。瑞利散射在光谱上给出了一条与入射光的频率相同的很强的散射谱线，就是瑞利线。 ⑵ 非弹性碰撞 光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，这不仅使光子改变了其运动方向，也改变了其能量，使散射光频率与入射光频率不同，这种散射在光谱上称为拉曼散射，强度很弱，大约只有入射线的10-6。 由于散射线的强度很低，所以为了排除入射光的干扰，拉曼散射一般在入射线的垂直方向检测。散射谱线的排列方式是围绕瑞利线而对称的。在拉曼散射中散射光频率小于入射光频率的散射线被称为斯托克斯线；而散射光频率大于入射光频率的散射线被称为反斯托克斯线。斯托克斯线和反斯托克斯线是如何形成的呢？在非弹性碰撞过程中，光子与分子有能量交换, 光子转移一部分能量给分子, 或者从分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值21E E E -=?。在光子与分子发生非弹性碰撞过程中，光子把一部分能量交给分子时，光子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(即斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能

拉曼光谱实验报告

嘉应学院物理学院近代物理实验 实验报告 实验项目：拉曼光谱 实验地点： 班级： 姓名： 座号：

实验时间：年月日 一、实验目的： 1、了解拉曼散射的基本原理 2、学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析方法。 二、实验仪器和用具： RBD型激光拉曼光谱仪 三、实验原理： 按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为瑞利散射、布利源散射、拉曼散射；其利散射最强，拉曼散射最弱。在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子部的运动（转动、振动等）而变化，所以产生拉曼散射。 在量子理论中，把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。在弹性碰撞过程中，光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图（1a）；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换，从而使它的频率改变，它取自或给

图2 ν?0νν? 斯托克斯线瑞利线反斯托克斯线予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值 12 E E E ?=-，当光量子把一部分能量交 给分子时，频率较低的光为斯托克斯线，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能 量，从而处于激发态 1 E，如图（1b），这时的光量子的频率为 ννν '=-?；光量子从较大 的频率散射，称为反斯托克斯线，这时的光量子的频率为 ννν '=+?。 最简单的拉曼光谱如图2所示，中央的是瑞 利散射线，频率为 ν，强度最强；低频一侧的 是斯托克斯线，强度比瑞利线的强度弱很多；高 频的一侧是反斯托克斯线，强度比斯托克斯线的 强度又要弱很多，因此并不容易观察到反斯托克 斯线的出现，但反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增大。斯托克斯线和反斯托克斯 线通常称为拉曼线，其频率常表示为 νν ±?，ν?称为拉曼频移。为尽可能地考虑增强入射光的光强和最大限度地收集散射光，又要尽量地抑制和消除主要来自瑞利散射的背景杂散光，提高仪器的信噪比。拉曼光谱仪一般由图3所示的五个部分构成。 仪器的外形示意图见图5所示。仪器配套实验台，各分部件安装于实验台上，实验台结实平稳，满足精度光学实验的要求。 图3 拉曼光谱仪的基本结构

拉曼光谱问答总结

拉曼光谱问答总结（转自光谱网） 一、测试了一些样品，得到的是，但是文献是，不知道它们之间的转换公式是怎么样的？激光波长。 . 两者是一回事。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，单位－。 .两者一回事。 拉曼频移指频率差，但通常用波数表示，单位－，可以说某个谱峰拉曼位移是？？波数，或？？－。 .在谱中，有两种理解，一种是相对波数，这时就等于；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，这时等于（激发波长减去 峰的绝对波数）。 所以通常在谱中，一般可理解为。 二、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。 . 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？ . 你测出的玻璃的信号，有没有可能们焦点位置不对？ . 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。 . 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 .建议： （）有机液体里面的分析物质浓度多大? 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。 （）你用的是共聚焦吗？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。（）玻璃是无定形态物质，应该信号比较弱才对。 三、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？ . 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

表面增强拉曼光谱技术在食品安全现场快速检测中的应用

表面增强拉曼光谱技术在食品安全现场快速检测中的应用 欧普图斯（苏州）光学纳米科技有限公司（OptoTrace?，光纳科技?） 摘要： 本文综述了表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测领域中的应用，具体介绍了表面增强拉曼光谱技术用于快速检测三聚氰胺、苏丹红Ⅰ号、孔雀石绿等违禁添加剂。利用光纳科技开发的RamTracer?系列便携式激光拉曼光谱仪和拥有专利技术的表面增强试剂以及芯片（NanoDog?），通过简单的样品前处理手段，即可实现对食品中非法添加剂和过量添加剂进行现场实时检测。其中，三聚氰胺标准品系统检测时间小于1分钟，方法检测限为2mg/L；苏丹红Ⅰ号标准品系统检测时间约为1分钟，方法检测限为10μg/L；孔雀石绿标准品系统检测时间约为2分钟，方法检测限为1μg /L。因而表面增强拉曼光谱技术提供了食品安全领域现场快速检测的应用前景。 概述： 拉曼光谱(Raman Spectroscopy) 分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，其谱线位置(位移值)、谱线数目、和谱带强度等直接反映了基于化学分子键的延伸和弯曲的振动模式信息，进而可以了解分子的构成及构象信息。20世纪60年代随着激光的问世并引入到拉曼光谱仪作为光源之后, 拉曼光谱技术得到了迅速的发展，出现了很多新的拉曼光谱技术，从而应用到许多领域。 光纳科技研发的RamTracer?系列便携式激光拉曼光谱仪体积远小于普通大型激光拉曼光谱仪，便于携带，适应现场检测需求，内置高容量可充电锂电池，可在现场持续工作约5小时以上；光源采用785nm稳频激光，功率可在0-300mW范围内连续调节，能够根据不同检测对象的性质进行实时调整；该系列激光拉曼光谱仪的光谱范围可达100cm-1-3300cm-1，可检测绝大多数常见物质，而6cm-1的高分辨率可解析复杂结构的分子信息，即便是检测含有多成份的混合物，也能得到清晰易辨识的拉曼谱图。

拉曼常见问题

一、测试了一些样品,得到的就是Ramanshift,但就是文献就是wavenumber,不知道它们之间的转换公式就是怎么样的？激光波长632、8nm。 1、两者就是一回事。ramanshift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就是？？波数,或？？cm－1。 3、在Raman谱中,wavenumber有两种理解,一种就是相对波数,这时就等于Ramanshift;另一种就是绝对波数(这在荧光光谱中用的比较多),这个绝对波数就是与激发波长有关,不同的激发波长得到的绝对波数就 是不一样的,这时Ramanshift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Ramanshift。 二、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就是玻璃的光谱。 1、我今天还在用激光拉曼测聚苯乙烯,没有出现您说的情况啊就是不就是玻璃管被污染的厉害？ 2、您测出的玻璃的信号,有没有可能们焦点位置不对？ 3、应该就是聚焦位置不对,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,您可以查一下“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测定的就是散射光,所以在溶液中的强度相对比较底,故分析物浓度要大些。 (2)您用的就是共聚焦Raman不？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)玻璃就是无定形态物质,应该Raman信号比较弱才对。 三、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,就是真正的荧光特征谱不？这与荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别？ 1、原则上说,拉曼谱中的荧光与荧光谱中的荧光就是一样的,只要激发波长与功率密度相同。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测定的就是散射光,得到的就是Raman shift、 Raman shift与绝对波长(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,特别就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(指的就是波长区域),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,但就是Raman光谱来测宽荧光峰,影响就比较大。 四、什么就是共焦显微拉曼光谱仪? 1、共焦拉曼指的就是空间滤波的能力与控制被分析样品的体积的能力。通常主要就是利用显微镜系统来实现的。 仅仅就是增加一个显微镜到拉曼光谱仪上不会起到控制被测样品体积的作用的—为达到这个目的需要一个空间滤波器。

激光拉曼光谱仪实验报告

实验六激光拉曼光谱仪 【目的要求】 1.学习和了解拉曼散射的基本原理； 2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL的谱线； 【仪器用具】 LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL、计算机、打印机 【原理】 1.拉曼散射 当平行光投射于气体、液体或透明晶体的样品上，大部分按原来的方向透射而过，小部分按照不同的角度散射开来，这种现象称为光的散射。散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。由于碰撞方式不同，光子和分子之间会有多种散射形式。 (1)弹性碰撞 弹性碰撞是光子和分子之间没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，使得散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3X 105HZ在光谱上称为瑞利散射。瑞利散射在光谱上给出了一条与入射光的频率相同的很强的散射谱线，就是瑞利线。 ⑵非弹性碰撞 光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，这不仅使光子改变了其运动方向，也改变了其能量，使散射光频率与入射光频率不同，这种散射在光谱上称为拉曼散射，强度很弱，大约只有入射线的10-6。 由于散射线的强度很低，所以为了排除入射光的干扰，拉曼散射一般在入射线的垂直方向检测。散射谱线的排列方式是围绕瑞利线而对称的。在拉曼散射中散射光频率小于入射光频率的散射线被称为斯托克斯线；而散射光频率大于入射光频率的散射线被称为反斯托克斯线。斯托克斯线和反斯托克斯线是如何形成的呢？在非弹性碰撞过程中，光子与分子有能量交换，光子转移一部分能量给分子或者从分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值=E - E2。在光子与分子发生非弹性碰撞 过程中，光子把一部分能量交给分子时，光子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(即斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能 量，从而处于激发态Ei,这时的光子的频率为、-- ■'■：■■-（入射光的频率为\ 0）;