拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱,是基于光和材料的相互作用而产生的。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。拉曼光谱是一种无损的分析技术,它是基于光和材料内化学键的相互作用而产生的,可以提供样品化学结构、相和形态、结晶度以及分子相互作用的详细信息。
一张拉曼谱图通常由一定数量的拉曼峰构成,每个拉曼峰代表了相应的拉曼散射光的波长位置和强度。每个谱峰对应于一种特定的分子键振动,其中既包括单一的化学键,例如C-C, C=C, N-O, C-H等,也包括由数个化学键组成的基团的振动,例如苯环的呼吸振动,多聚物长链的振动以及晶格振动等。
1. 粉末量要求10mg以上;
2. 固体/块状样品尺寸要求最小2*2mm,最大不超出5*5cm;
3. 液体要求必须无毒无挥发性、无腐蚀性,需要2mL以上的体积量,浓度越高越好,有悬浮物最佳;
4. 其他特殊要求请先联系销售经理。
注:页面价格仅供参考,具体费用请联系相关负责老师确认。
案例一
1. 发文期刊:《Purohit S, Oswal P, Bahuguna A, et al. Catalytic system having an organotellurium ligand on graphene oxide: immobilization of Pd (0) nanoparticles and application in heterogeneous catalysis of cross-coupling reactions[J]. RSC advances, 2024, 14(37): 27092-27109.》
2. 案例展示:
3. 测试需求:
对氧化石墨烯(GO)、GO - cooh、GO - ten和GO - ten - pd(0)进行了系统的拉曼光谱研究,以了解GO从1到5(即GO - ten - pd(0))转变过程中所经历的变化
4. 测试解读:
氧化石墨烯的拉曼光谱[图1]3(a)]具有特征的D和G波段,分别位于1358和1599 cm−1。然而,GO-COOH中的D波段(即在1352、1347和1341 cm−1处分别可以看到GO-TeN和GO-TeN - pd[图(b) - (d)]。另一方面,G波段在1591、1584和1578 cm−1处发生共振。
1.同一个样品,为什么有时候有折线,有时候出峰很正常?
激光器的影响很大。下图是一个样品,不同的激光器测试,对于532和785 nm激光,拉曼信号被荧光淹没;但405 nm激光则很容易分辨。 但是仔细辨认其实出峰位置不会变化,说明改变激光器并不会改变出峰位置,只有当样品分子结构发生变化才会出现峰位置的变化。
2. 如何选择合适的激光器?激发波长的选择
波长范围 | 激发波长 | 优点 | 缺点 | 应用领域 |
紫外 | 325 | 能量高(激发效率高),拉曼散射效应强,提高了空间分辨率,抑制荧光 | 容易损伤样品,激光器成本很高,对滤波要求高(光学镜片要求高) | 荧光强的样品(石化类、生物类(DNA、RNA、蛋白质)、共振实验室) |
可见 | 488/514/532/633 | 应用范围广 | 荧光信号强 | 材料、化学、化学反应(无机材料)、生物医学、共振(石墨烯、碳材料)、表面增强 |
红外 | 785/830/1064 | 荧光干扰小 | 激发能量低(激发效率低)、拉曼信号弱 | 抑制荧光、化工类、生物组织、有机组织 |
激光波长的选择对于实验的结果有着重要的影响: 1)灵敏度:拉曼散射强度与激光波长的四次方成反比,因此,蓝/绿可见激光的散射强度比近红外激光要强15倍以上。2)空间分辨率:在衍射极限条件下,激光光斑的直径可以根据公式计算得出,其中是激发激光的波长,是所使用显微物镜的数值孔径。例如,采用数值孔径为0.9的物镜,波长532 nm激光的光斑直径理论上可以小到0.72微米,在同样条件下使用785 nm波长激光时,激光光斑直径理论上最小值为1.1微米,因此,最终的空间分辨率在一定程度上取决于激发激光的选择。 3)可以基于样品特性对激发波长进行优化:激发光波长的选择一般是为了避开荧光的干扰,因为拉曼位移与激发光频率无关,不同物质产生荧光的范围不同,只要能避开该物质的荧光带的激发光都是可以的。例如,蓝/绿色激光(440-565 nm)适合无机材料和共振拉曼实验(如碳纳米管和其它碳材料)以及表面增强拉曼实验(SERS);红色和近红外激光(660-830nm)适合于抑制样品荧光;紫外激光适合生物分子(蛋白质、DNA、RNA等)的共振拉曼实验以及抑制样品荧光。
3.拉曼的检测深度是多少呢?
拉曼是表面测试,探测深度只有10nm左右,光斑1um大小,样品均匀性对结果影响很大,如果测试出来结果没有出峰,说明在那个位置是没有该物质结构存在。
4.为什么没有出峰
可能是由于荧光的干扰,可以根据相关文献重新考虑激光器的选择,也可能是相关成分含量偏低所致。
5.拉曼光谱出峰强度的影响因素有哪些?
样品浓度、激光功率、条件参数、采谱时间等。
6.对粉末样品有什么要求?
粉末样品至少5mg,且尽量保证均一、可压制成片。
7.拉曼光谱是否能用来证明有线性分子的存在?
当然可以,但是这要拉曼方面比较深厚的基础,可以先建立模型进行模拟,然后跟实验相对照,能对应就是最大的说服力,拉曼光谱应该和分子的对称性相关,通过群论可以知道那些谱峰是有活性的,理论上是可以做到的。但对于较大的分子可能不容易。
8.拉曼系统自检具体是检测哪些硬件?是个什么过程?
主要是检测仪器内的运动部件,如需要旋转角度的光栅等。这种部件都会有自己的“机械零点”作为参考点。
9. 拉曼光谱能测出硅氢键吗?若能,具体对应多少波长?
很简单,硅片在HF中泡一下直接洗干测量,约在2100 cm-1附近。
10.拉曼图谱中峰位的强弱是什么因数造成的?
1. 从分析角度来说应该是所测样品中含有该成分的含量多少所影响的,当然也可能是因为该元素所受周围力场的影响所致;2. 排除含量的问题,分子结构是主要的影响因素;3. 和相应振动引起的极化率有关。