拉曼光譜在煤炭分析中的應(yīng)用

拉曼光譜是一種散射光譜，是波譜分析技術(shù)的重要組成部分。拉曼光譜分析法是基于拉曼散射效應(yīng)，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。拉曼光譜在材料、化工、石油、高分子、生物、環(huán)保、地質(zhì)等領(lǐng)域都有應(yīng)用，隨著拉曼技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。拉曼光譜對碳材料的結(jié)構(gòu)有序狀態(tài)非常敏感，可以為結(jié)構(gòu)的有序性程度提供可靠的信息，是表征碳材料常用的、非破壞性的、快速的和高分辨的技術(shù)之一，因此，拉曼光譜常被用來表征石墨等碳質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)特征。煤碳具有高碳物料的特征，在結(jié)構(gòu)上和多晶石墨有相似之處。

用拉曼光譜測量物質(zhì)成分的基本原理

當(dāng)一束‘單色光’照射到樣品上后，分子可以使入射光發(fā)生散射。散射有兩種類型：

1）大部分光遇到原子后發(fā)生‘彈性散射’，光的方向改變了，而頻率沒有改變，這種散射稱為瑞利散射。

2）小部分光發(fā)生了‘化學(xué)鍵散射’，散射光的方向改變了，頻率也改變了，這種散射稱為拉曼散射。‘拉曼散射中存在頻率減少的部分’稱為斯托克斯散射，也存在‘頻率增加的’部分，這散射稱為反斯托克斯散射；斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多，拉曼光譜儀通常測定的是斯托克斯散射，也簡稱為測定拉曼散射。

值得強調(diào)的是，拉曼散射可以測量出化學(xué)鍵的‘頻率偏移量’和‘能量改變量’這兩個特征量，不同化學(xué)鍵有不同的特征量；由此可以計算確定出每個‘化學(xué)鍵的共振頻率’和‘共振能量’；分子可能有若干化學(xué)鍵，每個化學(xué)鍵都能被測出，于是不同分子就會有不同的‘拉曼光譜’，就像不同生物有不同的‘基因譜’一樣，‘拉曼光譜’是識別物質(zhì)的重要手段。

拉曼光譜儀故障檢查與維護

1.檢查儀器及所有附件是否已插上電源。

2.確保激光器(如果連接了電源)已插入并打開。由于有不同類型的激光器，請參考每個激光器的說明以獲得進一步的幫助。

3、檢查儀器的外罩處于安全的關(guān)閉工作狀態(tài)，聯(lián)鎖裝置正在運轉(zhuǎn)。

4.在有兩個或多個激光器的系統(tǒng)中，確保聯(lián)鎖系統(tǒng)就位，并且正確地打開激光器。

5.如果以上操作都檢查過了，就可以準(zhǔn)備光譜測試了。將樣品放在顯微鏡下，啟動光譜操作軟件。如果您仍然無法獲得光譜，請檢查以下項目。

6.確保樣品被正確地放置在顯微鏡下，也就是說，樣品被聚焦并照射在正確的位置。經(jīng)常需要改變不同的測試區(qū)域，以避免由于樣品不純而導(dǎo)致不良結(jié)果的可能性。

7.保證激光正確照射樣品，保證顯微鏡光闌的孔徑設(shè)置正確，位置正確(不同品牌的拉曼光譜儀根據(jù)自身要求加工)。

8、檢查所有這些軟件窗口的設(shè)置問題是否能夠正確。

便攜式拉曼光譜儀關(guān)鍵部件

一臺完整的拉曼光譜儀通常由激光器(光源)、樣品外光路、色散系統(tǒng)、信號接收系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)幾大部分組成。相對于高等級的實驗室系統(tǒng)，便攜式拉曼設(shè)備的內(nèi)部部件更簡單且模塊化程度更高，其關(guān)鍵的零部件包括光源模塊、光譜儀模塊以及拉曼探頭三樣。國產(chǎn)拉曼采用的光譜儀相較進口產(chǎn)品存在一定差距，主要體現(xiàn)在光譜分辨率、噪聲控制等方面。在激光光源模塊領(lǐng)域，國內(nèi)外拉曼大部分選用的激光器在體積和能量方面基本一致，主要在線寬和輸出穩(wěn)定方面存在差異。但僅針對便攜式拉曼設(shè)備的應(yīng)用來說，以上幾個關(guān)鍵部件國內(nèi)外廠商的技術(shù)水平相差已經(jīng)不大，國產(chǎn)產(chǎn)品正在靠近國外同類產(chǎn)品的水平，并且具有更高的性價。在拉曼光譜的主要器件——激光光源領(lǐng)域，近年來國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些供應(yīng)商，深圳市大族銳波傳感科技有限公司便是其中之一。