拉曼光譜在煤炭分析中的應用

拉曼光譜是一種散射光譜，是波譜分析技術的重要組成部分。拉曼光譜分析法是基于拉曼散射效應，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、轉動方面信息，并應用于分子結構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、環保、地質等領域都有應用，隨著拉曼技術的不斷發展，其應用范圍越來越廣泛。拉曼光譜對碳材料的結構有序狀態非常敏感，可以為結構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之一，因此，拉曼光譜常被用來表征石墨等碳質材料的結構特征。煤碳具有高碳物料的特征，在結構上和多晶石墨有相似之處。

用拉曼光譜測量物質成分的基本原理

當一束‘單色光’照射到樣品上后，分子可以使入射光發生散射。散射有兩種類型：

1）大部分光遇到原子后發生‘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）小部分光發生了‘化學鍵散射’，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。

值得強調的是，拉曼散射可以測量出化學鍵的‘頻率偏移量’和‘能量改變量’這兩個特征量，不同化學鍵有不同的特征量；由此可以計算確定出每個‘化學鍵的共振頻率’和‘共振能量’；分子可能有若干化學鍵，每個化學鍵都能被測出，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閉工作狀態，聯鎖裝置正在運轉。

4.在有兩個或多個激光器的系統中，確保聯鎖系統就位，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。經常需要改變不同的測試區域，以避免由于樣品不純而導致不良結果的可能性。

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

8、檢查所有這些軟件窗口的設置問題是否能夠正確。

便攜式拉曼光譜儀關鍵部件

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、信號接收系統和信息處理系統幾大部分組成。相對于高等級的實驗室系統，便攜式拉曼設備的內部部件更簡單且模塊化程度更高，其關鍵的零部件包括光源模塊、光譜儀模塊以及拉曼探頭三樣。國產拉曼采用的光譜儀相較進口產品存在一定差距，主要體現在光譜分辨率、噪聲控制等方面。在激光光源模塊領域，國內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定方面存在差異。但僅針對便攜式拉曼設備的應用來說，以上幾個關鍵部件國內外廠商的技術水平相差已經不大，國產產品正在靠近國外同類產品的水平，并且具有更高的性價。在拉曼光譜的主要器件——激光光源領域，近年來國內已經出現了一些供應商，深圳市大族銳波傳感科技有限公司便是其中之一。