文档介绍：拉曼光谱分析方法
laser Raman spectroscopy
11/15/2017
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基本内容
一、概述
二、原理
三、与红外光谱的关系
四、仪器
五、应用
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一、概述
拉曼光谱仪
广泛应用于物理、化学和生物科学等诸多领域
70年代拉曼光谱开始用于催化研究(负载型催化剂、分子筛、吸附及原位反应)
SCI数据库;
关键词:Raman and catalyst
催化科学技术与催化研究方法密不可分
现代物理技术基于光、声、电磁、电子、原子、离子和热
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拉曼光谱应用发展迅速,原因如下:
拉曼光谱能够提供结构信息
催化剂本身
催化剂表面物种
拉曼光谱易于实现原位研究
高温
高压
复杂体系等
拉曼光谱可用于催化剂制备研究
拉曼光谱探测器灵敏度的提高,光谱仪的改进
尚存在的困难:灵敏度低和荧光干扰
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二、拉曼光谱发展历史及其原理
拉曼(Raman),印度物理学家。1921年开始研究并在1928年发现了光散射的拉曼效应,1930年获得了诺贝尔物理奖。和汤川秀树(日)一起成为仅有的两位没有受过西方教育的诺贝尔科学奖得主。为表彰拉曼对印度科学进步所作的巨大贡献,印度政府将2月28日定为“拉曼节”。
历史
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ν0
ν0
ν
液体
很弱(10-6-10-9)
频率发生改变的散射称为拉曼散射
兰斯别尔格和曼捷斯塔姆
(前苏联物理学家)
研究石英中的光散射
罗卡德和卡巴尼斯
(法国学者)
研究气体中的光散射
= 0- 仅与样品分子的振动和转动能级相关
拉曼散射性质:
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1953年出现第一台商用光谱仪,但没得到广泛应用:
1960年后拉曼光谱技术得到很大的飞跃:
1960年激光的发现
近年来高质量的双、三单色仪
高灵敏度的探测器
光源差
摄谱时间长
样品量大,且只限液体样品
1960年前研究主要集中于对拉曼光谱的理论解释
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拉曼光谱原理

光散射
表面散射
体内散射
漫反射
样品
λ0
λ0
λ0
λ0
λ
弹性散射
非弹性散射
散射波长不变
散射波长发生变化
弹性散射
延德尔散射
瑞利散射
I与λ无关
I正比于1/λ4
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样
品
池
透过光λ不变
瑞利散射λ不变
拉曼散射λ变
λ增大
λ减小
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h 
h0
h0
h0 + 
E1 + h0
E0 + h0
h(0 - )
激发虚态
Rayleigh散射
Raman散射
Rayleigh散射
弹性碰撞;无能量交换,仅改变方向
Raman散射
非弹性碰撞;方向改变且有能量交换
E0
E1
V=1
V=0
电子基态
E0
E1
V=1
V=0
最低激发
电子能级
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