简述拉曼光谱在分析化学中的定量分析.ppt

简述拉曼光谱在 分析化学中的定量分析化学系 五班吴其平 030811622004 12 20 一. 拉曼光谱分析的依据和特点n 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,与红外光谱相同, 其信号来源与分子的振动和转动.（一）拉曼光谱的分析方向n定性分析:不同的物质具有不同的特征光谱，因此可 以通过光谱进行定性分析n结构分析：对光谱谱带的分析，又是进行物质结构分 析的基础n定量分析：根据物质对光谱的吸光度的特点，可以对 物质的量有很好的分析能力二）拉曼光谱定量分析n拉曼光谱定量分析据为:式中:I-光学系统所收集到的样品表面拉曼信 号强度，K-分子的拉曼散射截面积，Φ-样品表面 的激光入射功率，k、k’-分别是入射光和散射光 的吸收系数，Z-入射光和散射光通过的距离，h （z）-光学系统的传输函数，b-样品池的厚度 由上式可以看出，在一定条件下，拉 曼信号强度与产生拉曼散射的待测物浓度 成正比即：（三）拉曼信号的选择入射激光的功率,样品池厚度和光学系统的 参数也对拉曼信号强度有很大的影响,故多选用 能产生较强拉曼信号并且其拉曼峰不与待测拉 曼峰重叠的基质或外加物质的分子作内标加以 校正。

其内标的选择原则和定量分析方法与其 他光谱分析方法基本相同.（四）几种重要的拉曼光谱分析技术n1.单道检测的拉曼光谱分析技术n2.以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱 的检测仪的分析技术n3.采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析 技术n4.共振拉曼光谱定量分析技术n5.表面增强拉曼效应分析技术n6.近红外激发傅立叶变换拉曼光谱技术二.傅立叶变换拉曼光谱和近红外激发 傅立叶变换拉曼光谱新技术的简述傅立叶变换拉曼光谱技术较旧式拉曼光谱 分析技术,有很大的提高.n一束光 相干仪正相干：d=n倍波长负相干: d=(2n+1)/2倍波长两束相同的光（ 一束滞后，光程差为d)一种理想的单色光通过相干仪,由于滞后 现象不断的有规律地变化,检测到的信号将是 一个余弦波,这些余弦的总和,就是相干图象 相干图象实际上是光强度的函数,已知在相 干仪中可移动的镜面,是一个合适的时间范围 内的移动,所以相干图象也是一个时间的函数 .对于光强和时间函数关系所表示的频率分析 过程,是一个纯数学分析过程,也就是” 傅立 叶变换”,它将时间域中的相干图象转化为频 率域中的光谱图象(见图1)。

IF T(a)由一个单色光产生的相干图象F TIF T(b)由两个单色光产生的相干图象(c)由多个单色光产生的相干图象 图1 相干图象的产生傅立叶变换拉曼光谱分析方法应用中，最的 干扰因素是荧光现象（见图２），它是傅立叶 变换拉曼光谱仪提高精度的一个障碍图2傅立叶变换光谱测 定中的荧光干扰现象３３００２５００ １５００ ４００波数为了克服荧光现象的产生，最近几年人们开 始将红外激光光源引进了傅立叶变换拉曼光谱分析 技术及其仪器中拉曼光谱的激光光源，可以为可见光、紫外光和红外光一般来说，波长越长，化学位移越大 荧光现象往往是由于激光照射样品诱发而产生 的荧光强度大于拉曼散射强度好几个数量级， 近红外激光光源散射区在9500-5500/cm 范围内这类激光光源是低频光源，是低频光源 ，可以防止产生荧光现象傅立叶变换光谱分析的非线性及消除n 在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲 线的非线性的问题，因此对操作也有一些必要 的要求 n非线性产生的主要原因：1.光源的频率和温度等参数2.散射光的分散性以及样品组分的不同弹性散 射3.分析中的其他任何变化量（分析仪器的参数、 激光光源和被测样品体系发生的任何变化以及由这些 变化引起内部或外部产生任何物理和化学的变化）还应注意的是任何一物质的引入都 会对被测体系带来某种程度的污染，这 等于引入了一些误差的可能性，会对分 析的结果产生产生一定的影响。

所以在进行定量分析时，最好的方 法是直接应用光谱强度和浓度的分析曲 线，对样品进行测定三.拉曼光谱用于分析的优点拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前 处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误 差的发生并且在分析过程中操作简便，测定 时间短，灵敏度高等优点四.拉曼光谱用于分析的不足n1.拉曼散射面积n2.不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学 系统参数等因素的影响n3.荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰n4.在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线 的非线性的问题n5.任何一物质的引入都会对被测体体系带来某 种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能 性，会对分析的结果产生产生一定的影响五.拉曼光谱在工业过程和质量控制的应用n 拉曼光谱仪器的进展和工业应用上的需要使 拉曼光谱在工业过程分析和质量控制中的应用 成为众多科学家关注的热点一般采用光纤探 针采样，傅立叶变换拉曼光谱仪或CCD多通道 探测光谱仪以及化学计量学方法进行定量目 前常采用常规拉曼光谱、傅立叶变换拉曼光谱 和表面增强拉曼光谱已经进行聚合物和聚合过 程、化学反应、药物学工业生产、食品化学工 业等过程分析和质量控制。

六.化学光谱与色谱、电泳和流动注射分析的联用n 拉曼光谱用作色谱检测的仪器既能获得高 分离效率，同时也兼可得到分离组分的成分和 结构信息，表面增强拉曼光谱和共振拉曼光谱 联用研究也较为活跃拉曼光谱与九十年代蓬勃发展起来的毛细 管电泳的联用的研究异常活跃Ni等以银胶和银电极为活性基体的表面增 强拉曼光谱与流动注射分析联用综上所述，拉曼光谱在定量分析、工 业过程分析、质量分析和与色谱、电泳 、流动注射分析的联用方面的研究方兴 未艾，其进一步的发展必将带来更加广 阔的前景所用文献：• 1.《化工环保》1994年第4期 《近红外激发傅 立叶变换拉曼光谱新技术在环境化学分析中的应 用的探讨》高小玲（北京环境监测中心）I.S.巴特 勒（加拿大麦吉尔大学） • 2.《光散射学报》1998年10月 第10卷 第3-4期 《拉曼光谱在分析化学中的某些应用进展》 • 胡继明 胡军（武汉大学分析测试科学系） • 3. 《分析化学评述与进展》2000年6月 第28卷 《拉曼光谱在分析化学中的应用进展》胡继明 • 胡军（武汉大学分析测试科学系）。