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分子振动也可能引起分子极化率的变化，产生拉曼光谱。 拉曼光谱不是着眼于光的吸收，而是着眼于光的非弹性散射。 非弹性散射光很弱，过去很难观察到。 激光拉曼光谱的出现大大提高了灵敏度和分辨率，其应用也越来越广泛。

拉曼散射效应研究进展

1928年，印度物理学家拉曼（CVRaman）首先发现了曼散射效应，并获得了

1930年诺贝尔物理学奖。

从1928年到1940年，拉曼光谱成为研究分子结构的主要手段。

1960年后，激光技术的发展使拉曼技术重获新生。 由于激光束具有高亮度、方向性和偏振性等优点，成为拉曼光谱的理想光源。 随着检测技术的提高和对被测样品要求的降低，拉曼光谱已广泛应用于物理、化学、医学、工业等各个领域，并受到越来越多研究人员的关注。

什么是拉曼光谱

拉曼光谱是根据印度科学家CV拉曼（Raman）发现的拉曼散射效应，通过分析与入射光频率不同的散射光谱，获得分子振动和旋转信息，应用于分子结构研究. 一种分析方法。

拉曼光谱仪原理

当光撞击分子并与其电子云和分子键相互作用时，就会发生拉曼效应。 对于自发拉曼效应，光子将分子从基态激发到虚能态。 当处于激发态的分子发射光子并返回到不同于基态的旋转或振动状态时。 基态和新态之间的能量差异导致释放光子的频率不同于激发光的波长。

如果处于最终振动状态的分子比初始状态的能量更高，则激发光子的频率更低，以确保系统的整体能量平衡。 这种频率变化称为斯托克斯频移。 如果分子在最终振动状态下的能量低于初始状态下的能量，则激发光子的频率较高。 这种频率变化称为反斯托克斯频移。 由于能量通过光子和分子之间的相互作用而转移，拉曼散射是非弹性散射的一个例子。

对于振动的配位，分子极化势的变化或电子云的变化是分子拉曼效应的必然结果。 极化率的变化量将决定拉曼散射强度。 这种模式的频率变化是由样品的旋转和振动状态决定的。

1.瑞利散射：弹性碰撞； 没有能量交换，只有方向改变；

2.拉曼散射：非弹性碰撞； 方向改变和能量交换；

拉曼光谱的特点

1. 不同物质的拉曼位移不同；

2、对于同一种物质，Δν与入射光的频率无关； 是表征分子振动跃迁能级的特征物理量； 它是定性和结构分析的基础；

3、拉曼线对称分布在瑞利线两侧，长波侧为斯托克斯线，短波侧为反斯托克斯线；

4.斯托克斯线强于反斯托克斯线；

拉曼光谱的组成和特征

一张拉曼光谱通常由一定数量的拉曼峰组成，每个拉曼峰代表相应的拉曼位移和强度。 每个光谱峰对应一个特定的分子键振动，既包括单个化学键，如CC、C=C、NO、CH等，也包括由多个化学键组成的基团，如a 苯环 呼吸振动、高分子长链振动、晶格振动等。

拉曼光谱可以提供有关样品的化学结构、相和形态、结晶度和分子相互作用的详细信息。

主要拉曼光谱仪

激光拉曼光谱

氩激光：

波长：514.5nm、488.0nm；

单色器：

光栅，多个单色器；

探测器：

光电倍增管、光子计数器；

傅里叶变换-拉曼光谱（FT-Raman spectroscopy）

光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器（1.064um）；

检测器：高灵敏度InGaAs探头；

特征：

(1) 避免荧光干扰；

(2) 精度高；

(3) 消除了瑞利线；

(4)测量速度快。

拉曼光谱分析方向

拉曼光谱仪分析技术是一种基于拉曼效应的分子结构表征技术，其信号源与分子的振动和旋转有关。

拉曼光谱的分析方向是：

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。

结构分析：光谱波段的分析是材料结构分析的基础。

定量分析：根据物质在光谱上的吸光度特性，可以很好的对物质的量进行分析。

拉曼光谱的应用

从拉曼光谱中可以获得有机化合物的各种结构信息：

1 同一分子的非极性键SS，C=C，N=N，C≡C产生很强的拉曼谱带，谱带强度随着单键到双键再到三键的增加而增加.

2 在红外光谱中光纤光谱仪使用方法，C≡N、C=S、SH伸缩振动产生的谱带一般较弱或强度可变，而在拉曼光谱中则为强谱带。

3 种环状化合物的对称呼吸振动通常是最强的拉曼谱带。

4、在拉曼光谱中，X=Y=Z，C=N=C光纤光谱仪使用方法，O=C=O-此类键的对称伸缩振动为强带，此类键的对称伸缩振动为弱带。 红外光谱与此相反。

5 CC 伸缩振动是拉曼光谱中的强波段。

6 醇类和烷烃的拉曼光谱相似： I. CO键和CC键的力常数或键强度没有太大差异。 二。 羟基和甲基的质量仅相差 2 个单位。 三、 与 CH 和 NH 波段相比，OH 拉曼波段较弱。

拉曼光谱分析的优缺点

一、拉曼光谱分析的优势

拉曼光谱分析方法不需要对样品进行预处理，没有样品制备过程，避免了一些误差，在分析过程中具有操作简单、测量时间短、灵敏度高等优点。

2.拉曼光谱分析的不足

(1) 拉曼散射区

(2) 不同振动峰的重叠和拉曼散射的强度容易受到光学系统参数等因素的影响

(3) 荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰

(4) 进行傅里叶变换谱分析时，经常出现曲线非线性的问题

(5)任何物质的引入都会给被测体系统带来一定程度的污染，等于有可能引入一些误差，从而对分析结果产生一定的影响。

拉曼光谱经典问题集

1. 如何使用拉曼光谱仪测量透明有机液体。 测试时，把它放在载玻片上，结果就是玻璃的光谱。

1、我今天还在用激光拉曼测聚苯乙烯，没有出现你说的情况。 玻璃管是否污染严重？

2、有没有可能是你测的玻璃信号焦点位置不对？

3、应该是对焦位置不对，对焦在玻璃上。 我以前也犯过同样的错误。

4.使用凹面载玻片，液体量会比较大，然后用显微镜聚焦好。 如果液体易挥发，最好在液体上盖上盖玻片，然后聚焦到盖玻片下方。

※如果还是不行，可以查“液芯光纤”的东东

五、建议：

(1) 有机液体中分析物的浓度是多少？ 拉曼测量散射光，因此溶液中的强度相对较低，因此分析物的浓度较高。

(2) 您使用的是共焦拉曼光谱吗？ 焦点应在毛细管的溶液中。 可以在溶液中放一些“杂物”，方便对焦。

(3) 玻璃是无定形物质，拉曼信号应该比较弱。

2、我们这里有生物样品的拉曼光谱，得到的图片有很强的荧光。 有人说没有拉曼就用他们的荧光光谱。 但请问，拉曼光谱中得到的荧光背景是不是真正的荧光特征光谱？ 这和荧光光谱仪中的荧光图片有什么区别？

1、原则上拉曼光谱中的荧光与荧光光谱中的荧光是一样的，只要激发波长和功率密度相同即可。 注意横坐标要从波数换算成纳米，即用10000000nm（1cm）除以波数。 但需要注意的是，不同波长的激发光照射样品，得到的拉曼相似，但荧光却可以有很大差异，即使是相同波长不同功率激发，其荧光光谱也有很大差异。

2、“注意横坐标要从波数换算成纳米，即10000000nm（1cm）除以波数”？

拉曼测量的是散射光，得到的是拉曼位移。 拉曼位移和绝对波长（荧光光谱）需要转换。

3、生物样品一般具有比较宽的荧光峰。 在用荧光灯测试之前，一般会先对仪器本身进行曲线校准，即对仪器本身的响应曲线进行校准，这样测得的荧光峰更准确，尤其是宽峰。 校准。

拉曼光谱一般会采集到一个比较窄的区域（指波长区域），在较窄的波长范围内一般变化不大，所以一般不考虑仪器本身响应曲线的误差，但拉曼光谱是用于测量较宽的荧光峰，影响比较大。 .

3. 什么是共焦拉曼显微镜？

1. 共聚焦拉曼是指空间滤波能力和控制被分析样品体积的能力。 通常这主要是使用显微镜系统来实现的。

简单地将显微镜添加到拉曼光谱仪并不能控制被测样品的体积——为此需要空间滤波器。

2.显微镜是使用显微镜，可以观察和测量微小的样品，最小的约为1微米；

(2)共焦是指样品在显微镜的焦平面上，样品的光谱信息聚焦在CCD上，即焦点，故称为共焦。

3、拉曼仪器的共焦有两种，一种是针孔共焦，一种是伪共焦。 我不认为它应该被称为伪共焦。 共焦是否有一个真正的定义，即必须使用针孔才能进行共焦？ 好像不是，顶多叫传统共焦或者针孔共焦，简单共焦之类的。 （个人想法，请指正。）

4、请问，在测量固体粉末的拉曼光谱时，对于荧光较强的物质应该如何处理？ 特别是当荧光湮灭拉曼峰时应该怎么办？ 我尝试了增加照射时间的方法。 连续照射4小时后，结果仍然是强烈的荧光。 我只有一个 532nm 激光器，所以目前无法更改激光波长。 想请教各位，还有别的办法吗？

1. 使用 SERS 技术或使用少量样品进行测量，或将样品稀释到其他基质中，例如 KBr。

2.如果波长不能调整，激光强度应该是可调的。 您可以尝试降低激光强度。 这在光源和软件中都进行了调整。 一路调到低电平，然后长时间尝试。

3、可以尝试找一种溶剂溶解粉末，看能否淬灭荧光背景。 使用反斯托克斯，使用诺奇滤波器进行过滤。

5. 激光拉曼仪器可以测量薄膜的厚度、折射率和应力吗？ 它可以在薄膜上测量什么？

1. 薄膜的厚度、折射率、应力不能测量；

2. 目前的共焦拉曼显微镜可以用来制作薄膜和不同层数的薄膜。 对于你的问题，我觉得用椭圆仪比较好；

3、拉曼光谱可以测应力，但是厚度好像不行；

4.压力可以测量。 当应力存在差异时，拉曼会发生小的频移。 另外两个没听说拉曼可以测。

6、拉曼的金属氧化物含量下限是多少？ 我有几种氧化物的混合物，MoO3含量只有5%，XRD检测不到。 可以用拉曼吗？

应该和待测样品的拉曼活性有关，不能绝对说能测出多少条检测线。 有些氧化物可能无法检测到纯样品的光谱，信号强的可能信号较低。

7.小弟刚刚涉足拉曼领域，专注于生物医学。 在实验中发现，当温度不同时，拉曼似乎有所不同。 谁能帮忙解释一下这个现象？

随着温度升高，拉曼线的频率会发生偏移，线宽会变宽。 只要物质的状态保持不变，除非高温引起化学反应或其他变化，否则特征峰不会发生太大变化。

8、根据文献，拉曼的峰强度与物质的浓度成正比。 比如我配置1mol/L的溶液和0.5mol/L的溶液，峰强度是不是刚好一半的关系？ 在Raman的应用中，是否可以使用峰积分，或者使用像近红外这样的多元统计方法来量化呢？ 准确性如何？

存在激发效率的问题。 拉曼一直被认为只是半定量研究，因为它不是线性的。 有这方面的文献，但我记不清细节了。

9、Raman Peak 1640对应什么？ 无机...

1、这个峰一般是C=O双键的峰，但是如果你说是无机物，很可能是某个基团的双频峰。 看820附近或者两个峰的叠加。

2、也有可能是您在测量过程中激光造成的碳化物质。 另一种可能性是 C=C。

3、拉曼光谱在1610-1680波数区间对C=N双键有很强的吸收。

10. 1. 红外气体分析需要多高的分辨率？ 2、拉曼光谱仪可以分析纯金属吗？ 3. 红外和拉曼一起使用，BRUKER 和 NICOLET 哪个更好？

1、理论上，气体分析只需要0.5cm-1。 在实际应用中，大多数情况下4cm-1就足够了。对于气体，最好有更高的分辨率。 一般用1cm-1比较好，这样比较好检测气体的一些小峰的变化。

2、基本不可能：

不太可能制造金属，并且通常不会发生分子极化率的变化。

3、这两家公司的红外线各有千秋。 关键是你更看重哪些指标。

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