高岭土红外光谱图
第八讲分子振动光谱之拉曼Raman.PPT
（五）拉曼光谱图常规分析方法
➢ 凡不引起分子偶极矩改变的振动是非红外活
性的振动，不能形成振动吸收，使红外光谱 的应用受到一定程度的限制。
➢ 但是这些红外非活性的振动信息可以通过拉
曼光谱来获得。故拉曼光谱常作为红外光谱 分析的补充技术，俗称“姐妹光谱”。
拉曼散射是与入射光电场E所引起的分子极化的
诱导偶极矩有关。
拉曼散射的发生必须在有相应极化率α的变化
时才能实现，这是和红外光谱所不同的。 在红外光谱中检测不出的谱线，可以在拉曼光
谱中得到，使得两种光谱成相互补充的谱线。
在激光拉曼光谱中有一个重要参数即退偏振
比ρ（也可称为去偏振度）。 退偏振比ρ对确定分子的对称性很有用。 退偏振比ρ定义为：
的跃迁能级有关的频率是ν1，那么分子从低能级 跃到高能级从入射光中得到的能量为hν1，而散 射光子的能量要降低到hν0-hν1，频率降低为ν0ν1。
（2）分子处于振动的激发态上，并且在与光
子相碰时可以把hν1的能量传给光子，形成一条能 量为hν0+hν1和频率为ν0+ν1的谱线。
➢通常把低于入射光频的散射线ν0-ν1称为斯托克斯
此外，络合物中金属-配位体键的振动频率一 般都在100~700 cm-1以范围内，用红外光谱研究比 较困难。然而这些键的振动常具有拉曼活性，且在 上述范围内的拉曼谱带易于观测，因此适合于对络 合物的组成、结构和稳定性等方面进行研究。
图 各种碳材料的拉曼光谱
傅里叶变换拉曼光谱是陶瓷工业中快速而有效的 测量技术。陶瓷工业中常用原料如高岭土、多水高岭 土、地开石和珍珠陶土，它们都有各自的特征谱带， 而且拉曼光谱比红外光谱更具特征性。
二氧化钛_煅烧高岭土复合粉体材料的紫外光透过性能
铵用量对透光度的影响，见图 5。
通常，在制备纳米二氧化钛的工艺中，都会引入
少量硫酸根离子。引入的硫酸根离子能与 TiCl4 水解 反应产生的 TiOH3+ 形成桥式结构，限制这些水解产
物成核后的取向，桥式结构的形成有利于在不同平面
上共顶点形成螺旋状 Ti-O 八面体多聚体长链，该螺
旋状 Ti-O 八面体多聚体长链具有与锐钛矿变体相似
收稿日期：2009-05-25
氧化钛 / 煅烧高岭土复合粉体材料紫外光透过性能 的影响，以便为开发煅烧高岭土基抗紫外材料提供理 论依据。 1 实验 1.1 原料及试剂 选用内蒙古某高岭土有限责任公 司提供的煅烧高岭土为原料，粉体白度为 96.1，粒度 分 布 d50=1.6µm，d97=8.81µm，比 表 面 积 42.0797m2/g， 煅 烧 高 岭 土 中 Al2O3 质 量 分 数（下 同）为 45.45%， SiO2 为 54.42%，另 外 还 含 有 微 量 Fe2O3(0.31%)，CaO （0.23%），TiO2(≤0.2%)，MgO(0.18%)。试剂为四氯化 钛、盐酸、硫酸铵、氨水、硝酸银等，均为市售，分析纯。 1.2 实验仪器 试验中用到的主要仪器为：三口烧 瓶；XMTD-6000 型恒温水浴锅；JJ-1 型精密定时电 动 搅 拌 器；HL-2B 型 数 显 恒 流 泵；AL204 型 电 子 天 平；小型打散机；101A-O 型数显电热鼓风干燥箱； SX3-10-14 型快速升温电阻炉；KQ218 超声波清洗器； UV-2000 紫外分光光度计；DN-B 白度仪；BT-1500 离 心沉降式粒度分布仪；ST-2000 比表面孔径测定仪。 1.3 实验方法 每次称取 20g 煅烧高岭土，与适量的 去离子水添加到三口烧瓶中，配成固液比为 1∶30 的 浆液，置于水浴锅中用水解沉淀法制备二氧化钛 / 高
3.煤中有机质的结构
红外光谱法
常见的化学基团在4000-650cm-1（2.5-15.4µm）的中红外区 有特征基团频率，因此是最感兴趣的区域。在实际应用时，为 便于解析，常将此波数范围分为四个区域：
1. X-H伸缩振动区，4000-2500cm-1。X可以是O、N、C和S原 子。主要包括O-H、N-H、C-H和S-H键的伸缩振动。
550oC
92
90
150 300 450 600 750 900 Temperature (oC)
0.00
-0.01 -0.02 -0.03
750oC 650oC 550oC
150 300 450 600 750 900 Temperature (oC)
不同热解温度时平朔煤在CH4-CO2气氛下热解半焦的热重分析
Tansmittance (a.u.)
PS char PS coal
3200 2400 1600 Wavenumber (cm-1) LW c har LW coal
3200 2400 1600 Wavenumber (cm-1)
800 800
Tansmittance (a.u.)
Tansmittance (a.u.)
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红外光谱法
红外光谱图解析 在红外区域出现的分子振动光谱，其吸收峰的位置和强度取决 于分子中各基团的振动形式和相邻基团的影响。因此只要掌握 了各种基团的振动频率，即吸收峰的位置，及吸收峰位置移动 的规律，即位移规律，就可以进行光谱解析。从而确定试样中 存在哪些化合物或官能团。在一定条件下，还可对这些化合物 或官能团的含量进行定量分析。
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X射线衍射法
同一种煤的不同显微组分在 结构上的差异，也在X射线 图谱上有所反映。惰质组的 衍射谱线与无烟煤最接近， 有4条明显的谱带；镜质组 的可见谱带只有3个，壳质 组更不明显。
高岭石ppt
3. 经过650℃到950 ℃煅烧后，在 400～1 350 cm −1 范围内只留下了表 征Si—O 伸缩振动的1 085 cm −1 、 Al—O—Si 振动的800 cm -1 和Si—O 弯曲振动的470 cm −1 3 条谱带，并 变成了几个宽带，这些吸收带均为偏 高岭石形成的特征吸收带；而高岭石 934 cm −1 表面羟基振动和912cm −1 内部羟基振动消失。
高岭石亚类
高岭石、迪开石、埃洛石等
1.概述
高岭石-蛇纹石矿物
1：1层型的层状硅酸盐矿物，层单胞电荷数约为0.该类矿物分为高 岭石（二八面体）和蛇纹石（三八面体）两个亚类。 高岭石亚类中，八面体中心位置由Al3+占据，同形置换极少见;在蛇 纹石亚类中，八面体中心位置由二价阳离子占据，化学成分变化很 大，同形置换亦很普遍，在某些情况下，四面体中的部分Si4+可被 Al3+和Fe3+置换。
4.加工利用现状
1.高岭石（土）有机插层纳米材料——高岭石插层纳米材料的制备及
其应用研究是提高高岭石产品档次的重要途径，可以大幅度提高产品的附加 值，有着十分重要的现实意义和理论意义。
高岭石有机插层复合物的发展历程 第一阶段，1961 年～1987 年为强极性有机小分子插层复合物制备阶段。 1961 年～1968 年，和田光史制备出了高岭石—醋酸钾插层复合物，其层间距膨胀 到1.4nm，这一阶段，研究进展缓慢，制备的高岭石有机插层复合物的种类较少，表 征手段一般为X 射线衍射。1969 年～1987 年，已制备出Kao-Urea、Kao-DMSO、 高岭石－甲酰胺、高岭石-乙酸钾、高岭石-肼，埃洛石-甲酰胺、埃洛石-乙酸钾、埃 洛石-肼、高岭石-氧化吡啶等插层复合物。该阶段以强极性有机小分子插入高岭石层 间形成复合物为特征，偶尔以极性小分子作挟带剂制备出如高岭石-氧化吡啶等复合 物。
高岭土结构在煅烧过程中的变化
高岭土结构在煅烧过程中的变化高岭土结构在煅烧过程中的变化脱羟、脱水反应是高岭土煅烧过程中发生的主要化学变化。
以上所有特征可以表明，从低温到高温煅烧的过程中，高岭土晶相发生变化，依次为高岭土、偏高岭土和含尖晶石的高岭土。
对煅烧高岭土的晶体结构、化学活性的变化、热力学特征以及煅烧后高岭土理化性能的变化进行研究测试，结果表明，高岭土的S04大量分解，煅烧后高岭土中S03含量降低，煅烧温度在500℃以前时，高岭土晶体结构几乎保持不变，煅烧温度达到550℃时，高岭土晶体结构遭到比较严重的破坏。
650℃时，高岭土特征衍射峰几乎全部消失，高岭土结构遭到完全破坏。
煅烧温度在750℃．950℃之间时，高岭土开始转变为无定型的偏高岭土。
从低温到高温煅烧的过程中，高岭土晶相发生变化，依次为高岭土、偏高岭土和含尖晶石的高岭土。
研究发现，煅烧到550℃时，高岭土脱羟化，脱羟化后的高岭土活性强，更易与有机硅烷反应，550℃煅烧高岭土理化性能优越，符合进一步改性的需求。
高岭土的差热热重分析如图4—3所示。
分析DTA曲线可知：在100℃、150℃、200℃均出现小的吸热谷，这都可以归因于高岭土脱水。
其中，煅烧温度为80℃时，高岭土脱去表面吸附水；煅烧温度达到150℃时，内层吸附水脱出，这些吸附水未与高岭土结合成键，故而容易脱出；温度继续升高达到200℃以上时，高岭土层间的插层水脱出，由于其与高岭土结合形成氢键，因而需要较高煅烧温度才能脱出。
从TG曲线也可以反映相应的失重情况，失重情况与吸热情况基本一致。
从400℃．600℃，DTA曲线显示出显著地吸热谷，TG也曲线急剧下降，变化显著，高岭土失重量达到20％，这可以归因于高岭土结构水的完全消失和羟基脱去，高岭土结构遭到严重破坏。
这说明高岭土内部结构水的含量远远大于吸附水，在图4．2的红外谱图变化中也有相似反映。
在此温度区间，由于结构水的完全脱出，高岭土也发生很大程度的相变，因此吸热最为明显。
差热 、XRD、红外光谱在粘土矿物测试中的应用
差热、XRD、红外光谱在粘土矿物测试中的应用资环研0501 朱国庆摘要：伴随粘土矿物的的广泛应用，测试技术也有了新的发展。
粘土矿物成分复杂多样，对其化学组成、矿物种类的鉴定方法也不尽相同。
本文通过采用差热分析、X射线衍射及红外光谱，得到它们的特征图谱，由此对高岭石和蒙托石进行区别鉴定。
关键词：差热XRD 红外光谱1 . 差热分析法差热分析法是将粘土粉末与热中性体(α-Al2O3)分别置于高温炉中。
在加热过程中，矿物发生吸热或放热效应，而中性体则不发生此类效应。
将两者的热差通过热电偶，借电流计记录的差热曲线进行分析，见图1。
曲线上明显的峰谷分别代表矿物在加热过程中的放热和吸热效应，不同的矿物在不同的温度条件下有不同的热效应。
高岭石的差热曲线（图a）是在400～650℃时开始失去结构水，呈出一尖锐的吸热谷。
这时高岭石的结构水被破坏，形成非晶质的偏高岭石。
当加热到930～980℃时，有一尖锐的放热峰，这是由无定形氧化铝重结晶为γ-Al2O3或富铝红蛭石和硅线产生的。
蒙脱石的差热曲线（图b）上出现“三谷一峰”，即出现3个吸热谷和1个放热峰。
第1个吸热谷发生在100～300℃是逸出层间吸附水的反应；第2个吸热谷发生在550～750℃，是逸出结构水的结果，第3个吸热谷发生在900～1000℃，此时晶体结构已彻底遭到破坏，随后是矿物重结晶，形成新的矿物——尖晶石和石英等，即出现1个放热峰。
利用高岭石和蒙脱石在差热曲线形状上的差异，即可分辩其矿物种类。
（a）高岭石差（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）（j）（k）（l）（m）（n）（a）高岭石差热曲线（b）蒙托石差热曲线图1 粘土矿物差热分析曲线2.X射线衍射分析法各种物质的原子受到高能辐射激发时，即发射出具有一定波长特征的X射线谱线。
X 射线衍射分析主要是根据面网间距d和强度I来鉴别各种不同矿物质的，其中d根据吴尔夫-布拉格公式d=nλ2sinθ计算。
高岭土红外分析
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ห้องสมุดไป่ตู้
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BALAN ET AL.: AB INITIO INFRARED SPECTRUM OF KAOLINITE
ing disorder in kaolinite group minerals has been the subject of numerous studies (Giese 1988). In addition, IR and Raman spectroscopy have been used to investigate hydroxyl groups and hydrogen bonding patterns in kaolinite (Farmer 1974; Prost et al. 1989; Johnston et al. 1990; Frost and Van der Gaast 1997; Farmer 1998). However, recent attempts to calculate the IR spectrum of kaolinite from structural data alone provided only a limited agreement between calculation and experiment (Bougeard et al. 2000).
1
ABSTRACT
The theoretical infrared spectrum of kaolinite [Al2Si2O5(OH)4, triclinic] was computed using ab initio quantum mechanical calculations. Calculations were performed using the Density Functional Theory and the generalized gradient approximation. The low-frequency dielectric tensor of kaolinite was determined as a function of the light frequency using linear response theory. The IR spectrum was then calculated using a model that takes into account the shape and size of kaolinite particles. A remarkable agreement was obtained between theory and experiment, especially on the position of the stretching bands of OH groups. This agreement provides a firm basis for the interpretation of the IR spectrum of kaolinite in terms of structural parameters.
不同产地茯苓皮药材红外光谱的识别
第 ２ 期 光谱学与光谱分析 犲 犲 犾 狊 犜 犪 犫 犾 犲１ 犌 犲 狅 狉 犪 犺 犻 犮 犪 犾 狉 犲 犻 狅 狀 狊狅 犳犘 狅 狉 犻 犪犆 狅 犮 狅 狊狆 犵 狆 犵
编号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ ０ １ １ １ ２ １ ３ １ ４ １ ５ 产地 编号 产地 安徽省岳西县来榜镇 安徽省岳西县来榜镇 安徽省霍山县歇马台镇 云南省永平县苏屯村 云南省永平县厂街乡 云南省永平县苏屯村 云南省永平县苏屯村 云南省永平县苏屯村 云南省永平县厂街乡 云南省丙麻县通四寨 云南省丙麻县河新村 云南省丙麻县茯苓种植基地 云南省丙麻县茯苓种植基地 云南省腾冲市中和乡 云南省腾冲市界头乡 湖北省罗田县九资河镇 １ ６ 湖北省罗田县九资河镇 １ ７ 湖北省罗田县九资河镇 １ ８ 湖北省罗田县九资河镇 １ ９ 湖北省罗田县九资河镇 ２ ０ 湖北省英山县牛岭镇 湖北省英山县牛岭镇 湖北省英山县胡家山 湖北省英山县黄沙河 湖北省英山县黄沙河 湖北省英山县占河村 湖北省英山县占河村 安徽省岳西县分水岭 安徽省岳西县横河镇 安徽省 ２ ７ ２ ８ ２ ９ ３ ０
－１ 附件 ，以 ２ ℃ · ｍ 的 的 升 温 速 度 对 其 进 行 加 热 ，从 ５ ｉ ｎ ０～