拉曼光谱在催化中的应用

合集下载

激光拉曼光谱的原理和应用

激光拉曼光谱的原理和应用

激光拉曼光谱的原理和应用当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会暗原来的发现透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。

在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应.由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关.因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。

目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究推荐激光拉曼光谱法是以拉曼散射为理论基础的一种光谱分析方法。

激光拉曼光谱法的原理是拉曼散射效应.拉曼散射:当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时,大部分光子只是发生改变方向的散射,而光的频率并没有改变,大约有占总散射光的10-10-10—6的散射,不公改变了传播方向,也改变了频率。

这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。

对于拉曼散射来说,分子由基态E0被激发至振动激发态E1,光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E 反映了指定能级的变化。

因此,与之相对应的光子频率也是具有特征性的,根据光子频率变化就可以出分子中所含有的化学键或基团。

这就是拉曼光谱可以作为分子结构的分析工具的理论工具. 拉曼光谱仪的主要部件有:激光光源、样品室、分光系统、光电检测器、记录仪和计算机。

应用激光拉曼光谱法的应用有以下几种:在有机化学上的应用,在高聚物上的应用,在生物方面上的应用,在表面和薄膜方面的应用。

有机化学拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段,拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是碇化学键、能团的重要依据。

利用偏振特性,拉曼光谱还可以作为顺反式结构的依据。

高聚物拉曼光谱可以提供碳链或环的结构信息。

在确定异构体(单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等)的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。

电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光谱为工具,在高聚物的生产方面,如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束分子的观测,以及聚乙烯磨损碎片结晶度的测量等研究中都彩了拉曼光谱。

拉曼光谱的原理及应用

拉曼光谱的原理及应用

拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱是将激发的样品通过分析散射光的频率而得到的一种光谱技术。

它是基于拉曼散射效应,即光与物质相互作用后,光的频率发生变化而产生散射光谱。

拉曼光谱的原理及应用如下。

原理:拉曼散射是指当物质被激发后,光通过与物质分子或晶体相互作用而发生频率改变的现象。

当光与物质相互作用后,其中一部分光的频率会发生变化,其频率的差值与物质分子或晶体的振动和转动能级有关。

这种频率发生变化的光被称为拉曼光,而拉曼光谱则是分析和记录这种光的技术和结果。

应用:1.化学分析:拉曼光谱可以用于分析化学物质的成分、结构和浓度。

不同化学物质的分子结构和振动能级不同,因此它们与光相互作用后会产生不同的拉曼光谱。

通过对比样品的拉曼光谱与数据库中已知物质的拉曼光谱,可以确定样品的成分和结构。

2.材料科学:拉曼光谱在材料科学中有广泛的应用。

例如,可以通过拉曼光谱来分析材料中的应变、晶格缺陷、晶体结构及化学组成等。

由于拉曼光谱对物质的表面敏感性较强,因此它在研究纳米材料和杂质掺杂材料的结构和性质方面特别有用。

3.生物医学:拉曼光谱在生物医学领域有多种应用。

例如,可以使用拉曼光谱来识别肿瘤组织与正常组织的差异,从而在肿瘤诊断和治疗中发挥重要作用。

此外,拉曼光谱还可以用于分析生物分子的结构变化和相互作用,以及研究细胞功能和代谢过程。

4.环境分析:拉曼光谱可以用于环境样品的分析和监测,例如水质、大气污染物、土壤和废物中的化学物质。

通过拉曼光谱技术,可以对这些环境样品中的有机和无机成分进行定性和定量分析,从而提供可靠的环境数据。

5.药品质量检测:拉曼光谱可用于对药物的质量进行快速和准确的检测。

通过对药物样品的拉曼光谱进行分析,可以确定药物的成分、结构和纯度,以保证药物的质量和疗效。

总结:拉曼光谱技术以其非破坏性、快速、准确的特点在各个领域得到广泛应用。

基于拉曼散射现象,拉曼光谱能够提供关于样品成分、结构和相互作用的信息。

它已成为化学、材料科学、生物医学、环境分析和药品质量检测等领域中不可或缺的分析工具,为科研和工业应用提供了重要支持。

氧化铜的拉曼特征峰

氧化铜的拉曼特征峰

氧化铜的拉曼特征峰引言:氧化铜是一种常见的无机化合物,具有广泛的应用前景。

拉曼光谱是一种非常有用的表征材料结构和化学成分的技术。

通过研究氧化铜的拉曼特征峰,可以了解其晶体结构、振动模式及其与周围环境的相互作用,从而为氧化铜的制备和应用提供理论基础和指导。

一、氧化铜的拉曼光谱特征峰氧化铜的拉曼光谱通常在500-1000 cm-1的波数范围内显示出多个特征峰。

其中,最明显的峰位出现在大约632 cm-1处,称为F2g峰。

此外,还有几个强度较强的峰位,如F1g峰(约为458 cm-1)、A1g峰(约为213 cm-1)和Eg峰(约为295 cm-1)等。

这些峰位对应着氧化铜晶体结构中的振动模式,具有明确的物理意义。

二、氧化铜的晶体结构和振动模式氧化铜的晶体结构属于菱面体结构,其中每个铜原子被六个氧原子配位。

在拉曼光谱中,F2g峰位对应着氧化铜晶格中铜原子和氧原子之间的对称伸缩振动。

F1g峰位对应着铜原子的非对称伸缩振动,A1g峰位对应着氧原子的非对称伸缩振动,而Eg峰位则对应着铜原子和氧原子之间的弯曲振动。

三、氧化铜的拉曼光谱应用1. 材料科学:氧化铜的拉曼光谱可用于表征氧化铜纳米颗粒的尺寸和形貌。

随着颗粒尺寸的减小,F2g峰位会发生红移,而F1g峰位则发生蓝移。

通过观察拉曼光谱中的峰位位置和强度变化,可以对氧化铜纳米颗粒的生长机制和晶体形貌进行研究。

2. 化学领域:氧化铜的拉曼光谱可用于研究其在催化反应中的表面和界面性质。

例如,通过观察Eg峰位的变化,可以了解氧化铜在吸附气体分子时的变化情况,从而优化催化反应的条件和催化剂的设计。

3. 环境监测:氧化铜的拉曼光谱还可用于检测环境中的有害气体。

例如,氧化铜对于二氧化硫等气体有很高的敏感性。

通过测量氧化铜的拉曼光谱,可以实时监测环境中有害气体的浓度和变化趋势。

结论:通过研究氧化铜的拉曼特征峰,可以了解其晶体结构和振动模式,为氧化铜的制备和应用提供理论基础和指导。

拉曼光谱原理及应用

拉曼光谱原理及应用
拉曼光谱不是观察光的吸收, 而是观察光的非 弹性散射。
非弹性散射光很弱,过去较难观测。激光拉曼 光谱的出现使灵敏度和分辨力大大提高,应用日 益广泛。
拉曼效应的发现
1928年,印度物理学家C. V. Raman他们在用汞灯的单色光 来照射CCl4液体时,在液体的散射光中观测到了频率低于入射 光频率的新谱线。在喇曼等人宣布了他们的发现的几个月后, 苏联物理学家兰德斯别尔格等也独立地报道了晶体中的这种效 应的存在。
红外光谱:基团; 拉曼光谱:分子骨架测定;
sC C
红外可见,拉 曼不可见
拉曼可见,红 外不可见
asC C
sC C
Cl C
H
H C
Cl
拉曼光谱的优点及其应用
❖ 一些在红外光谱中为弱吸收或强度变化的谱带,在 拉曼光谱中可能为强谱带,从而有利于这些基团的检 出。 ❖ 拉曼光谱低波数方向的测定范围宽,有利于提供重 原子的振动信息。 ❖ 对于结构的变化,拉曼光谱有可能比红外光谱更敏 感。 ❖ 特别适合于研究水溶液体系。 ❖ 比红外光谱有更好的分辨率。 ❖ 固体样品可直接测定,无需制样。
Stocks lines
anti-Stockes lines
Δν/cm-1
拉曼位移(Raman shift)
Δv即散射光频率与激发光频之差。 由于拉曼位移Δv只取决于散射分子的结构 而与vo无关,所以拉曼光谱可以作为分子 振动能级的指纹光谱。
与入射光波长无关 适用于分子结构分析
拉曼光谱图
从图中可见,拉曼光谱的横坐标为拉曼位移,以
光谱分类
一. 概 述
原子发射光谱(AES)、原子荧光光谱(AFSS)等
紫外-可见光法(UV-Vis)、原子吸收光谱(
吸收光谱 AAS)、红外观光谱(IR)、核磁共振(NMR

表面增强拉曼光谱的基本原理和应用

表面增强拉曼光谱的基本原理和应用

表面增强拉曼光谱的基本原理和应用表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是一种先进的拉曼光谱技术,能够对化学物质进行高灵敏度和高分辨率的表征。

SERS在材料科学、化学、生物学等领域得到广泛应用。

本文将介绍SERS的基本原理,示例其应用以及未来可能的发展趋势。

一、SERS的基本原理SERS是一种表面增强光谱技术,它利用特定的纳米表面结构(称为SERS基底)增强Raman散射信号,进而实现对分子结构和化学键信息的高灵敏度和高分辨率检测。

SERS的基本原理是将分子置于金属表面的“热点”位置,而这些热点通常是金属表面结构的几何形态特征(如孔洞、纳米颗粒、纳米线等)所导致的。

金属表面和分子之间的相互作用被称为表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance),这种相互作用能够在分子表面产生一个电磁场增强效应,大量提高分子Raman信号的强度。

而这个效应的大小是与金属表面形态、材料种类、入射光强度、激发波长等因素有关。

SERS的显著优势是能够检测微量分子,因此被广泛应用于化学物质检测。

例如,SERS可以检测到化学物质的痕量,包括药物、污染物和微生物等。

此外,SERS还可以对分子在空间和时间尺度上的行为进行分析,帮助科学家了解化学反应、催化机制等问题。

二、SERS的应用1. 化学物质检测SERS已被广泛应用于化学物质检测。

例如,SERS可以检测到二氧化碳、二硫化碳、氯仿、水中的有机物等化学物质。

由于SERS技术能够在极低浓度下检测到目标物质,因此非常适用于环境监测、食品检测和生物诊断等领域。

2. 生物医学检测SERS技术可以用于生物医学检测,例如检测癌症标志物、病原体和细胞等。

SERS还可以帮助科学家研究生物分子在细胞膜和基质中的相互作用。

SERS在肿瘤、心血管、神经学等领域的研究也有很大的发展空间。

3. 材料表征SERS技术也可以用于材料表征,例如检测材料中的缺陷、化学键、晶格结构等。

光电化学测试在光催化中的应用(一)

光电化学测试在光催化中的应用(一)

光电化学测试在光催化中的应用(一)一、光电流测试光电流测试是一种常用的光电化学测试方法,它通过测量光照射下材料产生的电流来评估材料的光催化活性。

这种方法可以直观地反映材料在光催化反应中的电子转移能力。

例如,我们可以通过光电流测试来比较不同光催化材料的光催化活性,从而筛选出性能最优的材料。

二、光电压测试光电压测试是另一种常用的光电化学测试方法,它通过测量光照射下材料产生的电压来评估材料的光催化活性。

这种方法可以反映材料在光催化反应中的能带结构。

例如,我们可以通过光电压测试来研究光催化材料的能带结构,从而优化材料的能带结构,提高光催化活性。

三、光致发光测试光致发光测试是一种常用的光电化学测试方法,它通过测量材料在光照射下产生的发光来评估材料的光催化活性。

这种方法可以反映材料在光催化反应中的电荷分离效率。

例如,我们可以通过光致发光测试来研究光催化材料的电荷分离效率,从而优化材料的电荷分离过程,提高光催化活性。

四、电化学阻抗测试电化学阻抗测试是一种常用的光电化学测试方法,它通过测量材料在电化学过程中的阻抗来评估材料的光催化活性。

这种方法可以反映材料在光催化反应中的电荷转移过程。

例如,我们可以通过电化学阻抗测试来研究光催化材料的电荷转移过程,从而优化材料的电荷转移过程,提高光催化活性。

五、瞬态光电流测试瞬态光电流测试是一种常用的光电化学测试方法,它通过测量材料在光照射下的瞬态电流来评估材料的光催化活性。

这种方法可以反映材料在光催化反应中的动态过程。

例如,我们可以通过瞬态光电流测试来研究光催化材料的动态过程,从而优化材料的动态过程,提高光催化活性。

光电化学测试在光催化中的应用(二)在光催化领域,光电化学测试技术不仅限于上述几种方法,还有其他一些重要的应用,这些应用同样对光催化材料的理解和优化起着关键作用。

六、表面光电压测试表面光电压测试是一种通过测量光照射下材料表面产生的电压来评估材料光催化活性的方法。

这种测试方法可以提供关于材料表面电子结构和电荷分离过程的重要信息。

拉曼光谱分析在有机化学中的应用

拉曼光谱分析在有机化学中的应用拉曼光谱是一种非常有用的分析技术,在有机化学中具有广泛的应用。

它可以用来确定化合物的结构和组成,以及研究化学反应的机理和动力学。

本文将详细介绍拉曼光谱分析在有机化学中的应用。

首先,拉曼光谱可以用来确定化合物的结构。

拉曼光谱是一种分子的振动光谱,它可以提供分子中功能团的信息。

不同的化合物具有不同的拉曼光谱特征,通过分析样品的拉曼光谱,我们可以判断其结构。

例如,对于具有特定官能团的化合物,如醇、醛、酮等,它们在不同的拉曼光谱区域会显示出特征峰,通过比对样品的光谱与标准光谱库的数据,我们可以确定其结构。

其次,拉曼光谱还可以用来确定不同异构体之间的差异。

在有机化学中,异构体指的是由相同的原子组成,但结构不同的分子。

拉曼光谱可以通过测量分子的振动模式来区分不同的异构体。

例如,对于具有双键的化合物,其拉曼光谱中会出现双键拉伸振动的特征峰,通过测量这些特征峰的位置和强度,我们可以区分不同的异构体。

此外,拉曼光谱还可以用来研究化学反应的机理和动力学。

化学反应是分子之间的相互作用过程,而拉曼光谱正是通过测量分子的振动模式来提供化学反应过程中的信息。

通过监测化学反应中不同化合物的拉曼光谱变化,我们可以了解分子结构和键的变化情况,从而推断化学反应的机理。

此外,拉曼光谱还可以用来研究反应速率和反应路径,从而揭示反应的动力学特性。

除了以上的应用,拉曼光谱还可以用来检测和定量有机化合物。

通过测量拉曼光谱的强度和峰位,我们可以确定样品中有机化合物的含量。

这对于环境监测、药物分析和食品安全等领域都非常重要。

总之,拉曼光谱是一种在有机化学中广泛应用的分析技术。

它可以用来确定化合物的结构和组成,区分不同的异构体,研究化学反应的机理和动力学,以及检测和定量有机化合物。

随着技术的不断发展,拉曼光谱在有机化学中的应用将更加广泛和深入。

拉曼光谱技术的应用及其实验方法

拉曼光谱技术的应用及其实验方法拉曼光谱技术是一种非常重要的分析方法,被广泛应用于材料科学、生物化学、环境科学、药物研究等领域。

本文将介绍拉曼光谱技术的基本原理、应用及其实验方法。

一、拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术是一种非常重要的分析方法,其原理是通过激发样品中的原子、分子等物质产生震动,这些震动会散射出一个比入射光子的能量低的光子,即拉曼散射光。

拉曼散射光中的能量差,就是样品的震动特性,也就是样品的拉曼光谱特性。

测量得到的拉曼光谱特性可以通过比对参照样品或文献中的数据进行分析,从而得到样品的组成、结构等信息。

因此,拉曼光谱技术可以用于分析物质的结构、组成、变化等方面,是一种非常强大的分析方法。

二、拉曼光谱技术的应用1、材料科学在材料科学研究中,拉曼光谱技术被广泛应用于固体材料的分析和表征。

例如,拉曼光谱技术可以用于分析和表征纳米材料、碳材料、化合物材料、半导体材料等。

通过测量样品的拉曼光谱特性,可以得到其化学组成、晶体结构、晶格振动等信息,从而进一步了解材料的特性和性能。

2、生物化学在生物化学研究中,拉曼光谱技术可以用于分析和表征生物大分子、细胞、微生物等。

例如,拉曼光谱技术可以用于研究蛋白质、核酸、多糖等大分子的结构和构象变化,从而了解生物分子的功能和作用机制。

此外,拉曼光谱技术还可以用于检测和鉴定微生物等生物体,从而得到更精确的病原菌、药物抗性等信息。

3、环境科学在环境科学研究中,拉曼光谱技术可以用于分析和监测大气、水体、土壤等环境中的污染物。

例如,拉曼光谱技术可以用于检测大气中的有机污染物、水体中的微塑料、土壤中的重金属等物质,从而发现环境污染问题并采取相应的措施。

4、药物研究在药物研究中,拉曼光谱技术被广泛应用于药物分析和表征。

例如,拉曼光谱技术可以用于检测药物中的成分、控制药物的质量等。

此外,拉曼光谱技术还可以用于研究药物和药物分子与生物体的相互作用,从而优化药物设计和治疗方案。

三、拉曼光谱技术的实验方法拉曼光谱技术实验一般包括样品制备、样品测量和数据分析三个部分。

拉曼光谱与纳米银颗粒:制备与表征

拉曼光谱与纳米银颗粒:制备与表征一、纳米银颗粒的拉曼光谱表征(一)纳米银颗粒的制备与性质纳米银颗粒是一种广泛应用于催化、抗菌、光电等领域的纳米材料。

在本文中,我们主要关注纳米银颗粒的制备及其拉曼光谱表征。

首先,通过化学还原法合成纳米银颗粒。

将AgNO3溶液与还原剂(如葡萄糖、硼氢化钠等)混合,通过控制反应条件,如温度、浓度和反应时间等,得到不同形貌和尺寸的纳米银颗粒。

(二)纳米银颗粒的拉曼光谱表征利用拉曼光谱对纳米银颗粒进行表征,可以得到有关其结构、尺寸、形貌等信息。

首先,对纳米银颗粒进行拉曼光谱测试,得到其拉曼散射光谱图。

然后,通过分析光谱图中的特征峰,如Ag-Ag、Ag-O、Ag-N等,了解纳米银颗粒的结构和化学组成。

此外,通过对拉曼光谱进行高斯拟合,可以得到纳米银颗粒的尺寸和形状等信息。

(三)纳米银颗粒的拉曼光谱应用纳米银颗粒的拉曼光谱表征在材料科学、纳米技术等领域具有广泛的应用。

通过拉曼光谱,可以实现对纳米银颗粒的尺寸、形貌、晶体结构等参数的实时监测,为制备具有特定性能的纳米银颗粒提供实验依据。

此外,拉曼光谱还可以用于纳米银颗粒在催化、抗菌、光电等领域的性能评估,为实际应用提供理论支持。

二、结论本文对拉曼光谱与纳米银颗粒的制备与表征进行了详细综述。

首先,介绍了拉曼光谱的基本原理及其在纳米材料表征中的应用。

然后,重点讨论了纳米银颗粒的制备方法及其拉曼光谱表征,包括纳米银颗粒的制备与性质、拉曼光谱表征方法以及拉曼光谱在纳米银颗粒应用中的作用。

最后,总结了拉曼光谱在纳米银颗粒研究中的重要意义,为纳米银颗粒的制备和应用提供理论依据。

随着纳米技术的发展,拉曼光谱在纳米材料领域的应用将越来越广泛,为科学家们提供更多研究手段和实验依据。

Operando拉曼光谱技术在铁基费托合成和二氧化碳加氢反应中的应用

Operando拉曼光谱技术在铁基费托合成和二氧化碳加氢反应中的应用刘向林;韩一帆【摘要】催化剂是多相催化反应的核心, 由于催化反应的复杂性, 人类对于催化剂活性相的认知十分有限.反应过程中催化剂构-效关系的构建对于理解催化反应过程和改进催化剂至关重要, 动态现场原位 (Operando) 技术能实时监测催化剂结构演变并在线检测反应产物, 促进工业催化剂的理性设计.本文首先介绍了催化反应和动态现场原位表征技术的发展历史, 并结合近期的研究进展, 描述了Operando拉曼技术在铁基费托合成 (Fischer-Tropsch synthesis (FTS)) 和二氧化碳加氢两种典型催化反应中的应用, 展示了不同预处理和前驱体条件下, 催化剂的结构演变过程及构-效关系.然而, 目前Operando技术的时间分辨率和空间分辨率仍需进一步提升, 此外, Operando技术在固液, 气液催化反应中仍具有巨大的开发潜力.%Catalysts are the core of heterogeneous catalytic reactions.Due to the complexity of catalytic reactions, humans have very limited knowledge of the active phases of the catalysts.The structure-performance relationship of the catalyst during the reaction is important for understanding the catalytic reaction process and improving the catalyst.The Operandotechnique can monitor the evolution of the catalyst structure in real time, detect the reaction products online and promote the rational design of industrial catalysts.Firstly, this paper introduces the development history of catalytic reaction and dynamic in-site characterization technique, and then describes theOperando Raman technique in Fischer-Tropsch synthesis (FTS) and CO2 hydrogenation combining with recent researchprogress.The application of typical catalytic reactions demonstrate the structural evolution process and structure-performance relationship of the catalyst under different pretreatment and precursor conditions.However, the temporal resolution and spatial resolution of the current Operandtechnique still need to be further improved.In addition, the Operando technique still has vast development potential in solid-liquidand gas-liquid catalytic reactions.【期刊名称】《陕西师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】10页(P5-14)【关键词】动态现场原位技术;铁基催化剂;构-效关系;二氧化碳加氢;费托合成【作者】刘向林;韩一帆【作者单位】华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237;郑州大学化工与能源学院,河南郑州 45000【正文语种】中文【中图分类】TQ032.4自1836年Berzelius[1]提出“催化剂”的概念,至今已历经近两个世纪,目前催化反应已经大规模应用于化学、能源、材料、医药等众多领域。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

拉曼光谱在催化研究中的应用拉曼光谱应用于催化领域的研究始于70年代,并在负载型金属氧化物、分子筛、原位反应和吸附等研究中取得了丰富的成果。

尤其是在过去的十年中发展更为迅速,拉曼光谱之所以在催化研究的应用中发展迅速,有如下几个方面的原因:(1)拉曼光谱能够提供催化剂本身以及表面上物种的结构信息,这是认识催化剂和催化反应最为重要的信息;(2)拉曼光谱较容易实现原位条件下(高温、高压,复杂体系)的催化研究。

原位条件下对催化剂进行表征是目前催化剂表征的主要方向;(3)拉曼光谱可以用于催化剂制备的研究,特别是可以对催化剂制备过程从水相到固相的实时研究。

这是许多其它光谱技术难以进行的;(4)近年来随着探测器灵敏度的大幅度提高和光谱仪的改进,拉曼光谱仪的信噪比大大提高,但也存在着一些困难。

其中荧光干扰问题和灵敏度较低是阻碍拉曼光谱得到广泛应用的最主要的问题。

但近年来发展起来的紫外拉曼光谱技术有效地解决了催化研究中所遇到的荧光干扰问题。

拉曼光谱在催化研究中的应用除了具有上述明显的特征和优点外,与其同属于分子光谱技术的红外光谱相比也具有十分突出的优点。

拉曼光谱与红外光谱都能得到分子振动和转动光谱,但分子的极化率发生变化时才能产生拉曼活性,对于红外光谱,只有分子的偶极矩发生变化时才具有红外活性,因此二者有一定程度的互补性,而不可以互相代替。

拉曼光谱在某些实验条件下具有优于红外光谱的特点,因此拉曼光谱可以充分发挥它在催化研究中的优势:(1)红外光谱一般很难得到低波数(200cm-1以下)的光谱,但拉曼光谱甚至可以得到几十个波数的光谱。

而低波数光谱区反映催化剂结构信息,特别如分子筛的不同结构可在低波数光谱区显示出来;(2)由于常用载体(如γ-a12o3和sio2等)的拉曼散射截面很小,因此载体对表面负载物种的拉曼光谱的干扰很少。

而大部分载体(如γ-a12o3、tio2和sio2等)在低波数的红外吸收很强,在1000cm-1以下几乎不透过红外光。

(3)由于水的拉曼散射很弱,因此拉曼比红外更适合进行水相体系的研究。

这对于通过水溶液体系制备催化剂过程的研究极为有利,对于水溶液体系的反应研究也提供了可能性。

拉曼光谱在催化研究中的应用大致有以下主要用途.拉曼光谱在分子筛研究中的应用(1)分子筛的骨架振动(2)杂原子分子筛的表征(3)分子筛的合成催化剂表面吸附的研究目前拉曼光谱在催化剂表面吸附行为研究中的主要用途之一就是以吡啶为吸附探针对催化剂的表面酸性进行研究。

催化剂表面物种的研究拉曼光谱在负载型金属氧化物的研究中发挥了很重要的作用,不但能够得到表面物种的结构信息,而且能将结构与反应活性和选择性进行很好地关联,这在催化研究中是非常重要的。

但是,由于载体一般有很强的荧光干扰,使一些氧化物,特别是低负载量氧化物的常规拉曼光谱研究遇到了很大的困难。

催化剂表面相变的研究金属氧化物配位结构和分散状态的研究金属氧化物的分散状态可以通过多种方法如拉曼光谱法、化学吸附法、低温氧吸附法、x射线衍射法以及光电子能谱法等,而其中拉曼光谱法具有其独特的优点。

它不仅可在广泛的气氛压力范围内测定表面粗糙的样品,使实验操作简单快速,而且可在整个振动频率范围内给出表面结合状态的信息。

催化剂积炭失活的研究催化剂表面的积炭主要是一些高度脱氢的碳氢化合物,例如:烯烃,稠环芳烃,石墨前体和石墨等。

这些物种的形成机理和表面状态很难研究。

虽然拉曼光谱在理论上讲应该是一种理想的表征表面积炭的技术,但由于这种碳氢化合物有很强的荧光干扰,很难用常规的可见拉曼光谱进行表征。

采用紫外激发线,不但使拉曼散射截面增加,而且有效避开荧光干扰,得到信噪比很好的紫外拉曼光谱。

原位反应的研究拉曼光谱用于原位反应研究有其独特的优势:(1)气相光谱的干扰非常弱,因而能在高温高压工作条件下获得催化剂的原位拉曼光谱;(2)样品池可以采用简单的石英或玻璃池即可;(3)固体吸附剂或载体的拉曼散射一般都很低,特别是最典型的载体氧化物如氧化硅和氧化铝等,能得到低频区表面吸附物种的拉曼光谱;(4)在红外光谱中,高温时遇到的问题是来自样品和样品池的黑体辐射。

当用绿、蓝和紫外区的激光作为激发线时,在拉曼光谱上可以避免黑体辐射产生的干扰。

氧空穴表征最近看文献时,发现raman的另外一大用处是可以用来表征催化剂的氧空穴,尤其是那些通过掺杂其他原子而引起的氧空穴!几种重要的拉曼光谱分析技术(1)单道检测的拉曼光谱分析技术(2)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(3)采用傅立叶变换技术的ft-raman光谱分析技术(4)共振拉曼光谱定量分析技术(5)表面增强拉曼效应分析技术(6)近红外激发傅立叶变换拉曼光谱技术网络资源:/ramanraman spectroscopy/divisions/div844/facilities/raman/ramanhome.htmlraman spectrum of a mineral/files/raman/index.htmlraman spectroscopy datahttp://wwwobs.univ-bpclermont.fr/sfmc/ramandb2/index.html/rruff/在线的红外和raman 光谱学课件(英文)outlinelecture 1 - basic theory of vibrational spectroscopylecture 2 - sample presentation preparationlecture 3- sampling techniques for infrared spectroscopylecture 4- raman spectroscopythe detailed information, please visit website.au/vs_onlinebooking.html/c ... ;sort=azchid=6characterizing nanostructures utilizing raman spectroscopyby brian garlandthis work deals with the characterizing of nanostructure materials utilizing raman spectroscopy. the importance of charaterizing materials to determine the physical properties is discussed as well as some current characterizing techniques. raman spectroscopy is explained in full detail and specific case studies are looked at. to learn more about this subject matter please select a link below:importance of characterizing structuressome characterizing toolsraman spectroscopycase studiesconclusionsreferences/dept/materials/courses/nano/garland/index.htmlraman光谱的经典老书收藏:molecular diffraction of lightby chandrasekhara venkata raman* publisher: university of calcutta* number of pages: 103* publication date: 1922one of the classical monographs written by the great indian physicist c v raman on the molecular diffraction of light.lovers of classic literature will benefit immensly/redirect.id:040d369e7d0f9a2d0e4134ba8ee93c9e.urlor/files/35549656/molecular_diffraction_of_light___c_v_raman_-_university _of_calcutta_1922.djvu.htmlraman基础知识及科技报道紫外拉曼光谱仪研制和在催化研究中的应用“uv raman spectrograph and its applications in catalysis拉曼光谱是鉴定物质分子结构的有力工具,它已应用于化学、物理、生物和材料科学等领域。

传统的拉曼光谱在可见区极易产生荧光,而荧光的强度往往是拉曼强度的几万倍乃至百万倍,因此常规拉曼光谱受到荧光的严重干扰,常常得不到拉曼光谱。

这一难题成为拉曼光谱应用的主要制约因素。

传统拉曼光谱的另一个弱点是其本征灵敏度很低,这也限制了它的广泛应用。

上述两个难题在催化研究中尤其突出,因为催化剂表面极易产生荧光,特别是有碳氢物种存在时,表面荧光往往非常强,而绝大部分石油化工过程的催化剂在工作状态下不可避免地生成各种表面碳氢物种。

所以,消除或避开表面荧光的干扰和提高灵敏度是拉曼光谱成功应用于原位催化研究的关键所在。

针对荧光干扰和灵敏度低这两个难题,提出研制采用连续波紫外激光作为激发光源的紫外拉曼光谱仪的想法,克服一系列实验上的困难,于1997年建成我国第一台紫外拉曼光谱仪并将其应用于催化研究。

经过大量的实验和理论分析,发现催化剂表面的荧光主要出现在可见区,即300-700nm。

因此将激发波长从可见区移开,则有可能避开荧光干扰。

我们提出将激发波长从传统拉曼光谱的可见或近红外向紫外和深紫外波段位移以避开催化剂表面荧光干扰的想法,即研制采用紫外激光作为光源的紫外拉曼光谱仪。

从理论上分析紫外拉曼光谱有以下几个优势:①由于荧光主要出现在可见区,将激发波长向紫外波段移可以有效地避开荧光;②由于光散射强度与波长的四次方成反比,将激发波长向紫外区移可以提高灵敏度;③很多化合物的电子吸收带在紫外区,因此可以进行紫外共振拉曼光谱,使仪器灵敏度提高几个数量级。

在上述想法的基础上,结合催化原位研究,采用紫外激光光源、三光栅和紫外区灵敏的ccd探测器研制了收集紫外拉曼散射光的椭圆内反射镜、外光路系统和催化研究的高温高压装置、用于催化反应研究的特殊拉曼光谱池以及适用于动态和原位紫外拉曼研究的吸附和原位反应装置。

相关文档
最新文档