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拉曼光譜圖怎么看懂 二維碼
發(fā)表時間：2024-01-05 15:46作者：鑠思百檢測 拉曼光譜圖怎么看懂？今天鑠思百檢測小編帶大家全面了解拉曼光譜！ 一. 拉曼光譜的基礎(chǔ)知識 拉曼光譜是一種無損的分析技術(shù)，它是基于光和材料內(nèi)化學(xué)鍵的相互作用而產(chǎn)生的,可以提供樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)、相和形態(tài)、結(jié)晶度以及分子相互作用的詳細(xì)信息。 二. 拉曼光譜能提供什么信息 一張拉曼譜圖通常由一定數(shù)量的拉曼峰構(gòu)成，每個拉曼峰代表了相應(yīng)的拉曼散射光的波長位置和強(qiáng)度。每個譜峰對應(yīng)于一種特定的分子鍵振動，其中既包括單一的化學(xué)鍵，例如C-C, C=C, N-O, C-H等，也包括由數(shù)個化學(xué)鍵組成的基團(tuán)的振動，例如苯環(huán)的呼吸振動，多聚物長鏈的振動以及晶格振動等。 拉曼光譜中可以得到以下信息：
三.拉曼光譜圖怎么看懂？ 1.理解譜圖特征和背景 首先需要了解拉曼光譜圖的兩個主要部分：特征峰和背景。特征峰是由于樣品中化學(xué)鍵伸縮、彎曲或扭轉(zhuǎn)振動引起的振動吸收峰。而背景則是由散射過程中產(chǎn)生的連續(xù)譜引起的。 2.對齊和歸一化 通過對齊和歸一化可將多個樣品之間的拉曼光譜進(jìn)行比較。對齊是將不同樣品之間的峰位置調(diào)整為相同，以便于比較每種化學(xué)物質(zhì)共有的振動模式。歸一化是將不同信號強(qiáng)度縮放到統(tǒng)一級別以消除因信號大小不同而造成的影響。 3.確定特征峰 為了確定特定樣品中的特征峰，需要和已知物質(zhì)進(jìn)行比較，通過對峰位置、形狀和強(qiáng)度等方面進(jìn)行比對。對于未知物質(zhì)，可以從可能存在的函數(shù)團(tuán)（如羰基、羥基、氨基等）出發(fā)推斷其化學(xué)結(jié)構(gòu)。 4.運(yùn)用化學(xué)知識進(jìn)行解釋 拉曼光譜圖所顯示的峰位大小是一個復(fù)雜的函數(shù)，可以受到許多因素影響，如分子結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件、采樣方法等。因此，在解釋拉曼光譜之前，需要考慮這些因素，并將它們與化學(xué)知識相結(jié)合以獲得更完整的信息。
5.使用軟件處理數(shù)據(jù) 現(xiàn)代科技設(shè)備和軟件可以方便地處理大量數(shù)據(jù)量并生成可視化圖表以幫助數(shù)據(jù)分析和解釋。有許多專業(yè)軟件和工具可用于處理拉曼光譜數(shù)據(jù)，并提供各種分析模塊以便于將拉曼光譜結(jié)果與其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合。 總之，通過理解拉曼光譜圖中特征峰和背景的組成，對齊和歸一化數(shù)據(jù)，確定特征峰，并運(yùn)用化學(xué)知識進(jìn)行解釋，加以使用軟件處理數(shù)據(jù)，可以高效地對拉曼光譜圖進(jìn)行分析并得出準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。 四、拉曼光譜圖怎么看懂？——拉曼光譜應(yīng)用與舉例 （1）拉曼光譜應(yīng)用a、基本表征：物質(zhì)特征峰定 b、出峰擬合：碳包覆石墨化程度確定 c、細(xì)節(jié)對比：紅移/藍(lán)移相互作用 d、Mapping:材料均勻性 e、原位測試：材料在充放電催化過程的變化 （2）光譜中的信號對應(yīng)關(guān)系： a、拉曼頻率認(rèn)—物質(zhì)組成 b、拉曼峰位變化—張力應(yīng)力 c、拉曼偏振晶體對稱性和取向 d、拉曼峰寬—晶體質(zhì)量 e、拉曼峰強(qiáng)度—物質(zhì)總量 （3）應(yīng)用舉例 示例1： 判斷碳包覆材料的石墨化程度隨煅燒溫度影響 D峰是缺陷態(tài)的峰 G峰代表石墨化程度的峰 由下圖可知隨著溫度的增加，D峰、G峰面積和光強(qiáng)的比值不斷下降，再對其進(jìn)行分峰擬合比較sp2、sp3兩種類型，進(jìn)一步比較石墨化程度，說明石墨化程度增大。 分峰擬合軟件*orgin、XPS peak等
示例2 通過觀察拉曼峰，判斷負(fù)載成不成功。如圖拉曼光譜圖和原來物質(zhì)對比，上面出現(xiàn)了一些氧化物特征峰，說明兩種物質(zhì)結(jié)合成功，負(fù)載成功，同時也可以判斷其石墨化程度
示例3 表征材料之間的相互作用。 有機(jī)醌類電極DTT具有高的理論容量工作電位，但易溶解在有機(jī)電解液中，造成容量迅速衰減。某研究者讓導(dǎo)電聚合物合DTT，一方面提高導(dǎo)電性，另一方面提高相互作用，緩解DTT溶解。 通過拉曼光譜予以證明，由下圖可知，加入PEDOT物質(zhì)，DTT與PEDOT間存在非共價鍵用，導(dǎo)致DTT的S-C振動減弱，發(fā)射紅移，PEDOT上的C-S間增強(qiáng)發(fā)生藍(lán)移
示例4： Mapping區(qū)分材料晶向 尖晶石iNi0.2Mn1.5O分為有序P4332和無序Fd3-m兩張相，但兩種相峰位相近，難以區(qū)分，而拉曼光譜可有效辨別 Fd3-m相為主的634cm-1對應(yīng)Mn-O伸縮振動 492cm-1對應(yīng)Ni-O伸縮振動
P4332為主的由于分離度更好的Ni、Mn位，導(dǎo)致低的對稱性，在218、238、404、591cm-1處出現(xiàn)額外峰<img src="https://picx.zhimg.com/50/v2-6cbfa8a2a1f1321d0220579f5bc8cd9c_720w.jpg?source=2c26e567" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="384" data-rawheight="187" data-original-token="v2-24c60768c16da1e63d6c75a29a345ef3" class="content_image" width="384"/>
表征材料均勻性 拉曼Mapping中A、B、C強(qiáng)度不一樣，但從特征峰和掃描光譜對應(yīng)起來可以看出硫的均勻度
示例5： 充放電產(chǎn)物的表征 在放電和充電時測試不同電位下的拉曼光譜，監(jiān)測在充放電下產(chǎn)物生成情況 如圖是Na-O2電池的放電產(chǎn)物（NaO2、Na2O2）的表征，以及逐一分解證明，結(jié)果與XRD互相印證。 由下圖可以看出，放電前沒有氧化物產(chǎn)物，在2V時產(chǎn)生了兩種鈉氧化物，隨著充電的進(jìn)行只有一種過氧化物產(chǎn)物，充電到3.9V特征峰消失，說明過氧化物完全分解了
圖1、 示例6： 超溫電解液機(jī)理表征 水系電解液在低溫下易凝固，加入DMSO添加劑，其硫氧鍵與水中的氫發(fā)生強(qiáng)相互作用抑制水之間形成氫鍵，使得水在低溫下難以凝固，從而提升電化學(xué)性能
由圖可知沒有加DMSO之前，不存在特征峰S=O鍵，加入之后出現(xiàn)S=O鍵，隨著添加劑溶度的增加，特征峰往高波速偏移，甲基不隨添加劑濃度發(fā)生變化，C圖中水在未加添加劑之前存在O-H鍵振動，加入之后振動逐漸減弱。從一定程度上可以說明O-H鍵與S=O鍵發(fā)生作用；另外可以從紅外分析等角度進(jìn)一步佐證結(jié)論。 示例7: 原位拉曼光譜表征充放電過程產(chǎn)物的變化
醚類電解液可以使溶劑化鈉離子在石墨層間快速穿梭。如圖在原始狀態(tài)下G峰非常明顯，隨著放電進(jìn)行（鈉離子嵌入），G峰分裂；再進(jìn)行充電又會回到原來石墨峰。通過次證明鈉離子的嵌入可以降低導(dǎo)石墨化程度。
示例8: 拉曼在碳材料中的應(yīng)用 碳納米材料由對稱的碳-碳共價鍵構(gòu)成。這些材料的結(jié)構(gòu)即使發(fā)生微小的變化，也可用拉曼光譜檢測到，從而使拉曼光譜成為碳納米材料表征的強(qiáng)大工具。 拉曼光譜可以區(qū)分碳材料的同素異形體： D 波段可能代表SP3鍵（四面體結(jié)構(gòu)）或者雜化缺陷的SP2鍵(石墨稀邊緣結(jié)構(gòu)）； G波段代表SP2鍵（平面體結(jié)構(gòu)）
富勒烯
石墨烯
G’波段線性依賴于石墨稀的厚度
單壁碳管 可用于分析碳納米管管徑
單壁碳管主要由SP2鍵組成，有些缺陷(D波段），并呈現(xiàn)許多新模式
多壁碳管
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