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膜室研究拉曼光谱分析技术用于纳米材料复合膜的表征与分析

来源:海水之光    更新时间:2018-08-09

    拉曼光谱(Raman spectra)分析技术是一种分子结构检测技术,由于拉曼散射频率(用波数表示)来自于被测物质的分子或原子内部化学键的振动,与入射光无关,这就使得拉曼信号可以准确的反应出被测物质结构、成分信息,成为检测和鉴定材料的有利工具。在拉曼光谱分析技术发展的早期阶段,由于拉曼信号过于微弱,而信号增强以及滤除干扰背景的技术水平不高,使得这一技术应用缓慢。近半个世纪以来,随着激光器、光栅、检测器、共聚焦技术的不断进步,现如今的拉曼光谱在信噪比、扫描精度、分辨率等方面得到了极大的提升,拉曼光谱的应用领域越来越广,在药物、碳材料、生物、矿石、半导体等众多领域发挥着不可或缺的作用。

图1.二维拉曼光谱
 
 
图2.二维拉曼光谱的“3D”成像
 
 
图3. ViewsharpTM功能下膜表面颗粒物“3D”成像
 

    随着膜材料的应用领域日益广泛,膜材料的制备和研发受到越来越多的关注。近年来,制备纳米-高分子复合膜材料成为膜领域的一个研究热点。得益于拉曼光谱分析技术的进步,采用拉曼光谱分析技术进行膜材料表征的报道日渐增多。膜技术研究室在制备碳纳米管掺杂醋酸纤维素复合膜的过程中,采用了拉曼光谱分析技术,不仅可以通过二维拉曼谱线(图1)证实碳纳米管在醋酸纤维素膜中的存在,还可以通过mapping技术,表征醋酸纤维素膜中的分布均匀性(图2)。此外,该仪器的ViewsharpTM功能,还可以对凹凸不平的膜表面实现实时对焦,得到大尺寸范围内清晰的图像,并能通过3D成像,将目标物质的拉曼信号与原膜区别开来(图3),这就意味着拉曼光谱可以用来鉴定和分析某些膜污染物成分。可以肯定的说,随着拉曼光谱分析技术在膜材料研发过程中的深入应用,该技术必将发挥其独特而重要的作用,助力科研工作的顺利开展。



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