基于激光拉曼光谱技术探测溶液中酸根离子定量分析方法研究

激光拉曼光谱技术是水下原位探测酸根离子浓度的强有力工具,建立一套适用于海洋环境、基于拉曼光谱技术的定量分析方法对实时了解海洋化学信息具有重要意义。本文在实验室条件下,以SO2-4和HCO-3系列浓度水溶液及近海海域的海水为样品,532nm激光作为激发光源,模拟原位探测方式采用侵入式光学探头采集拉曼光谱。分别采用内定标法、多元线性回归法(MLR)、偏最小二乘法(PLS)和基于主导因素的PLS法对光谱数据进行定量分析。研究结果表明,采用以1 640cm-1水分子O—H振动谱峰为内标峰的内定标法预测待测离子浓度,预测误差均相对较大,定标曲线线性相关系数不高;采用多元线性回归法,定标曲线的线性相关系数有较大提高,在一定程度上提高了定量分析的精度;采用酸根拉曼峰强度、酸根峰面积、水峰强度、水峰面积作主导因素结合PLS法预测配置溶液中SO2-4和HCO-3浓度的定标曲线相关系数R2分别为0.990和0.916,对待测样30mmol·L-1的SO2-4预测相对误差为3.262%,对20mmol·L-1的HCO-3预测相对误差为5.267%。以海水中SO2-4为分析对象时,与离子色谱法预测的28.01mmol·L-1进行对比,以上四种定标方法的研究结果表明,主导因素结合PLS法优于其余三种分析方法,其均值相对误差降低为1.128%。因此,采用水的拉曼信号作为主导因素结合PLS法预测水溶液中的酸根离子浓度时能有效提高定量分析的精度,并可应用于现场和原位探测中的定标。

显微共聚焦激光拉曼光谱技术鉴别假币上的光变油墨

目的尝试利用显微共聚焦激光拉曼光谱技术鉴别假币上的仿冒光变油墨。方法收集77张不同假币制造窝点不同印刷版型的假币,建立最佳实验条件,将所得谱图进行小波变换降噪、非对称最小二乘法基线扣除、数据归一化等一系列预处理,提取出每张假币上光变油墨所包含的拉曼位移峰信息。结果拉曼谱图中拉曼位移峰与色料成分有关,由此可将假币上的仿光变油墨分为三类:一类检出酞菁铜颜料,一类检出酞菁铜和钛菁绿两种颜料,一类则未检出拉曼位移峰。由于假币纸张选用的不同,造成拉曼谱图中部分拉曼位移及荧光背底的差异,故如果结合纸张影响,可将第一类假币票样分为五大类。结论显微共聚焦激光拉曼光谱技术不但可以通过拉曼位移的不同鉴别假币,且可根据拉曼位移及强度进一步推断造假手段的差异,为假币溯源提供依据。

阳离子对硅酸盐玻璃激光拉曼光谱影响的研究

运用拉曼光谱技术研究了Na2O(K2O)—CaO(MgO)—SiO2,Na2O(K2O)—Al2O3—SiO2,Na2O(K2O)—B2O3—SiO2,Na2O(K2O)—PbO—SiO2和PbO—BaO—SiO2五个系统的玻璃。结果表明,阳离子对玻璃近程结构的改造会引起拉曼特征的变化。部分样品是根据古玻璃平均成分在实验室烧制的,这项研究对于运用激光拉曼光谱区分不同系统的古代硅酸盐玻璃有重要意义。

拉曼光谱技术在中国古玉、古玉器鉴定和研究中的应用

激光拉曼光谱技术是应用于科技考古研究中的高技术之一,属于无损分析研究,但作为一种很好的无损分析方法它在中国古代玉器研究中的应用并不非常广泛。文章首先介绍了激光拉曼光谱技术的基本原理及近几年来国内外的最新进展,然后从矿物结构与拉曼特征峰之间的关系入手比较了目前国内外5种常见玉石的激光拉曼研究结果。然后分别通过对浙江良渚遗址和河南安阳殷墟遗址出土的4件中国古代玉器与新疆和田地区出产的软玉样品进行对比研究,成功地利用激光拉曼光谱技术对一批中国古代玉器进行了无损鉴定,从而阐明该项技术在中国古代玉器结构测试和材质鉴定中是一种很好的无损分析研究方法。最后,讨论了目前激光拉曼光谱技术在中国古玉和古代玉器研究中存在的局限性并对其发展前景进行了展望。

X射线荧光光谱技术与拉曼光谱技术在齐家文化玉器研究中的应用

为分析判断齐家文化玉器的材质,利用X射线荧光光谱技术对宁夏博物馆藏5件齐家文化玉器进行无损检测分析。结果表明,5件玉器所含元素及相对含量与和田玉相似。再借助齐家文化历史史料的有关信息,可推断为和田玉成分;利用拉曼光谱技术测得5件样品的拉曼光谱图,通过与和田玉样品拉曼光谱图比对,最强及次强特征峰位整体与之相似。可以明显看到透闪石矿物的特征峰,两种检测分析结果相互验证。研究结果为探索齐家文化玉器的玉质和玉料来源提供了重要的科学依据和准确的数据支撑。

南极海洋芳香烃低温降解微生物的拉曼光谱分析

激光镊子拉曼光谱技术可以实现在自然状态下对单个细胞或细胞器较长时间的观察研究。应用激光镊子拉曼光谱技术实时观察南极微生物低温降解芳香烃过程中单个南极细菌的细胞生长和胞内生物大分子的动态变化过程,收集、分析其拉曼光谱,结果发现:单细胞的拉曼光谱反映了其细胞内部的生命物质组成,南极动球菌NJ41和希瓦氏菌NJ49生长和降解芳香烃过程中产生蛋白类和葡聚糖类物质较多,而假交替单胞菌NJ289生长和降解芳香烃过程中产生脂类物质较多,其次才是蛋白类物质;各菌株产生蛋白类物质的多少是与产生的降解限速酶对应的,也是与低温降解芳香烃的能力是直接相关的。

激光光谱技术应用于藻类的研究进展

藻类在多个领域发挥着不可替代的作用。激光拉曼光谱技术、激光诱导击穿光谱(LIBS)技术有着无需对样品进行复杂的预处理、对样品的破坏性小、多成分同时探测等优点,在诸多领域有着广泛的应用。介绍了近年来激光拉曼光谱技术和LIBS技术在藻类研究中的应用进展,并对其发展前景进行了展望。

渝东彭水地区常压页岩气压力演化与富集保存

页岩气勘探开发实践证实,页岩气地层压力参数对于评价页岩含气性和产能具有重要的判识意义。为了研究四川盆地渝东彭水地区常压页岩气的形成与演化,利用流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱技术、盆地模拟和甲烷体系状态方程等恢复了该区PY1井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩燕山—喜马拉雅期构造抬升中的压力演化和含气量演化过程,深化了对常压页岩气形成与演化过程的认识。研究结果表明:(1) PY1井五峰组—龙马溪组页岩脉体甲烷包裹体捕获古温压结合页岩埋藏史—热演化史重建揭示构造抬升至距今约124 Ma,页岩层压力介于74.1~88.5 MPa,对应压力系数为1.36~1.63,页岩处于中等超压状态;(2)构造抬升至距今约100 Ma,页岩层压力介于38.6~49.5 MPa,对应压力系数为0.93~1.18,页岩处于常压状态;(3)页岩构造抬升过程中的压力演化可划分为3个阶段,第一阶段(距今145~100 Ma)、第二阶段(距今100~20 Ma)、第三阶段(距今20~0 Ma),页岩层压力和压力系数的下降主要受控于快速抬升导致页岩层温度降低和页岩气散失;(4)构造抬升过程中PY1井五峰组—龙马溪组页岩气散失量约为最大埋深阶段总含气量的35.3%。结论认为:(1)页岩压力和含气量演化研究可为进一步探讨常压页岩气保存条件提供重要信息;(2)燕山运动Ⅱ幕的差异改造可能是川东南超压和常压页岩气差异富集的关键控制因素。

拉曼光谱分析法的应用介绍

本文简单介绍了近年来拉曼光谱分析法在有机化合物结构鉴定、高分子蛋白分析、临床检验、晶体和材料研究等方面的应用及几种常用的拉曼光谱分析技术。为进一步扩大拉曼光谱技术的应用提供参考。

北部湾海洋鱼类微塑料的分离、鉴定及其特征分析

作者采集北部湾9个地区的23种鱼类,结合原位红外光谱技术和激光拉曼红外光谱技术,采用场发射扫描电镜-X射线能谱(FESEM-EDS)技术对鱼体内微塑料表面形貌特征和微量元素进行分析。结果表明:(1)15.3%的鱼类胃肠道和2.59%的鳃中发现微塑料,鱼类微塑料个数在0~1.11个/个体之间;(2)微塑料颜色主要为透明色,形状主要为纤维类和碎片类;(3)微塑料类型主要有聚丙烯、聚对苯聚碳酸酯和尼龙;(4)微塑料表面出现褶皱、凹槽、划痕等形态特征,并携带了微量的Fe、Al、Zr、Ti等金属元素和Ca、K、Mg等盐类化合物元素。以上结果确定了北部湾周边区域鱼类微塑料的丰度、类型及其表面特征,为北部湾区域微塑料的污染程度和分布特征提供了参考依据。

中国安全生产科学研究院“十三•五”系列科研成果展

手持激光拉曼未知物识别仪,危化品事故救援场景复杂、要求高、挑战大,快速响应、精准决策、正确处置越来越重要,如何协助救援人员快速了解事故现场危险化学品特性,实现事故处置的快速、精准、正确已成为亟待解决的问题。基于激光拉曼光谱技术的专用于危化品物质检测的手持式未知物识别仪,可快速解析混合物,给出全部物质的化学品特性、救援策略及合理的应急处理方式,保证事故处置的快速、精准、正确,大大降低事故损失,避免二次伤害。

简析离子迁移谱类技术的原理及应用

物质检测技术,对安检领域中的“违禁品检测”而言一直是刚需性应用,无论是对梯恩梯、黑索金这类爆炸物,还是对冰毒、海洛因这类毒品,快速而准确地识别出被测物质的类型是最主要的目的。常规应用的物质检测技术有离子迁移谱技术、激光拉曼光谱技术、红外光谱技术和X射线物质识别技术等。