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膜室研究拉曼光譜分析技術用于納米材料復合膜的表征與分析

來源:海水之光    發布時間: 2018-08-09


    拉曼光譜(Raman spectra)分析技術是一種分子結構檢測技術,由于拉曼散射頻率(用波數表示)來自于被測物質的分子或原子內部化學鍵的振動,與入射光無關,這就使得拉曼信號可以準確的反應出被測物質結構、成分信息,成為檢測和鑒定材料的有利工具。在拉曼光譜分析技術發展的早期階段,由于拉曼信號過于微弱,而信號增強以及濾除干擾背景的技術水平不高,使得這一技術應用緩慢。近半個世紀以來,隨著激光器、光柵、檢測器、共聚焦技術的不斷進步,現如今的拉曼光譜在信噪比、掃描精度、分辨率等方面得到了極大的提升,拉曼光譜的應用領域越來越廣,在藥物、碳材料、生物、礦石、半導體等眾多領域發揮著不可或缺的作用。

圖1.二維拉曼光譜
 
 
圖2.二維拉曼光譜的“3D”成像
 
 
圖3. ViewsharpTM功能下膜表面顆粒物“3D”成像
 

    隨著膜材料的應用領域日益廣泛,膜材料的制備和研發受到越來越多的關注。近年來,制備納米-高分子復合膜材料成為膜領域的一個研究熱點。得益于拉曼光譜分析技術的進步,采用拉曼光譜分析技術進行膜材料表征的報道日漸增多。膜技術研究室在制備碳納米管摻雜醋酸纖維素復合膜的過程中,采用了拉曼光譜分析技術,不僅可以通過二維拉曼譜線(圖1)證實碳納米管在醋酸纖維素膜中的存在,還可以通過mapping技術,表征醋酸纖維素膜中的分布均勻性(圖2)。此外,該儀器的ViewsharpTM功能,還可以對凹凸不平的膜表面實現實時對焦,得到大尺寸范圍內清晰的圖像,并能通過3D成像,將目標物質的拉曼信號與原膜區別開來(圖3),這就意味著拉曼光譜可以用來鑒定和分析某些膜污染物成分??梢钥隙ǖ恼f,隨著拉曼光譜分析技術在膜材料研發過程中的深入應用,該技術必將發揮其獨特而重要的作用,助力科研工作的順利開展。



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