拉曼光譜儀具有不需要大量樣品制備工作等優(yōu)勢,其應(yīng)用領(lǐng)域甚至已經(jīng)超過了紅外,并正在開拓新的應(yīng)用方向,比如制藥、生命科學(xué)、爆炸物安全檢測、文物研究等各個(gè)方面。
1、拉曼光譜儀在化學(xué)研究中的應(yīng)用
拉曼光譜在有機(jī)化學(xué)方面主要是用作結(jié)構(gòu)鑒定和分子相互作用的手段,它與紅外光譜互為補(bǔ)充,可以鑒別特殊的結(jié)構(gòu)特征或特征基團(tuán)。拉曼位移的大小、強(qiáng)度及拉曼峰形狀是鑒定化學(xué)鍵、官能團(tuán)的重要依據(jù)。利用偏振特性,拉曼光譜還可以作為分子異構(gòu)體判斷的依據(jù)。在無機(jī)化合物中金屬離子和配位體間的共價(jià)鍵常具有拉曼活性,由此拉曼光譜可提供有關(guān)配位化合物的組成、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等信息。另外,許多無機(jī)化合物具有多種晶型結(jié)構(gòu),它們具有不同的拉曼活性,因此用拉曼光譜能測定和鑒別紅外光譜無法完成的無機(jī)化合物的晶型結(jié)構(gòu)。在催化化學(xué)中,拉曼光譜能夠提供催化劑本身以及表面上物種的結(jié)構(gòu)信息,還可以對催化劑制備過程進(jìn)行實(shí)時(shí)研究。同時(shí),激光拉曼光譜是研究電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)和性能的重要方法,能夠在分子水平上深入研究電化學(xué)界面結(jié)構(gòu)、吸附和反應(yīng)等基礎(chǔ)問題并應(yīng)用于電催化、腐蝕和電鍍等領(lǐng)域。
2、拉曼光譜儀在高分子材料中的應(yīng)用
拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用,以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無規(guī)立場試樣或頭-頭,頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品,拉曼峰是弱而寬,而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。
拉曼光譜儀研究內(nèi)容包括:
?。?)化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷:高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對拉曼光譜非常敏感,常用來研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。
?。?)組分定量分析:拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系,給高分子組分含量分析帶來方便。
?。?)晶相與無定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過程和結(jié)晶度的監(jiān)測。
(4)動(dòng)力學(xué)過程研究:伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變。
?。?)高分子取向研究:高分子鏈的各向異性必然帶來對光散射的各向異性,測量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。
(6)聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。
(7)復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過程的監(jiān)測。
(8)聚合反應(yīng)過程和聚合物固化過程監(jiān)控。