拉曼光谱图像(拉曼光谱通俗讲解)

【ACS Nano:表面增强拉曼光谱最新经典综述】吸附在纳米结构金属表面的分子可以增强拉曼散射这一现象的发现是光谱学和分析技术历史上的里程碑。众多实验和理论研究致力于理解表面增强拉曼散射（SERS）效应，证明了其在各种超灵敏传感应用中的潜力。自从被发现以来，SERS在众多科研领域开花结果，但离常规应用于分析和商业产品仍需努力。本文中世界著名学者联合起来综述了SERS的理解和应用现状，并预测了其在研究，应用和技术发展的未来。来源：Langer, J.; et al. Present and future of surface-enhanced Raman scattering. ACS Nano 2020, 14, 28−117,DOI:10.1021/acsnano.9b04224#拉曼光谱##科学##物理##化学#

Operant Peak Spectroscopy 4.00.424自2006年以来用于光谱学的电动工具。中红外、近红外、傅里叶变换红外、拉曼、荧光、LIBS、XRF、UV-VIS、拉曼和鳗鱼。Peak可以读取您的数据Peak可以从70多种光谱文件类型中读取数据。光谱文件转换 从封闭的专有格式批量转换文件。21 CFR Part 11 Peak 符合 21 CFR Part 11标准查看谁在使用 Peak Peak在全球范围内用于工业、教育、政府和军事领域文库搜索Peak 具有完整而强大的光谱库搜索功能将数据转化为信息平滑、基线校正、出线、归一化、减法等...

光活性定量评估与解释研究进展研究人员通过设计合成具有特定结构和功能的材料来实现光活性。这些材料可能包括有机分子、无机纳米颗粒、聚合物等。研究人员使用各种表征技术，如紫外可见吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱等，来确定材料的光学性质和光活性特征。他们通过实验和理论计算等方法来研究材料的激发态行为、能级结构、电子转移过程等。这些研究有助于深入理解光活性材料的光响应机制，并为合理设计和改进这些材料提供指导。开发了各种定量评估方法来评估光活性材料的性能。例如，他们可以使用光电流、荧光强度、电化学性质等参数来表征材料的光活性。这些评估方法可以用于比较不同材料之间的光活性差异，以及评估材料在光催化、光电子器件等应用中的性能。他们通过理论模拟、计算化学等方法来解释评估结果，并进一步探索这些结果在光催化、光电子学、光传感等领域的应用潜力。光活性定量评估与解释的研究进展有助于揭示材料与光的相互作用机制，推动光活性材料的设计和应用。这些研究对于光催化、光电子学、能源转换等领域具有重要的科学意义和应用价值。基于对光活性机理的深入理解，研究人员通过结构调控和材料组分的优化来设计和改进光活性材料。他们可以通过改变分子结构、调整晶格构型、引入敏感基团等方法来调控材料的光活性性能。这种设计和优化的方法有助于提高材料的光催化活性、光电子转换效率等关键指标。光活性材料在能源转换和环境修复等领域具有广泛的应用潜力。研究人员通过光活性定量评估和解释，探索光活性材料在太阳能电池、光催化水分解、光催化有机合成、光催化气体转化等方面的应用。他们致力于提高材料的光转化效率、稳定性和可持续性，以实现可再生能源和绿色化学的发展。研究人员使用理论计算和建模方法来解析光活性材料的响应机制和性能。他们可以通过量子化学计算、密度泛函理论等方法，揭示光激发态的结构和性质，以及光与物质相互作用的基本原理。这些理论研究为解释实验结果提供了重要的理论基础，并且可以用于预测和设计新的光活性材料。光活性定量评估与解释的研究进展涉及材料合成、机理研究、性能评估、结果解释和应用探索等多个方面。这些进展为光活性材料的设计、优化和应用提供了科学依据，有助于推动光能利用和环境可持续发展。近年来，研究人员越来越关注光活性材料的多功能性。除了在光催化和光电子学领域的应用，这些材料还被探索用于光传感、光热治疗、光子学等领域。研究人员通过光活性定量评估和解释，揭示材料的多功能性能和机理，以拓展其应用领域。除了静态的光活性评估，研究人员也开始关注材料的动态光活性性能。他们通过时间分辨光谱技术和动力学研究，研究材料在光激发下的快速动态过程，如载流子传输、能量转移和光化学反应。这些研究有助于理解材料的光响应动力学，为开发更高效的光活性材料提供指导。为了确保光活性评估结果的可比性和可靠性，研究人员和科学社群逐渐致力于光活性评估的标准化和规范化。他们提出了一系列评估方法、测试条件和数据分析方法的准则，以促进不同实验室之间的结果比较和交流。这些标准化努力有助于提高光活性评估的科学可信度，并推动光活性材料研究的进一步发展。随着对环境可持续性的关注增加，研究人员开始关注光活性材料的可持续性和环境影响。他们对材料的生产过程、资源利用、循环利用和废弃物处理等进行评估，以实现材料的绿色化和可持续发展。这方面的研究进展有助于将光活性材料的应用与环境可持续性相结合。光活性定量评估与解释的研究进展涵盖了多个方面，包括多功能性、动态性能、标准化和规范化以及可持续性等。这些进展有助于推动光活性材料的应用和发展，并为解决能源和环境等重要问题提供创新解决方案。

【Nano Lett.：大气压等离子体无基底合成石墨烯！经典文献】作者成功使用大气压微波等离子体无基底气相合成石墨烯。石墨烯通过将液态乙醇液滴通入氩气等离子体制得。合成的石墨烯片后通过透射电镜，电子能量损失能谱，拉曼光谱，以及电子衍射表征。结果显示石墨烯可以无需基底即可制得，为大规模合成石墨烯提供了可能方案。来源：Albert Dato*†, Velimir Radmilovic‡, Zonghoon Lee‡, Jonathan Phillips§, and Michael Frenklach∥，Substrate-Free Gas-Phase Synthesis of Graphene Sheets，Nano Lett. 2008, 8, 7, 2012–2016，DOI:10.1021/nl8011566#科学##化学##碳##拉曼光谱简介#

分子光谱学与分子结构中的红外光谱、拉曼光谱与分子振动的特征前言分子光谱学是一门研究分子的结构与性质的学科，通过分析分子与电磁辐射的相互作用来揭示分子的内部结构。在分子光谱学中，红外光谱和拉曼光谱是两个重要的技术手段，能够提供关于分子振动的信息。本文将重点介绍红外光谱、拉曼光谱以及分子振动的基本原理和应用。红外光谱红外光谱是一种通过分析物质与红外辐射相互作用而得到的谱图。红外光谱能够提供关于分子中化学键的信息，因为不同的化学键会在不同的波长范围内吸收红外辐射。在红外光谱中，常见的峰位包括拉伸振动和弯曲振动。拉伸振动是分子中化学键的伸缩运动，而弯曲振动则是分子中非线性化学键的弯曲运动。通过红外光谱的分析，可以确定分子的功能团和它们的位置。例如，醛基、羧基、氨基等常见的官能团都有特定的红外吸收峰位。红外光谱也可以用于鉴定未知物质，通过比对未知物质的红外光谱与已知物质的光谱数据库，可以推断出未知物质的结构和组成。拉曼光谱拉曼光谱是一种通过分析物质与激光光束散射而得到的谱图。拉曼光谱可以提供分子的振动、转动和电子激发等信息。与红外光谱不同，拉曼光谱是通过分析物质散射光的频率变化而得到的。在拉曼光谱中，主要的峰位对应于分子的振动模式。拉曼光谱的一个重要特点是它可以提供关于分子的对称性信息。根据分子的对称性，拉曼光谱可以分为对称拉曼和非对称拉曼。对称拉曼是指分子振动与分子的对称性相一致，而非对称拉曼是指分子振动与分子的对称性不一致。通过分析拉曼光谱，可以确定分子的结构和对称性。拉曼光谱还可以用于表征分子的结晶状态、表面性质以及溶液中的化学反应等。与红外光谱相比，拉曼光谱具有一些优势。首先，拉曼光谱不受分子的吸收能级限制，可以同时观察到各种类型的化学键振动。其次，拉曼光谱对水的干扰相对较小，因此可以在水溶液中进行分析。此外，拉曼光谱的分辨率较高，可以检测到较小的结构变化和微弱的信号。分子振动分子振动是指分子内原子围绕其平衡位置作振动运动。分子振动可以分为伸缩振动、弯曲振动和扭转振动等几种类型。伸缩振动是指分子中的化学键伸缩运动，包括拉伸振动和收缩振动。弯曲振动是指分子中非线性化学键的弯曲运动，而扭转振动是指分子中部分或全部原子围绕某个轴线旋转。分子振动与分子的结构和化学键有密切关系。不同类型的化学键和分子的对称性会导致不同的振动频率和振动模式。因此，通过分析分子的振动可以推断出分子的结构和化学键的性质。红外光谱和拉曼光谱是分析分子振动的重要工具。红外光谱通过测量分子对红外辐射的吸收来确定分子的振动频率和强度。拉曼光谱则通过测量散射光的频率变化来获得分子的振动信息。两者相互补充，可以提供全面的分子振动特征。结论：红外光谱、拉曼光谱和分子振动在分子光谱学和分子结构研究中起着重要作用。红外光谱可以提供分子化学键的信息，用于确定分子的结构和官能团的存在。拉曼光谱可以提供分子的振动和对称性信息，有助于确定分子的结构和表征其性质。分子振动是分子光谱学的核心内容，通过分析分子的振动模式可以推断出分子的结构和化学键的性质。它们在化学、材料科学、生物医学和环境监测等领域的应用为我们深入理解分子结构和性质提供了强有力的手段。随着技术的不断发展，这些技术将继续发挥重要作用，并为各个领域的研究和应用带来更显著的优势。参考文献《分子光谱学导论》 - 赵乃文、庞雄勇、苗国龙，科学出版社年份：2012年《红外光谱学》 - 刘恩华，出版社：化学工业出版社年份：2009年《分子光谱学》 - 范曙光，出版社：高等教育出版社年份：2005年《分子光谱学与光谱解析》 - 董纪富，出版社：科学出版社年份：2010年《分子光谱学导论》 - 张鹏程，出版社：化学工业出版社年份：2014年

【Anal. Chem.：定量拉曼光谱法测量金属和半导体单壁碳纳米管占比的有效性】尽管已知单壁碳纳米管（SWCNT）的拉曼光谱特征高度依赖于手性，但使用具有多个激光激发的拉曼光谱作为量化样品中金属或半导体纳米管比例的工具已成为广泛使用的分析方法。在这项工作中，以电子衍射技术为基础，检验了拉曼光谱用于定量评估单壁碳纳米管样品中金属组分（M%）的有效性。结果表明，通过使用几个离散的激光线，或者通过使用手性相关径向呼吸模式（RBMs）的积分强度，或者如最近的研究中更常用的，通过统计RBMs的数量，对M%进行定量拉曼光谱评估可能是错误的。具体而言，作者发现，拉曼光谱中某些类型RBM的出现次数严重依赖于直径分布、跃迁能量和激发激光能量之间的共振耦合以及手性相关拉曼散射截面，而不仅仅取决于金属和半导体SWCNT比例。这些依赖性与那些在RBMs积分强度中观测到的相似。此发现大大促进了对拉曼光谱用于碳纳米管定量的正确使用的理解，这对于碳纳米管表征非常重要，对于指导SWCNT生长及其应用的研究至关重要。来源：Ying Tian, Hua Jiang, Patrik Laiho, and Esko I. Kauppinen，Validity of Measuring Metallic and Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotube Fractions by Quantitative Raman Spectroscopy，Anal. Chem. 2018, 90, 4, 2517–2525，DOI：10.1021/acs.analchem.7b03712#科学##物理##化学##碳纳米管##拉曼光谱#

镭再探：重振自然界最大+2阳离子的配位化学通过实验和理论研究，对Ra(NO3)2的结晶、单晶结构和拉曼光谱进行了调查，这代表了第一个通过单晶X射线衍射表征的纯镭化合物。Ra2+中心通过六个配位的硝酸根离子相互结合，形成一个反立方八面体几何结构。来自Ra(NO3)2单晶的拉曼光谱通常在频率上低于Ba(NO3)2，这是预期的。对Ra(NO3)2的计算研究通过Wiberg键指数估计了键级，并表明Ra-O相互作用较弱，Ra-O键的值为0.025和0.026。对自然键轨道和自然局域分子轨道的检查表明轨道混合可以忽略不计。然而，二阶微扰相互作用显示出硝酸根氧原子的孤对电子对于Ra2+的7s轨道的供体作用使每个Ra-O相互作用稳定了约5 kcal mol–1。通过实验和理论研究，对Ra(NO3)2的合成、结构和拉曼光谱进行了调查。单晶X射线衍射分析揭示出镭硝酸盐与Ba(NO3)2同质异构，并在100K下以立方晶体空间群Pa3（No. 205）结晶，晶胞参数为a = 8.2268(1) Å。使用拉曼光谱进一步表征了Ba(NO3)2。由于RaSO4的低溶解度使其在癌症治疗中具有实用性，并且它在地质和历史上具有重要意义，因此它仍然是最被广泛研究的镭化合物。已经报道了高同位素纯度的RaSO4的X射线粉末衍射和EXAFS研究。需要进一步应用现代表征技术，以提供对镭更精确的了解，并可能证明其较大的原子/离子半径可以产生无法通过钡获得的化学性质。这在计算研究镭氟化物化合物时得到了很好的说明，预测在高压下可获得比+2更高的氧化态，尽管需要实验证实此事。现代对镭的研究的匮乏有许多原因。唯一可能可获得的中等寿命同位素是226Ra。这种时间尺度的半衰期使得甚至微克级样品的比活度非常高，使得样品的操作具有挑战性。226Ra通过α衰变产生短寿命的222Rn和一系列其他短寿命子体，从而防止设施污染，并更重要的是保护研究人员。从应用的角度来看，Xofigo已成功用于治疗转移性前列腺和其他癌症。这种药物是一种 223RaCl2 的溶液，并依赖于Ra2+在骨骼中的富集性。从基础的角度来看，Ra2+是周期表中最大的、具有氧化还原稳定性的+2阳离子，为了解重元素中配位化学如何演变提供了机会。为了开发Ra2+的化学性质，首先必须合成和表征用于与Ba2+相似物进行比较的基准化合物。我们报告了通过单晶X射线衍射表征的第一个纯镭化合物Ra(NO3)2的结晶、结构和振动光谱。鉴于操作镭样品的前述挑战，仅使用1.0毫克的226Ra进行Ra(NO3)2的重结晶。与Ba(NO3)2的结晶相比，后者可以通过常见醇类的蒸汽扩散进入硝酸钡水溶液中进行，而Ra(NO3)2的晶体只能在使用异丙醇时生长，这是由于Ra(NO3)2的溶解度较低。其他醇类迅速形成粉末。单晶X射线衍射分析显示，Ra(NO3)2与Ba(NO3)2同构，并以立方空间群Pa3 (No. 205)结晶，在100K时a = 8.2268(1) Å。镭阳离子位于一个4b的Wyckoff位置，具有3的对称性，并与六个螯合硝酸根阴离子配位，氮原子位于一个C3对称位置。为了进一步表征Ra(NO3)2，进行了单晶拉曼光谱研究。在大多数立方碱金属和Pb2+硝酸盐的光谱中观察到的低频ν1、ν2和ν4的低强度带也在Ra(NO3)2的光谱中被检测到。Ra(NO3)2与Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2和Pb(NO3)2同质异构。显示出1044.8 cm-1的ν1模式，对应于D3h对称硝酸盐的伸缩振动，并主导其他振动模式。还观察到了较弱的821 cm-1的ν2伸展和728.7 cm-1的ν4伸展。73.0 cm-1和119.8 cm-1处的两个低能峰被指定为拉曼活跃的摆动和平动晶格模式。比较Ra(NO3)2和Ba(NO3)2的拉曼光谱可以发现，Ba(NO3)2中的拉曼峰从83 cm-1和133 cm-1移动到73.0 cm-1和119.8 cm-1。ν4和ν1模式的能量也降低了约3 cm-1，而ν2在两种化合物中能量相同。Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2和Ra(NO3)2的拉曼光谱总结在支持信息中。这在总能量密度的正值中得到体现，这通常与纯离子性相互作用相关联。参数是通过分子DFT/PBE0计算获得的。电子密度以e Å–3表示，而动能(G)、势能(V)和总能量(H)密度以kcal mol–1 Å–3的形式给出。我们对Ra(NO3)2进行了蒸气扩散结晶、单晶结构、振动光谱和化学键进行了研究。将Ra(NO3)2与其他碱土金属化合物进行比较，为未来的镭配位化学提供了指导。

利用表面增强拉曼光谱实现单个分子检测分析和研究分子的构成和结构是化学、生物和材料科学领域中的关键问题之一。然而，在传统拉曼光谱技术中，由于拉曼散射的弱信号和外界杂质的干扰，难以实现对单个分子的非破坏性测量。为了克服这个困境，表面增强拉曼光谱技术应运而生。通过利用金属或其他表面等离子体激元增强的效应，SERS技术可以实现对单个分子的高灵敏度检测。本文将介绍SERS技术的原理及其在单个分子检测方面的应用，并探讨其在化学、生物及医药等领域中的潜在应用价值。一、SERS技术的背景拉曼光谱是一种用于物质结构分析的非常强大的分析技术。然而，由于拉曼散射截面较小，传统的拉曼光谱只能对大量的物质进行分析，而在检测单个分子时表现不佳。为了克服这个问题，SERS技术于上世纪70年代末期问世。相比传统拉曼光谱技术，SERS在样品制备时增加金或银等表面等离子体的涂覆，使样品被吸附至金或银等表面，从而增加物质与外界相互作用的表面积，增大 Raman 散射截面积，使得散射强度显著提高。因此，SERS技术不仅可以提高检测信号强度，还能够实现单个分子的检测。尤其是在生物医药、环境监测和能源等领域中的应用，SERS技术可以显著提高检测的准确性和灵敏度，是一项非常有潜力的技术。传统拉曼光谱在能力和应用领域上限制较多。因为外界环境的物质（如水、玻璃等）会产生拉曼散射光，对被测物质造成干扰，使其不能有效地波长分辨地分辨出来。另外，由于拉曼光谱的检测灵敏度很低，不能在功率较小的光源下有效地检测样品。因此，SERS技术不仅可以提高检测信号强度，而且能够实现单个分子的检测。二、单个分子检测的SERS技术SERS技术在化学研究领域的应用潜力巨大。在生物领域，SERS技术可以应用在分子检测，生物标记，组织学分析等方面。在对动态的细胞和单分子等进行研究时，SERS技术的高灵敏度，高分辨率和去离子能力使其成为理想的工具。随着SERS技术的发展，他的检测灵敏度不断提高。现在，SERS已经可以实现对单个分子进行高效的检测。通过改进SERS技术的使用，开发出具有高灵敏度和高特异性检测单个分子的SERS技术来了。基于SERS技术的单分子检测技术已经被应用于实验室环境，实现了对少量下等的物质进行检测。通过改进实验方法，单分子检测可以实现更广泛的应用，第三、SERS技术的应用前景SERS技术可以进行超灵敏检测，监测环境中微量危害物质和毒素，SERS技术在环境监测中具有广泛的应用3.2 医学领域中应用SERS技术。由于SERS技术具有灵敏度和速度等方面的优势，可以对生物分子和分子组合进行定量和定性分析，因此已被广泛应用于医学领域。在肿瘤诊断中，利用SERS技术的超强灵敏度实现对癌细胞的快速检测和定量分析。此外，SERS技术也可以用于药物评估和分子图像化等方面，为医学科学的推进提供了新的工具。食品检测中SERS技术也已经发挥了重要作用。SERS技术可以对食品质量进行快速经济检测，可以检测出食品中的重金属、农药、添加剂等不良成分，同时可以快速准确地鉴别出食品中添加的香料和色素等添加剂。总体来看，由于SERS技术的灵敏度、特异性、高速度和实时性等优势，使其在化学、医学，食品和环境监测等领域的应用范围越来越广泛。单个分子检测技术在SERS技术中的应用开启了新的研究方向，将为化学、医学和环境领域科研提供更广阔的空间。相比传统拉曼光谱技术，SERS技术在样品制备和光谱检测等方面的创新使其在检测灵敏度和分辨率方面有了巨大进步，在实现对单个分子的检测等方面优势突出。此外，SERS技术不仅仅局限于单个分子检测方面，还具有多个领域的广泛应用前景。然而，SERS技术仍然面临一些挑战，如操作复杂、波动性和定量分析能力有限等问题。因此，未来的研究应关注功能性纳米结构的合成及表面增强机制的解析，以进一步探索SERS技术的应用价值，并为其在更广泛的领域的应用提供更好的支持。

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