拉曼光譜儀能夠?qū)ξ镔|(zhì)成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性判定與定量分析,作為一種新興發(fā)展起來的分析手段擁有快速、無損、實(shí)時(shí)、可重復(fù)等特點(diǎn),成為了分析化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。拉曼光譜儀光譜預(yù)處理有三個(gè)主要步驟:平滑去噪、X軸校正和基線處理。
第一、平滑去噪 在拉曼光譜儀測量中,由于外界干擾、儀器本身噪音等的存在,致使測得的光譜數(shù)據(jù)中含有隨機(jī)噪音,普圖上有毛刺,影響譜圖的質(zhì)量,增加了后續(xù)分析和檢測的誤差。拉曼光譜儀通過對測量得到的圖譜進(jìn)行平滑處理可降低噪音、提高音噪比,因此光譜平滑是光譜分析中常用的預(yù)處理方法?! 〉诙?、X軸校正 X軸校正是拉曼光譜儀分析應(yīng)用研究中重要的一個(gè)環(huán)節(jié),也常常是比較容易忽略的一個(gè)問題,通常情況下拉曼光譜X軸單位是拉曼位移,也就是斯托克斯與反斯托克斯散射光頻率與激發(fā)光源頻率之差。反斯托克斯散射強(qiáng)度要弱于斯托克斯散射強(qiáng)度,拉曼光譜分析中,通常只需要測定斯托克斯散射。拉曼光譜儀的拉曼位移是由分子振動能級的變化產(chǎn)生的,它的能級之間的能量變化由化學(xué)鍵的不同或者基態(tài)的振動方式的不同決定?! 〉谌⒒€處理 拉曼光譜儀基線處理的主要目的是消除背底熒光,用激光照射樣品時(shí)除了激發(fā)出拉曼散射光外同時(shí)還經(jīng)常會激發(fā)出熒光。樣品分子的特征振動頻率與激光頻率相同并且熒光效率較高時(shí),它就會吸收激光分子而發(fā)射出熒光。通常情況下,熒光的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于拉曼光,使得拉曼信號完全淹沒在熒光背景噪聲中,導(dǎo)致得到的光譜數(shù)據(jù)難以正常利用。因此在拉曼光譜檢測中隊(duì)熒光采取一定的抑制措施是十分必要的。 價(jià)格適中的拉曼光譜儀都具有高靈敏度、高分辨率、寬光譜范圍的特點(diǎn),它采用光譜原理進(jìn)行測量數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)結(jié)果清晰明了。做好拉曼光譜儀的光譜預(yù)處理,最大化的消除干擾因素帶來的影響,提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
手持式光譜儀主要由X光管、探測器、CPU以及存儲器組成,由于其便攜具有高效、便攜、準(zhǔn)確等特點(diǎn),使其在合金、礦石、環(huán)境、消費(fèi)品等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用?! ∫缶哂懈叩姆直媛屎托旁氡?、更好的強(qiáng)度準(zhǔn)確性和波長準(zhǔn)確性以及強(qiáng)的抗外界干擾性和優(yōu)良的儀器穩(wěn)定性,在儀器的軟件上,要求能夠進(jìn)行導(dǎo)數(shù)、去卷積等復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算,能夠計(jì)算光譜間相似度、模式識別分析、支持多元校正分析和用戶自建譜庫并進(jìn)行檢索?! ∈殖质焦庾V儀原理: 當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時(shí),驅(qū)逐一個(gè)內(nèi)層電子從而出現(xiàn)一個(gè)空穴,使整個(gè)原子體系處于不穩(wěn)定的狀態(tài),當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時(shí),產(chǎn)生一次光電子,擊出的光子可能再次被吸收而逐出較外層的另一個(gè)次級光電子,發(fā)生俄歇效應(yīng),亦稱次級光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng)。所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不被原子內(nèi)吸收,而是以光子形式放出,便產(chǎn)生X射線熒光,其能量等于兩能級之間的能量差。因此,射線熒光的能量或波長是特征性的,與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。