激光拉曼光谱和红外光谱对比

激光拉曼光谱

原理：散射光与入射光之间的频率差v称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本身的结构有关。拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的（电子云发生变化）。拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。

特点：无须或极少准备样品；快速检测；操作简便。

应用：高分子构象研究；聚合物变形研究；医用高分子材料研究；研究生物大分子结构；络合物的组成、结构和稳定性的研究；矿石成分的定性分析。

显微拉曼光谱

特点：高分辨率；可进行显微成像测量，分辨率高，可对样品表面进行um级的微区检测；可进行显微成像测量。

应用：广泛用于新型复合材料，纳米材料和电极材料的研究。

红外光谱

原理：红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。

分类：根据红外波数测试范围，可以将红外光谱分为：近红外，中红外和远红外三种。

近红外光谱

近红外光是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，近红外光谱的产生,主要是由于分子振动的非谐振性,使分子振动从基态向高能级的跃迁成为可能。在近红外光谱范围内,测量的主要是含氢基团XH(X=C、N、O、S等)振动的倍频及合频吸收。

近红外光谱分析的主要技术特点如下:

(1)分析速度快。

(2)分析效率高。

(3)分析成本低。

(4)测试重现性好。

(5)便于实现在线分析。

(6)典型的无损分析技术。

(7)现代近红外光谱分析也有其固有的弱点。一是测试灵敏度相对较低,这主要是

因为近红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低,一般近红外倍频和合频的谱带强度是其基频吸收的10到10000分之一,就对组分的分析而言,其含量一般应大于0.1%;二是一种间接分析技术,方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质数据, 因此

模型的建立需要一定的化学计量学知识、费用和时间。

中红外光谱

中红外光谱的频率在 4000～625cm-1之间。

中红外光谱分析的主要技术特点如下:

中红外光谱主要用于有机化合物的定性或定量分析。测试灵敏度相对较低，不适于做微量组份的测定。这主要是由于红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低;基团的振动如无偶极距的变化，则属红外非活性，无法提供该基团存在的信息;不适合分析含水样品，因为水中的羟基峰对测定有干扰;对化合物整体结构的确认需有标准谱或已知纯物质，否则单纯红外谱图无法确认化合物。

远红外光谱

远红外光谱的在25-1000μm之间。此区内的吸收谱带主要是气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁和液体与固体中重原子的伸缩振动（如υS-S,γC-Br等）、某些变角振动、骨架振动，以及晶体中的晶格振动所引起的。由于低频骨架振动能灵敏地反应物质结构的变化，所以对异构体研究特别方便。此外，对于有机金属化合物（包括络合物）、氢键、吸附现象的定量分析，远红外光谱也很有效。在环境分析测试中，远红外光谱区光源能量弱，除非其

应用：物相鉴定；样品中物相含量分析；晶体中元素含量分析；宝玉石鉴定；同质多像变体研究；类质同象置换研究；晶体有序度研究；基因存在形式判断；研究材料表面的分子结构、分子排列方式以及官能团取向。

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