拉曼光谱在线检测仪

p　　曾有研究报告显示，2017-2023年全球过程分析技术市场将以12.9%的年复合增长率增长，预计2023年将达到40亿美元。过程分析设备可以洞察生产线过程中的关键点、产品特性等，实现最高级别的过程质控，可称为整个生产过程的“侦查兵”。随着日益重视的质量源于设计(QbD)和制造工艺效率，过程分析技术市场正在不断增长。br//pp　　作为一类优异的在线分析设备，在线拉曼光谱，以其物质指纹谱、检测速度快、无损、多组分、多通道、运行成本低等优点正逐渐广泛地用于制药、石油化工、高分子化工、能源、精细化工、食品等领域。拉曼光谱所能提供的及时、准确的分析数据为稳定生产、优化操作、节能降耗起到了不可替代的作用。/pp　　其实，早在2001年，FDA就建议要重视在线拉曼光谱等过程分析技术对工艺和生产过程的应用意义。在欧美、日本、新加坡等国家，在线拉曼光谱的过程分析已经成功应用了至少近20年。就国内而言，在线拉曼光谱技术也应用了很多年，但是普及度以及认识度还不够。不过，近几年，随着国内化工、制药等领域日趋激烈的竞争形式，高校科研、制药、化工等领域对在线拉曼光谱的需求日益增多。德国耶拿公司拉曼产品经理王兰芬博士表示，在线拉曼光谱未来一定是一个新的重要发展方向，非常具有发展潜力，该市场在中国每年至少以两位数的速度在递增!/pp　　作为全球知名的过程拉曼光谱供应商，凯撒光学系统公司自2016年正式携手德国耶拿分析仪器股份公司进入中国市场以来，一直保持着强劲的发展势头。据王兰芬博士介绍，凯撒拉曼年销售额基本以倍增趋势增长。据悉，目前凯撒公司的在线拉曼产品在高校科研、化工以及制药等领域都具有了一定的市场，比如中科院化学所、中国科技大学、天津大学、中科院固体物理所、中科院青岛海洋研究所等单位的重点实验室已经利用凯撒公司的拉曼光谱仪开展了科学研究 在高分子化工、煤化工以及天然气化工领域，中化泉州、广东炼化、烟台万华、中海油惠州、神华内蒙、星火有机硅等大型化工厂也已经是凯撒公司在线拉曼的用户；另外，在线拉曼在制药领域也具有良好的发展趋势等。/pp　　其中，高分子化工对在线拉曼光谱而言是一个极具潜力的大市场。王兰芬博士解释说，高分子化工市场的重要性不言而喻，一方面，高分子材料与人类生活密不可分，另一方面，高分化工已经成为化学工业的主导产业，产值占整个石油化工的近70%，高分子材料的体积产量已远远超过钢铁和其他有色金属之和。/pp　　高分子材料本身具有非常强的拉曼信号，拉曼光谱可以很好地区分同分异构体，基于此，在线拉曼光谱已经成功用于高分子合成研究、产品质量检测(高分子密度、共聚物组份分析、结晶)、聚合过程监测等。而且，在线拉曼光谱用于HDPE生产装置的工艺方法也写进了高分子著名的工艺专利商CP的工艺包中。在该工艺应用中，可以通过在线拉曼光谱实时控制反应釜中的氢气、乙烯、α-烯烃的浓度，从而控制生产出所期望的具有一定密度以及分子量的聚乙烯。例如，通过实时控制α-烯烃单体的浓度，可以调整HDPE的短支链数量，从而控制HDPE的密度。据悉，基于高密度聚乙烯HDPE的生产工艺优化，凯撒公司已经开发了杜邦、雪弗龙、埃克森美孚公司、泉州石化、广州炼化等众多实际的应用案例。/pp　　为了让更多的同行解拉曼光谱与拉曼光谱在高分子化学与化工的应用，中科院物理所刘玉龙研究员和德国耶拿公司的王兰芬博士携手于3月27日就拉曼光谱原理以及在高分子化学化工的应用进行了报告分享。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 150px height: 206px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/58499fb6-14b1-44d3-9ddb-9abeef2cd337.jpg" title="微信图片_20200331114509.jpg" alt="微信图片_20200331114509.jpg" width="150" height="206" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong报告人：中科院物理所 刘玉龙研究员/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：拉曼散射原理与光谱分析应用/strong/pp　　在报告中，刘玉龙研究员不仅介绍了拉曼散射基本原理与特点，而且就分析拉曼光谱的必要条件，拉曼光谱在材料中的在线分析应用等方面内容进行了详细的阐述。据刘玉龙研究员介绍，大型实验室光谱仪与现场、在线测控实用级光谱仪器或系统，将会将数字化、智能化、高灵敏、高分辨、高速度与光谱及光学成像技术巧妙结合，发展出集成化光谱分析技术，将光谱技术“进化”到既能对物质完成定性、定量分析，又可进行定位分析的新科技，满足新世纪提出的看到物质与生物组织中化学、生化成分分布图等新要求。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4874cdac-a245-45fe-bc1d-ed6fb1e95561.jpg" title="微信图片_20200331114518.png" alt="微信图片_20200331114518.png"//pp style="text-align: center "strong报告人：德国耶拿公司的拉曼产品经理王兰芬博士/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：在线拉曼光谱在高分子化学化工中的应用/strong/pp　　王兰芬博士从高分子材料以及生产研究的目的、“RbD”设计理念讲起，介绍了拉曼光谱监测的优势，以及拉曼光谱在高分子化学化工中的应用。报告中，王兰芬博士还总结了在线拉曼光谱仪需要考虑的问题，并针对这些问题介绍了凯撒公司可以提供的在线拉曼光谱新技术及解决方案，如全谱直读的体相全息光栅新技术、轴向分光多色仪、多通道反应与过程同时监控技术、固定设计与智能恒温设计、原位共焦采样技术、多种多样的原位探测光学元件、浸入式采样光学元件设计等。/p

海洋光学将于8月与江苏省食品药品检验所联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用&rdquo 研讨会拉曼光谱自发现以来，经过近80年发展，做出了其他分析技术所不能做到的许多特殊贡献。近年来，拉曼光谱法在药物分析中的应用越来越多，中国药典201版将根据这一发展，在附录中新增拉曼光谱法指导原则，以进一步促进这一方法在药品检验中的应用。江苏省食品药品检验所为了帮助旗下50多家相关制药、科研、高教单位掌握拉曼光谱方法并顺利开展工作，特别邀请海洋光学联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用研讨会&rdquo 。该会议拟定于2008年8月22日在南京市举行，研讨会内容议题为： a. 拉曼光谱学基础知识和应用现状简介 b. 在药检中的应用 c. 光纤光谱实验演示 d. 固定光栅光谱仪与复合光谱信号解析处理海洋光学诚挚的邀请广大代理商及客户前来参与此次研讨会。 Your information is important to us. Please fax or email this receipt to us . Company Name Company Address Post code Question: Do you want us to reserve rooms of Rainbow Hotel? Answer: Yes（ ） room(s) No（ ） Attendee name title Office Tel Mobile Phone Email address Notes： 1、 This training course won&rsquo t charge any fee, you only have to pay your traffic expense and accommodation. 2、 Please reply this receipt by fax:021-62956708 or email to： wu.wei@oceanoptics.com 3、Any question please call 021-62956600 to Wu Wei and Tang Wei

拉曼光谱在碳材料制备研究中，常用到TEM、SEM、X射线衍射（XRD）、红外光谱、X射线光电子能谱（XPS）以及拉曼光谱：这些方法中很多技术都可以起到互补的作用。例如，电镜与XRD、拉曼可以在结构表征中进行互补。红外、XPS和拉曼可以在化学基团的表征中进行互补。有些碳材料具备特殊的发光性质、电性质等，都可以通过一系列的表征手段进行机理解释，这对于深入理解碳材料的性质非常有助。在这些表征方法中，拉曼光谱所表达的信息是极其丰富的。并且拉曼的测量方式是非破坏性、非接触式的，因此在过去40多年间有非常多学者投身于碳材料拉曼光谱学的研究。在碳材料制备研究中使用拉曼光谱的主要目的是结构信息的表征，碳材料特征拉曼峰位所对应的一般性解释如下：G峰：在1580cm-1附近，归属于碳原子面内键的伸缩振动模，与石墨化程度有关；其峰宽与峰强也与缺陷有关；峰位与碳材料形态也有一定关系，如在碳纳米管中该峰会向低波数移动。D峰：在1350cm-1附近，归属于无序诱发的六边形布里渊区的边界振动模，用于缺陷表征。ID/G：常用来描述石墨结构中的点缺陷的密集度。2D峰（也被称为G’峰）：在2680cm-1附近，用于表征石墨烯样品中碳原子的层间堆垛方式（或层数）。拉曼光谱在表征碳材料的晶格缺陷、层数和形态等结构信息方面是目前其他分析技术所无法替代的。目前在碳材料的论文中至少都会有一张拉曼光谱图。接下来为大家介绍一个使用安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测石墨烯的实际应用案例，目的是为了评价石墨烯的两种制备方法。EXPERIMENT实 验 过 程样品为2种石墨烯：一种是采用CVD法在硅片上生长的石墨烯；另一种是采用化学溶液沉积法在玻璃载玻片上生长的石墨烯。Table1为拉曼光谱采集参数。图1：选用不同LOWESS平滑窗口处理的拉曼光谱在碳材料拉曼光谱测试中，有2点需要额外注意：一般在做碳材料拉曼检测时，仪器不需要做基线校正设置。因为若遇到一些碳材料的拉曼特征峰较宽时，进行基线校正可能会除去这种峰。需要谨慎选择光谱平滑参数。因为平滑有可能会对峰位和峰强造成细微改变，直接为数据分析引入误差。常用的平滑方法有S-G平滑、FFT滤波器和LOWESS平滑。在本案例中使用的是LOWESS平滑，选择的平滑窗口越宽（如图1中的蓝色曲线），虽然基线能够更平滑，但对于峰强的影响会越大。在本案例中，取最小的平滑窗口是最优的。因此，碳材料的光谱处理都需要根据自身特点做调整。并且在光谱平滑之前，数据不要进行任何插值处理，只需从仪器中导出最原始的数据即可。RESULT实 验 结 果不同的石墨烯制备方法[1]有可能会影响其结构特性，使用Cora5001拉曼光谱仪测试的2种石墨烯样品的测试结果如图2和Table2所示。主要从两方面进行表征：图2：使用CVD法在硅片上生长的石墨烯的拉曼光谱（上）；以及使用化学溶液沉积法在玻璃上生长的石墨烯的拉曼光谱（下）缺陷分析在非常完美的石墨烯中，D峰是不会出现的。但从图2中，可以看到两个样品均出现了D峰，说明都是存在缺陷的[2]。但CVD法制备的石墨烯的ID/G低于化学沉积法石墨烯，因此CVD法石墨烯的缺陷更少[3,4]。G峰也与缺陷有关，G峰的半峰宽越小，且强度越低，则缺陷就越少[2]。通过观察G峰，也可以得出CVD石墨烯缺陷更少的结论。层数分析石墨烯的2D峰包含了层数的信息。A2.𝐷/A𝐺（峰面积） 的比值越高，则层数越少[5]，若接近4时就意味着接近单层石墨烯[6]。 2D峰的半峰宽越窄，则层数越少[5]。在Table2中，CVD法合成的石墨烯的峰面积比值A2.𝐷/A𝐺为3.74，因此，CVD法石墨烯可以被近似的认为是单层石墨烯。而化学沉积法合成的石墨烯的2D峰的峰宽较宽，因此该石墨烯的层数是更多的。因此在本例中CVD法制备的石墨烯要优于化学溶液沉积法。拉曼光谱在碳材料制备研究中已经成为了不可缺少的表征技术，也为碳材料的制备方法、制备条件的优化提供大量有用数据。安东帕Cora5001便携式拉曼光谱仪希望在更多的科研研究中以及工业过程监控中发挥应用价值。References[1] S. A. Bhuyan, N. Uddin, M. Islam, F. A. Bipasha, S. S. Hossain Int. Nano. Lett. 2016, 6, 65 DOI: 10.1007/s40089-015-0176-1.[2] L. G. Cançado, A. Jorio, E. H. Martins Ferreira, F. Stavale, C. A. Achete, R. B. Capaz, M. V. O. Moutinho, A. Lombardo, T. S. Kulmala, A. C. Ferrari Nano Lett. 2011, 11, 3190 DOI: 10.1021/nl201432g.[3] A. C. Ferrari Solid State Commun. 2007, 143, 47 DOI: 10.1016/j.ssc.2007.03.052.[4] F. Tuinstra, J.L. Koening J. Chem. Phys. 1970, 53, 1126 DOI: 10.1063/1.1674108.[5] Y. Hao, Y. Wang, L. Wang, Z. Ni, Z. Wang, R. Wang, C. K. Koo, Z. Shen, J. T. L. Thong small 2010, 6, 195 DOI: 10.1002/smll.200901173.[6] A. Das, B. Chakraborty, A. K. Sood arXiv preprint 2007 ARXIV: 0710.4160.