【求助】拉曼光谱对宝石等的鉴定思路

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【求助】拉曼光谱对宝石等的鉴定思路
拉曼光谱对宝石等的鉴定思路可借鉴到杂化材料的研究工作中。请就下面过程给出合理解析。
天然钻石是单晶金刚石,在1332cm-1有特征指纹拉曼峰,人造钻石为氧化锆晶体,其立方晶体在1084、1019、957、607、378、350和282处有拉曼峰;翡翠矿物成分为硬玉NaAl,它有四个最强拉曼峰都和具有共价键性质的氧四面体链有关,1037和989对应于Si-O伸缩振动,698cm-1峰归属于Si-O-Si的对称弯曲震动。而373峰归属于Si-O-Si的不对称弯曲振动。其他较弱的拉曼峰分别位于579、525、450、378、304、255附近。天然翡翠的光谱通常出现上述拉曼峰。若存在其他共生矿物,光谱中将叠加有共生矿物的特征峰。
经过填充处理的翡翠,假以时日由于填充材料的老化,会失去其原有的明亮鲜艳的颜色。其常用材料为环氧树脂和蜡,与硬玉有明显不同的特征拉曼峰。
1请指明天然翡翠与填充翡翠的差异及鉴定理由。
2经强酸清洗后加色处理的翡翠,由于其化学结构遭到破坏,它的拉曼光谱与天然硬玉有十分明显的差异,易于鉴别。请分析其中原因。
.3天然红宝石和人造红宝石的拉曼光谱相似,但两者位于378和415附近的两个峰的峰宽有明显差异。前者的半高宽一般大于8,而后者均小于6。这可能是由于两者晶体生长环境不同的原因。请给出具体分析过程,(晶体结构、拉伸或应力等等)。
4,除以上方法,你还能建议什么分析手段进行补充?请给出具体论证。
仪器分析上的问题,求大神
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  • PP熊 (2016-1-15 21:29:08)

    拉曼光谱易受荧光的影响,因此对发荧光宝石的检测会产生一定的影响。当遇到荧光性的宝石时,我们可采用阴极射线发光技术(cathode-ray luminescence)。通过阴极射线管发出的加速高能电子束轰击成分和晶体结构不同的样品,使其发光,以研究其成分、晶体形态和相互关系等特征。阴极发光仪作为翡翠的一种无损检测方法,得到了广泛的应用。
    在电子束激发下,天然翡翠显颗粒状变晶发光结构,呈紧密镶嵌,晶粒发育良好,偶显环带 发光结构; 充填处理翡翠呈典型的碎粒发光结构,颗粒间隙填充物基本不发光;根据矿物不同成分其阴极发光也不同,可以鉴定翡翠与其相似宝石。
  • yuanyuan (2016-1-15 21:29:34)

    最近做了一下取代基效应对共轭骨架吸收光谱的影响,文献报道引入X可使吸收红移,并且光谱展宽。我现在可以做出红移,展宽高斯做不了好像,只能画光谱的时候设定FWHM数值。我想请教一下,有没有可以预测帮峰宽的经验的或者简单实用的公式?万分感激!!
  • PP熊 (2016-1-15 21:30:04)

    本质上讲,高斯的正则模式分析不能计算红外峰宽,它得到的永远是谱线。为什么呢?因为它的计算基于单个构型(最优构象的基态ground state), 而实际谱线变宽(broadening/diffusing),是分子、原子相互作用、运动导致在不同构型上吸收的结果,这从单个构型计算是无法得到的。
    谱线变宽有多种原因,多普勒效应,杂质效应,量子效应(不确定原理), 压力效应。具体到你的体系,如果引入一个基团,导致骨架某个模式的吸收变宽,很可能是这个基团是吸电子的,弱化了骨架的共轭性能,破坏了骨架的刚性,而柔性的分子有更大的可能在热作用之下呈现更多的构型,从而使谱线变宽。由于峰带的宽度与温度、分子偶极变化有关, 而且对环境以及测量参数极为敏感,因此不太可能有任何理论能够预测这个宽度。(c.f. cuturl('http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21165017'))
    有一种方法能够模拟特定温度下的红外光谱,就是分子动力学方法,即系综平均法。这种方法能够得到峰带band。这种方法通过对体系的总偶极的自相关函数的傅里叶变换得到吸收光谱,前提是你需要跑一个从头算分子动力学,还要计算每一步的总偶极,最后的傅里叶变换也需要特定的code,略微麻烦,感觉你犯不着去趟那趟浑水。
  • 冰激凌 (2016-1-15 21:30:26)

    是啊,你说的这种方法过于复杂,短时间难以掌握。如果有对半峰宽的经验的校正因子就好了,如你所说的各种影响因素:骨架刚性的破坏柔性的增大等。(比如说会导致FWHM变为原来的1.2倍)。
  • 冰激凌 (2016-1-15 21:30:53)

    是不是有可能,X的引入,增加了振动态的数目和各个振动态之间的能量差,从而增大了某个吸收峰的半峰宽?
  • 今生如此 (2016-1-15 21:31:15)

    是的,你说的也是一个重要原因。
  • xiaoxiaoai (2016-1-15 21:31:37)

    有个经验的校正因子是最省事儿的办法,如果有文献的话。
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