苯的激光拉曼光谱检测研究

【文摘】为了对苯的质量分数进行快速准确的检测，采用拉曼光谱法进行检测。对苯的激光拉曼光谱进行了理论分析，进行了标准样品和不同质量分数苯样品的系列拉曼光谱实验。
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为了对苯的质量分数进行快速准确的检测，采用拉曼光谱法进行检测.对苯的激光拉曼光谱进行了理论分析，进行了标准样品和不同质量分数苯样品的系列拉曼光谱实验.结果表明：
摘要激光拉曼光谱技术是基于拉曼散射理论的检测技术， 具有快速、无损、样品无需预处理等优点。运用激光拉曼光谱技术对苯的25种不同浓度的样品进行了研究， 结果表明， 在
存在的问题及未来研究方向 激光拉曼光谱的发展历史、原理以及在催化领域的应用 激光拉曼光谱及其应用进展 苯的激光拉曼光谱检测研究 CCl4的激光拉曼光谱研究 /1页

苯(C。H。)是一种重要的化工原料，广泛用于
塑料、合成橡胶、油漆等领域。苯在常温常压下是一
种无色、具有特殊芳香气味的液体，易挥发，是三苯
(苯、甲苯和二甲苯)中毒性最强的，对人的中枢神
经系统、骨髓等有强烈的危害作用，易导致白血病
等恶性疾病Ⅲ。我国规定工作场所8小时苯的接触
允许质量分数为6 mg／m3[2]。居室内苯污染主要来
源于装饰材料，如使用含苯的树脂、胶合板、细木工
板、泡沫塑料和油漆等；车间内主要是来源于胶水、
油漆或其生产的含苯产品[3-4]。
目前，苯的检测方法主要是采用色谱法以及色
谱法和其他方法联用[5娟]，这些方法操作复杂，对温
度的稳定性要求高，萃取过程中萃取剂易与待检样
品反应。从实际需要出发，对苯进行快速、准确的检
测，非常必要。本文采用激光拉曼光谱技术，对苯的
含量进行了快速检测。
1理论分析与实验条件
拉曼谱线的强度与入射光的强度以及样品分
收稿日期：2009—08一10； 修回日期：2009一10—26
基金项目：湖南省教育厅资助项目(项目编号：08C396)
作者简介：陶家友(1977--)，男，苗族，湖南省邵阳市人，硕士，湖南理工学院教师，主要从事光电检测工作。
E—mal：taojy2572@yahoo．eom．cn
万方数据·274· 应用光学2010，31(2) 陶家友，等：苯的激光拉曼光谱检测研究
子的质量分数有关，在其他量相同的条件下，拉曼
散射光与样品分子的质量分数成正比关系"]。在与
激光入射方向的垂直方向上，能收集到的拉曼散射
光的光通量吼为
吼一47r·吼·A·N·L·K·sina2(0／2)(1)
式中：吼为人射光照射到样品上的光通量；A为拉
曼散射系数，约等于(10-28～10卅9)mol／球面度；N
为单位体积内的分子数；L为样品的有效体积；K
为考虑到折射率和样品内场效应等因素影响的系
数；口为拉曼光束在聚焦透镜方向上的角度；0是
拉曼散射光收集面相对于样品中激发激光的角度。
用CCL。作溶剂，配制不同质量分数的含苯样
品。用LRS—III型激光拉曼光谱仪进行检测。激发
光源为波长532 nm的绿激光，其与样品作用产生
散射。散射光经光学收集系统至单色仪的入射狭
缝，在单色仪的出射狭缝处用光电倍增管探测不同
波长拉曼光谱的强度，把光谱信号转换成相应的电
脉冲，并输人到光子记数器，由光子记数器放大、记
数，并输出到计算机。整个实验在暗室中进行，并设
置相同的检测参数，以保证(1)式中吼，L，口，0等量
相同。
2实验结果与讨论
以下是溶剂CCL。以及不同质量分数苯样品的激
光拉曼光谱。图1是分析纯CCL。的激光拉曼光谱，峰
1是瑞利散射；峰2，3，4，5是拉曼散射的stokes线，
分别位于538．2 rlm，541．2 nm，545．1 nm，554．8
nm处，是CCL。分子的拉曼特征光谱线。图2是分析
纯C。H。的激光拉曼光谱，峰1是瑞利散射；峰2，3，4，
5，6是拉曼散射的stokes线，分别位于549．5 rlm，
561．4 nm，567．0 nm，580．8 nm，635．1 nm处，是
C。H。分子的拉曼特征光谱线。图3，图4，图5是不
氍
巢
智
罂
540 0 550 0
波长／rim
图1 CCL。的激光拉曼光谱
Fig．1 Raman spectrums of CCL‘
同质量分数C。H。的激光拉曼光谱。图3中，谱线从
上往下依次对应C。H。的质量分数为60％，50％，
40％，30％，20％；图4中，谱线从上往下依次对应
C。H。的质量分数为10％，5％，2％，1％；图5中，谱
线对应C。H。的质量分数为0．5％，0．3％。
骥
巢
捉
罂
波长．／nm
图2 C。H。的激光拉曼光谱
Fig．2 Raman spectrums of C6H6
骥
絮
嚣
霹
波长．／nm
围3 不同质量分数CsHe的激光拉曼光谱
Fig．3 Raman spectrums of C6H6 of
different concentrations
图4不同质量分数C。H。的激光拉曼光谱
Fig．4 Raman spectrums of C6H6 of
different concentrations
选C。H。拉曼散射最强的561．4 nm处的峰值
作为C。H。质量分数的检测依据，分别读取各拉曼
谱线该处的峰值，得到表1。760