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[转载]如何区分矿物岩石中气体包裹体成分甲烷(CH4)乙烷(C2H6)的激光拉曼光谱?

已有 432 次阅读 2024-5-15 07:40 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

已有 326 次阅读 2024-5-12 22:37 |系统分类:科研笔记

乙烷(C2H6)和甲烷(CH4)的激光拉曼光谱可以通过它们独特的谱峰特征来进行区分。虽然两者都是饱和烷烃,但由于分子结构的不同,它们在拉曼光谱中的振动模式及其对应的谱峰位置会有所差异。以下是帮助区分乙烷和甲烷的一些关键点:

  • C-C 键的振动:乙烷分子中存在C-C单键,而甲烷分子中没有。因此,在乙烷的拉曼光谱中可能会观察到与C-C键相关的振动模式,尽管C-C对称伸缩振动在拉曼光谱中不如红外活跃,但其它涉及C-C键的振动模式(如弯曲振动)仍可在较低波数区域观察到,而这些在甲烷中是不存在的。

  • C-H 键的振动:虽然甲烷和乙烷都含有C-H键,但它们的振动频率会因分子结构的差异而略有不同。特别是C-H反对称伸缩振动,乙烷的谱峰可能与甲烷相比位置略有不同或强度有变化,因为分子环境的改变会影响这些振动频率。

  • 谱峰的数量和分布:甲烷的拉曼光谱相对简单,主要由C-H键的振动峰组成,而乙烷则因其较大的分子结构复杂性,可能会展现更多数量的谱峰,尤其是在弯曲振动模式上。

  • 谱峰强度对比:谱峰的相对强度也可以提供区分信息。由于乙烷分子内振动模式的多样性,某些特定振动模式的谱峰强度比例可能与甲烷不同。

  • 特征峰位置:基于分子结构和振动模式的不同,乙烷的某些特征峰可能与甲烷相比出现在不同的波数位置。例如,C-H键的反对称伸缩振动,虽然两者都出现在约2950至3100 cm^-1范围内,但具体峰值位置和峰形可能有所区别。

要准确区分乙烷和甲烷的拉曼光谱,需要仔细分析上述提到的谱峰特征,并与已知的标准谱图进行比较。在实践中,可能还需调整实验条件(如激光波长、分辨率等),以及使用合适的分析软件来辅助谱图解析。

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橄榄石中几种含金刚石流体包裹体的代表性拉曼光谱。最上面的光谱(绿色)是在非共焦模式下获得的,用于对更大体积的橄榄石进行采样(因此来自橄榄石的信号更强)。通过这种方式,我们能够检测液体中的H2。这也意味着石墨和金刚石都被检测到,尽管它们位于橄榄石内的不同深度并且彼此不直接接触(仅绿色光谱)。

(文献1. Matjuschkin et al. 2020)

image.png

甲烷,乙烯,乙烷的拉曼光谱(文献2)

参考文献:

1. https://www.researchgate.net/figure/Representative-Raman-spectra-of-several-diamond-bearing-fluid-inclusionsin-olivine-The_fig2_340897941

2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022407315001697



https://blog.sciencenet.cn/blog-3549522-1434133.html

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