碳素墨迹中石墨粒度的Raman光谱研究

碳素墨迹中石墨粒度的Raman光谱研究 第22卷第4期 2OleO,年8月 武汉工业大学 JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY Vo1.22N0I Aug.2000 11)碳素墨迹中石墨粒度的Raman光谱研究 2一常建平薛理辉 — . p?i.2 粒径有关a因此荆用显微Raman光谱法可快速,准确地鉴定出不同的墨迹- . .,:57’Ra重man审礁石墨黻_『}f光席,中田法分类?刊事拆诏襞开日里?u’ 目前在众多的刑事诉讼案件中经济类台同,文 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 纠纷案确逐年上升的趋势.而这类案件的核心问题多集中于 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 或文书的真伪上.假台『翻}假文书的伪造方法五花八门.主要有 拼凑法,涂改法或模仿签名等不法手段.而利 用一般的方法如溶剂萃取法,色谱法等很难辨别那些伪造巧妙的假合同或假文书.因此,鉴定合同或文书的真伪 是公安,法学部门侦破这类案件的关键及难点所在最近,王俭等0介绍了利用Fourier变换红外显微光谱鉴别圆 珠笔色痕的方法,但这种方法对样品的要求较高,一般需将油墨书写在红外透明的介质(如KBr盐片)上.加上红 外光谱对碳素 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 不太灵敏,因此大大影响了它的使用范围.近年来,显微Raman光谱技术有了长足的发展.新 型的显微Raman光谱仪非常适台检测那些痕量以及Raman效应弱的样品,分析速度快.对样品无需进行任何处 理就可直接进行无损检测.本文介绍了两种国产碳素墨迹的显微Raman光谱特征,分析了墨迹中石墨粒度对其 1实验部分 1.1样品 采用贵阳博士化工公司出品的不同批次的”老板牌超级碳素墨水”和上海墨水厂出品的不同批次的”214型 上海碳素墨水”.各用新钢笔(用蒸馏水洗净钢笔中的残留物)在同一张纸上写字,划痕,并依次编号,然后将样品 在自然的条件下静置六个月后测试其Raman光谱. 1.2测试仪器 采用英国RENISHAW公司生产的MKI—1000型显微Raman光谱 仪.激光源为氩离子激光器的5145320 ]rim激光线,狭缝25m,物镜5o倍,采集时间30S,控制样品 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面上的激光功率小于5mW(太高易烧坏样品).仪 器分辨率2cm. 2结果 对上述两种品牌的不同批次的碳素墨迹进行显微Raman光谱测试,结果如图i和图2所示.其中图i为”老 板牌超级碳素墨水”墨迹的谱图,图2为”214型上海碳素墨水”墨迹的谱图.从图l和图2中可见,不同品牌碳素 墨迹Raman谱图的主要特征表现在l1O0,1700cm谱区的两个强谱峰,其中较高渡数谱峰(I峰)的位置大约 出现在1610cm附近,此峰随不同墨迹的变化范围很小.而较低波数谱峰(I峰)的位置随不同墨迹的变化范围 较大,可在134O,1400cm范围内波动.显然,根据这两个强谱峰的位置及峰形可以推断,它们出自有结构缺 陷的石墨材料.其中I峰出自石墨的六边形层内的c—c伸缩振动,而I峰与晶体的有序度有关. 从图l和图2可以看出,当不同品牌墨水的墨迹在空气中放置较长的时间后,留下具有Raman活性的物质 主要是石墨及无定形碳,它们的主要差异表现在?峰与l峰的强度比上.不同品牌碳素墨水的墨迹,其?峰和1 峰的强度比明显不同i相同品牌不同批次墨水的墨迹,?峰和I峰的 强度比也有差异;而同一批次不同瓶的墨水 墨迹,其谱峰的强度比则差别较小. 收稿日期:2000—012O 常建平}女,1953年生,工程师;武汉:武汉理工大学测试中心(430070) 武汉工业大学2000年8月 t 辐 靛 罩 3007u0l1O0l5001900 Raman位移一/cm’ 图】”老板牌超级碳翥墨水”墨迹的Ram_an光谱 a1999年产品b,c1998年同一批次不同瓶产品 30070011O0l5001900 R~man位移一/cm’ 图2”814型上海碳翥墨水”墨迹的Raman光谱 a--1999年产品b,c一1998年同一批次不同瓶产品 3讨论 六方石墨的空间群为一P6./mmc,单位晶胞中化学式的数目:Z=4.根 据因子群分析结果.].其总的振 动模式为: F=2B+2E+A?n十E1 其中E是Raman括性的简正振动模式,A和E”是红外活性的简正振动模式,既无红外活性,亦无Raman恬 性. 石墨单晶的Raman谱图上只有一个振动模式的谱峰,其位置为1575oil1,它是石墨芳香结构片层内c — c的特征振动频率].其它碳质材料如煤,焦炭,木炭,活性炭,炭黑及玻璃态碳等,它们的内部结构与充分结晶 的石墨结构相比.相邻层出现相对旋转,皱纹层片或层问问距的无序性,这一无序性对Raman光谱有显着影响. 首先,随着无序程度的增加,1575C1TI谱峰变宽并向高渡数移动,这是由于层问范德瓦尔斯力减弱从而削弱了 层内c—c键的牵制力,使层内c—c键的键长变短,振动频率变高.其次,在无定形碳的Raman谱图上新出现一 个较低渡数的谱峰,其位置大约在134o,1400C1TI.此峰随着晶体有序度的降低而逐渐升高.Tuinstra等通 过与x射线衍射实验对比分析指出,碳质材料Raman谱图中的这个低波数谱峰(?峰)的强度可以作为二维石墨 晶格的晶体尺寸La的量度:La一4.4nm/R,式中R为I峰与I峰的强度比. 根据上述分析,比较图1和图2中?峰与I峰的相对强度,可以算出, 图1中三张谱图(图1a,1b和1c)中的 平均R值要比图2中谱图的R值小得多,即”老板牌超级碳素墨水墨迹中石墨晶格的晶体尺寸要比”214型上海 碳素墨水”中石墨晶格的尺寸大得多.初步估算.图1所呈现的石墨晶体尺寸平均约为7.O,8.8Am,而图2所呈 现的石墨晶体尺寸平均约为5.0,7.0hill.另外,从图1和图2中还可看出,同一批次的样品其墨迹的Raman谱 图比较相近,而不同批次的样品其墨迹的Raman谱则有些差异这反映出不同的生产厂家在不同生产阶段所选 择的石墨原料以及对石墨的处理工艺(如研磨设备和研磨时问等)是不尽相同的.Nakamizo_5曾研究过研磨作用 对天然石墨Raman光谱的影响,指出研磨作用在天然石墨中导八了结构缺陷,随着研磨时问的增长(石墨晶片粒 度减小),其Raman谱图中I峰与I峰的强度比逐渐增大所以,我们可以用对石墨晶体尺寸非常敏感的显微 Raman光谱法确定墨迹中石墨晶片的大小并进而鉴别墨迹的可能来源. 本文重点讨论石墨的晶体尺寸对Raman光谱的影响.事实上,为了改善墨水的理化性能,各种品牌的碳素墨 水中一般都加进不步掭加剂,这些添加剂或多或少都会在墨迹中留下其品牌印迹,当墨迹在空气中放置时间不长 时,这些印迹经常会在显微Raman光谱中表现出来,如出现新的代表 添加剂特征的Raman谱峰或光致发光谱 峰.若综合这些信息可进一步推断出墨迹的来源. 参考文南l 1王位.孙翥琴,罗国安等.傅里叶变换红外显微光谱法鉴别蓝色四珠 笔字迹色痕.光谱学与光谱分析,1999,19(6):834,836 2TulnstraT,KoenigJL.RamaaSpectrumofGraphiteJ.Chem.Phys.1970,53(3):1126~1130 第22卷第4期常建平等:碳紊墨迹中石墨粒度的Raman光谱研究 3HuongPV.DiamondandDiamondSimulantsasStudiedbyMicr0一 RamanSpectroscopy.MaterialsSci.AndEng.1992.BII 235,238 4LespadePModelforRamanscatteringfromincompletelygraphifizedcarbons.Carbon,1982,20:427,429 5NakamizoF.Ramanspectraofgroundnaturalgraphite.Cabon,1978,16:281,293 AStudyonRamanSpectraofParticleSizeofGraphiteinInkblot ChangJianpingXueLihui Abstract:TheinkblotsofttwobrandsofcarboniclnkmadeinChinaareanalyzedbyanewtypeofRamanmicroprobe.Theex- perimentsindicatetheinkblotfromthes~tmebrandandthessmebatchofcarboniclnkjssimilar,butdifferentnotablvfromthediffe卜 entbrandorthedifferentbatches.TheresuItsshowthatRamanspectraoftheinkblotsdependontheparticlesizeofthegrhitei口 lheinkblots.HencethenewtypeofRamanmicro--spectroscopytechniquecanbeusedtocharacterizedandidentifiedtheinkblotsfrom differentbrandsordiffegentbatchesofcarbonicink. Keywords:inkb]ot;graphte;Ramanmicro一口robe ChangJianping:Engineer.TheCenterofMaterialResearchandTesting.WUT,Wuhan430070,China. (上接第21页) 参考文献 1UgestadJ?MrkPC,KaggerudKH.AdyColloidInterfaceSCi,1980,13:1201,1243 2严希康,米留沙.聚合物粒子在生物化学与生物医学中的应用.功能 高分子,1997,10(1):1284131 3LunderbergJ.DNACellBio1.,1990,9:287 4LindmoTJ.Immuno1.methods,1990,I26:183 5MosbachK.Affinitychromatogr.Relat.Techno1.Ana1.Chem.Symp.e,1982,9:199 6万惠文,张强.聚合物磁性粒子的涮备.武汉:武汉工业大 学,1999,21(11;22424 7徐宜为编.实验免疫学技术.北京:科学出版社.1979. 8PageMPolymersandResins.AnticaneerRes.,1990,10(3):3534357. 9林学颜编.免疫学基础福州:福建科学技术出版杜,1980. 10棘迪惠.蛋白质的性质与特性.中华微生物学和免疫学杂 志.1981,1(3):2144217 TheStructureandPropertiesofImmune--magneticParticles WdHui’wenZhuJioz.aiFuHuangpuWXiaon口 Abstract:Aftertreatingthesurfaceoftheultra—fineFeOwithusingstyrenean ddiethyl—benzenem.n.mer,mgneticparticles withlm0r?indiameterwereformedbysuspensionpolymeriza’~ionandultra sonictechnology.Theresultsshowthatthemagnetic particlesarecomposedofthemagneticpowder,polymericmaterialsandfunctionalgroups.IthasSuper—paramagneticperforms andstrongcapacityforbindingimmune—globu]in. Keywords:magneticparticles+super--paramagnet;functiona1group;immune--lobulin WanHuiwen:Lect.,SchoolofMaterialScienceandTechno[ogy.WUT,Wuhan430070,China.