膜室研究拉曼光谱分析技术用于纳米材料复合膜的表征与分析

    拉曼光谱（Raman spectra）分析技术是一种分子结构检测技术，由于拉曼散射频率（用波数表示）来自于被测物质的分子或原子内部化学键的振动，与入射光无关，这就使得拉曼信号可以准确的反应出被测物质结构、成分信息，成为检测和鉴定材料的有利工具。在拉曼光谱分析技术发展的早期阶段，由于拉曼信号过于微弱，而信号增强以及滤除干扰背景的技术水平不高，使得这一技术应用缓慢。近半个世纪以来，随着激光器、光栅、检测器、共聚焦技术的不断进步，现如今的拉曼光谱在信噪比、扫描精度、分辨率等方面得到了极大的提升，拉曼光谱的应用领域越来越广，在药物、碳材料、生物、矿石、半导体等众多领域发挥着不可或缺的作用。

    随着膜材料的应用领域日益广泛，膜材料的制备和研发受到越来越多的关注。近年来，制备纳米-高分子复合膜材料成为膜领域的一个研究热点。得益于拉曼光谱分析技术的进步，采用拉曼光谱分析技术进行膜材料表征的报道日渐增多。膜技术研究室在制备碳纳米管掺杂醋酸纤维素复合膜的过程中，采用了拉曼光谱分析技术，不仅可以通过二维拉曼谱线（图1）证实碳纳米管在醋酸纤维素膜中的存在，还可以通过mapping技术，表征醋酸纤维素膜中的分布均匀性（图2）。此外，该仪器的ViewsharpTM功能，还可以对凹凸不平的膜表面实现实时对焦，得到大尺寸范围内清晰的图像，并能通过3D成像，将目标物质的拉曼信号与原膜区别开来（图3），这就意味着拉曼光谱可以用来鉴定和分析某些膜污染物成分。可以肯定的说，随着拉曼光谱分析技术在膜材料研发过程中的深入应用，该技术必将发挥其独特而重要的作用，助力科研工作的顺利开展。