我們平常接觸的比較多的是石墨鞠绰,石墨烯和碳納米管腰埂,下面主要介紹這三種碳材料的拉曼光譜。
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碳材料在科技領(lǐng)域有著很大的作用蜈膨,碳是一種常見的元素屿笼,由它構(gòu)成了許多同素異形體,而拉曼光譜是用來表征碳材料最常用的翁巍、非破
壞性的驴一、快速的和高分辨的技術(shù)之一。常見的碳材料有石墨灶壶、金剛石肝断、富勒烯、碳納米管和石墨烯,這些都可以通過拉曼光譜分辨出
來胸懈。它們的拉曼光譜都顯示幾個(gè)突出特點(diǎn):光譜簡單担扑,在1000~3000cm-1范圍內(nèi)有幾個(gè)特征峰。
石墨
如上圖a是完美石墨晶體的拉曼光譜趣钱,b是有缺陷的石墨的拉曼光譜涌献,可以看到完美石墨晶體的拉曼光譜出現(xiàn)了D峰。對于完美石墨首有,
1580cm-1的E2g光學(xué)模的拉曼峰強(qiáng)不依賴于拉曼實(shí)驗(yàn)中激發(fā)光偏振方向燕垃。對于無序石墨,E2g譜線在垂直和平行偏振配置下的強(qiáng)度不
同井联,說明石墨微晶的尺寸較小卜壕。
石墨烯
石墨烯一般出現(xiàn)三個(gè)峰D峰、G峰低矮、2D峰印叁,D峰和2D峰具有激發(fā)光能量依賴性,單層石墨烯的2D峰是尖銳單一的峰军掂,2D峰起源于動量
相反的兩個(gè)聲子參與的雙共振拉曼過程轮蜕,在碳原子sp2雜化的材料中都會出現(xiàn)。石墨烯根據(jù)邊緣的不同蝗锥,具有不同的手性跃洛,根據(jù)D峰的
強(qiáng)度可以識別拉曼邊緣的手性。
碳納米管
如圖是單根單壁碳納米管的拉曼光譜终议,一個(gè)主要特征是位于160~300cm-1區(qū)間的呼吸振動模式汇竭,與全部碳原子在徑向的對稱運(yùn)動相
關(guān)。有實(shí)驗(yàn)表面穴张,徑向呼吸振動模式的頻率與單根碳納米管的直徑成反比细燎。在碳納米管形成管束時(shí),由于被近鄰納米管施加的空間限
制皂甘,呼吸模式出現(xiàn)向高頻方向6~20cm-1的偏移玻驻。在1250~1450cm-1區(qū)間所觀察到的碳納米管D峰與激發(fā)光能量之間有線性關(guān)系。
參考文獻(xiàn)
[1] 安德里亞·卡羅·費(fèi)拉里.從納米管到金剛石:碳材料的拉曼光譜[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社偿枕,2007:135
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