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和频振动光谱测试(SFG)

和频振动光谱测试(SFG)

价 格:¥1200

检测能力:可测波数范围:1200-4000cm-1

检测周期:15 工作日

项目好评率:暂无评价

服务次数:1 次

1 商品介绍(原理,目的,应用场景)

1) 原理

和频振动光谱测试(SFG)基于二阶非线性光学效应,通过将两束不同频率的激光(如可见光与红外光)聚焦于样品表面,激发表面分子的振动模式。当红外光的频率与表面分子的振动能级匹配时,产生和频信号(即两束光频率之和),其强度与分子振动的对称性、取向及界面结构相关。通过分析光谱信号,可获取表面分子的化学键、构型及动力学信息。

2)目的

SFG测试的核心目的是表征材料表面或界面的分子结构与动态行为,具体包括:

A.揭示表面分子的振动模式、化学键类型及取向;

B.分析界面吸附、反应动力学或构象变化;

C.区分表面与体相的分子特性差异;

D.提供无标记、非破坏性的原位检测手段。

3)应用场景

SFG技术广泛应用于以下领域:

A.材料科学:研究催化剂表面活性位点、薄膜生长机制或纳米材料界面特性;

B.能源研究:分析燃料电池电极表面吸附、太阳能电池界面电荷转移;

C.生物医学:探测细胞膜脂质排列、蛋白质吸附或药物-界面相互作用;

D.环境科学:监测污染物在固液界面的吸附行为或膜分离材料的选择性;

E.化学工程:优化涂层、腐蚀抑制层的分子结构与性能。


2 结果案例

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3 仪器参数

可测波数范围:1200-4000cm-1


4 测试步骤

1实验准备

样品制备:

根据研究需求准备样品(如固体表面、液体界面、生物膜等),确保表面清洁且符合测试条件(如平整度、湿度等)。

对于液态或气液界面样品,需使用特殊的样品池或原位反应装置。

仪器校准:

调试激光系统(如EKSPLA等仪器),确保两束激光(可见光与红外光)的频率、相位和空间重叠性。

校准红外光的频率范围,覆盖目标分子的振动模式。

2数据采集

光路调整:

将两束激光以特定角度(如50-70°)入射到样品表面,确保信号强度最大化。

优化偏振状态(如sspppp配置),以选择性探测分子取向信息。

光谱扫描:

固定可见光频率,扫描红外光频率,记录和频信号强度随频率的变化,生成SFG光谱。

典型扫描范围:中红外区(如1000-4000 cm⁻¹),分辨率约1-4 cm⁻¹

背景测量:

在无样品或惰性参考表面(如金、二氧化硅)上采集背景信号,用于扣除非特异性散射或噪声。


5 常见问题

1)基线不平、随机毛刺、弱峰被噪声覆盖。

原因:样品表面粗糙、激光功率不足、检测器灵敏度低、积分时间过短。

解决:

提高激光功率或优化光路对准;

延长积分时间或多次测量平均;

对样品表面进行抛光或清洁处理;

使用液氮冷却检测器以提高灵敏度。

2)特征峰缺失或整体光谱强度极低。

原因:样品表面非线性响应弱(如分子对称性高)、光路未对准、激光功率衰减。

解决:

检查光路是否对准,确保可见光与红外光在样品表面重合;

更换激光源或调整功率;

选择适当的入射角或偏振配置以增强信号。

3)出现不明特征峰(如CO₂或HO的干扰峰)。

原因:样品暴露于空气中吸附杂质或测试过程中发生氧化反应。

解决:

在惰性气氛(如ArN₂)下制备和测试样品;

对样品表面进行原位清洁(如紫外臭氧处理)。

(4)特征峰位置偏离文献值

原因:激光波长漂移或参考光谱未及时更新。

解决:

定期使用标准样品(如聚苯乙烯膜)校准频率;

记录实验前后的参考光谱,用于后续校正。


6 送样要求

固体样品:测固体表面,或固-固界面,尺寸大于5mm×5mm,表面平整(判断标准:激光笔从侧面打上去,有反射光斑。

液体样品:测液-液或液-汽界面,需液体至少5mL>10mL为佳。

测固-液界面,固体片尺寸直径5mm最佳,或者5mm×5mm,液体最少2mL


7 送样须知

送样前需联系技术人员(提供样品信息、检测需求、预期目标)确认测试是否可行。




服务方信息

专属客服

项目评价

检测质量:
5分
服务态度:
5分
检测时效:
5分
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