博九彩票官网

首页 > 技术支持 > 拉曼光谱在粉尘检测领域的应用

技术支持

拉曼光谱在粉尘检测领域的应用
发布时间:2018-10-23   点击次数:272次

拉曼光谱在粉尘检测领域的应用

引言

工作场所空气中含有大于10%游离二氧化硅的粉尘俗称矽尘,长期接触矽尘会导致矽肺,这是我国最为严重的职业病,职业性吸入结晶二氧化硅对人类具有致癌作用[1-4]。目前我国工作场所空气中粉尘游离二氧化硅含量测定方法有三种[1]:焦磷酸法(重量法)、红外分光光度法、X射线衍射法。焦磷酸质量法是现行使用的shou选方法,因使用设备简单,易于操作而普遍采用,但该方法存在操作步骤繁琐、耗时长和误差不易控制等问题。红外分光光度法通过测量其吸光度进行测量,只能应用于结晶型二氧化硅的含量,而且因仪器昂贵、操作要求高等原因,在基层很少应用。

拉曼光谱是分子振动的指纹谱,不同的物质分子具有不同的振动频率,因此常作为物质识别的重要依据,具有无需样品制备、灵敏度高、重复性好等优势。便携式拉曼光谱技术的商品化也大大降低了工作成本,使其在一线工作生产中作为粉尘定性、定量的快速检测分析手段成为可能。本文通过拉曼光谱仪定量分析二氧化硅粉尘样品,通过实验证明其在粉尘领域应用的可行性。

分析

游离二氧化硅按晶体结构分为结晶型(crystalline)、隐晶型(crypto crystalline)和无定型(amorphous)三种,晶体结构不同,致纤维化能力各异,依次为结晶型>隐晶型>无定型,职业卫生领域所称的“游离二氧化硅”是专指结晶二氧化硅。通常煤尘大小在5um以下时,这些煤尘的90%都将沉积于呼吸功能组织上,诸如气管、肺泡等,导致肺泡等部位形成充血反应,最终形成尘肺病。尘肺病较为严重时,会逐步恶化成为肺心病,极易导致死亡。因此,矿井煤尘已经对煤矿工人的健康构成巨大的威胁,是煤矿工人的主要职业病之一,也是危害中国工人健康最严重的职业病之一,累计确诊病例总量居全国各行业首位,尘肺病年死亡人数远高于同期生产事故人数[4]

粉尘中游离二氧化硅的含量与尘肺癌的发生发展有着密切的关系,所以全面掌握并做好游离二氧化硅的含量监测,对于有效预防控制职业病的发生尤为重要。本文通过拉曼光谱仪定量分析二氧化硅粉尘样品,为粉尘检测提供新的检测技术与思路。

实验

实验设备:“Finder One”微区激光拉曼光谱仪(北京卓立汉光仪器有限公司);激光光源为532nm,激光功率为10mw;采用点扫描方式,光栅为600g/mm,分辨率2cm-1;采用100倍显微物镜采集信号,积分时间为5s,累计次数3次。仪器如图1所示:

 

图1  Finder One微区激光拉曼光谱仪

样品:根据不同质量比配置的二氧化硅粉末、刚玉混合组分共5份,A1-A5二样化硅粉末含量依次为20%,40%,60%,80%,99%,刚玉样品1份作为对照样品。

结果分析

二氧化硅粉末样品拉曼特征峰位于129 cm-1209 cm-1265 cm-1393 cm-1456 cm-1等。600-800cm-1有2个强度较弱的窄带,属Si-O-Si对称伸缩振动,100-600cm-1属Si-O弯曲振动[5, 6]

A5样品99%以上为二氧化硅,其拉曼光谱图如图2所示

 

2  A5样品的拉曼光谱图如图

刚玉样品的拉曼光谱如图3所示

 

3  刚玉样品的拉曼光谱图如图

经试验验证发现,可以通过二氧化硅特征峰(465cm-1),与刚玉样品拉曼特征峰(415cm-1)采取峰面积比法进行定量分析二氧化硅样品的含量,A1-A5样品的拉曼光谱如图4所示:

 

4  A5样品-空白样品的拉曼光谱对比图

采用峰面积比法处理数据,其拟合曲线如图4所示。

 

5  峰面积比法拟合曲线

从图中可以发现,随着二氧化硅含量的增加,峰面积比呈线性增加,因此,通过建立标准曲线,可以准确、高效的获得粉尘中二氧化硅含量。

结论

在各类施工场所中,粉尘中游离二氧化硅的含量如果超标,则可能给接触人员带来不利的影响。拉曼光谱技术可以定量分析二氧化硅含量,便携式拉曼光谱技术的商品化也大大降低了工作成本,使其在一线工作生产中作为粉尘定性、定量的快速检测分析手段成为可能,通过拉曼光谱技术实时、现场监控粉尘中游离二氧化硅含量的测定也就有了重要意义。

参考文献

[1] 赵淑岚. 二氧化硅粉尘检测与评价中的问题探讨[J]. 中国工业杂质, 2016, 29(5): 391-392.

[2] 陈和生, 孙振亚, 邵景昌. 八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究[J]. 硅酸盐通报, 2011, 30(4): 934-937.

[3] 桑圣凯, 周文正, 刘兴鲁等. 粉尘中游离二氧化硅的几点思考[J]. 中国卫生产业, 2017, 184-186.

[4] 吴玮涛, 郑迪, 王馨等. 红外分光光度法测定矿尘中游离二氧化硅的含量方法探究[J]. 安全论坛, 2018, 119: 22-25.

[5] 李继红, 林劲畅, 董鹍等. “石林彩玉”的识别与鉴定[J]. 山东农业大学学报, 2017, 48(6): 849-852.

[6] 陈木子. 利用拉曼光谱快速无损鉴定翡翠[J]. 光谱实验室, 2013, 30(3): 1234-1237.

分享到:

返回列表 | 返回顶部
上一篇 : 没有了    下一篇 :  多光谱、高光谱在农作物信息诊断上的应用研究
网站首页 公司简介 产品中心 技术支持 企业动态 联系我们 招聘中心
北京卓立汉光仪器有限公司提供专业的拉曼光谱仪相关信息。
地址:北京中关村科技园区通州园金桥产业基地环科中路16号,联东U谷中试区68号B座
GoogleSitemap 千禧彩票官网www.ecomblast.com版权所有 技术支持:中国化工仪器网
在线客服
友情链接:长江彩票官网  博发彩票  大地彩票网  博发彩票  博发彩票官网  千禧彩票官网  百分百彩票官网  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!