6撒哈拉沙漠沙塵的拉曼分析
三月中旬，一種被稱為“血雨"的天氣現(xiàn)象營造出了一種近乎世界末日的氣氛，導(dǎo)致剛洗好的衣物、太陽能電池板和汽車都沾上了令人不快的紅褐色沙塵。這一事件通常會在撒哈拉沙漠的沙塵被風(fēng)揚(yáng)起并在地球大氣層中長距離傳播時發(fā)生。與雨水混合后，它便籠罩了一切。
上周，很多車看起來是這樣的：
撒哈拉沙漠的沙塵主要由高嶺石和伊利石、石英、方解石以及氧化鐵、微量的氧化鈦和有機(jī)物質(zhì)組成（Rodriguez-Navarro 等人，2018年）。有趣的是，如果你知道沙塵的確切化學(xué)成分的話，就可以揭示沙塵來自于撒哈拉沙漠的哪個地區(qū)。
由于（顯微）拉曼光譜儀非常適合用來鑒別礦物等無機(jī)材料，因此，我們不禁自問：“拉曼光譜儀適合用來分析撒哈拉沙漠的塵土嗎？"
我們帶著刮刀和培養(yǎng)皿，在埃特林根的布魯克停車場，刮下了汽車上的一些沙塵，并使用我們的SENTERRA II拉曼顯微鏡，以532 nm的激光和50倍的物鏡，來分析這些材料。
SENTERRA II拉曼顯微鏡
撒哈拉沙漠沙塵的拉曼分析
剛開始分析時，樣品存在大量熒光，但我們欣然接受了這一挑戰(zhàn)，使用SENTERRA II“Rubber band correction"這種基線校正方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)并獲得了成功！
光譜變得十分易于評估（見圖 2），之前只有熒光的地方，現(xiàn)在可以看到清晰的譜峰。我們檢測到了樣品中的石英、銳鈦礦、方解石和有機(jī)碳，但卻仍然沒有檢測出撒哈拉沙塵中典型的成分。
鐵在哪里？
我們推測，最初測量點(diǎn)的鐵濃度不夠高。但我們在樣品中也發(fā)現(xiàn)了深紅色的礦物顆粒（見圖 3），快看！我們就是在這發(fā)現(xiàn)它的！
憑借豐富的經(jīng)驗和技巧，我們調(diào)整了SENTERRA II顯微鏡，讓其為我們提供了出色的光譜數(shù)據(jù)。
圖4：暗紅色礦物顆粒的譜庫搜索結(jié)果。
盡管我們無法最終確定存在哪種氧化鐵，但拉曼譜譜庫的搜索結(jié)果（見圖4）清楚地證明了它的存在。
拉曼法是合適的分析方法嗎？
最后，SENTERRA II檢測出了撒哈拉沙塵的六種主要成分中的五種。
包括停車場采樣、測量和識別在內(nèi)，我們只花了30分鐘就得到了這個結(jié)果。在這么短的時間里，取得這樣的結(jié)果非常驚人——特別是對比X 射線衍射（XRD）分析，之前它才是撒哈拉沙塵的研究方法。
我們快速且臟兮兮的方法再次展示了拉曼光譜的靈活性：只要走到車旁，刮一刮，就能很快獲得大量微觀化學(xué)信息。
拉曼法和傅立葉變換紅外法是互為補(bǔ)充的技術(shù)，在許多情況下，可以互相幫助。如果您想要了解其中的區(qū)別，請與我們聯(lián)系，見下面二維碼。
參考文獻(xiàn)
Rodriguez-Navarro, C., di Lorenzo, F., Elert, K. 2018. Mineralogy and physicochemical features of Saharan dust wet deposited in the Iberian Peninsula during an extreme red rain event. Atmos. Chem. Phys., 18, 10089–10122
長按二維碼
如有需求填寫表單
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
立即詢價
您提交后，專屬客服將第一時間為您服務(wù)