拉曼光谱在地质科学领域的应用广泛。多年来,拉曼光谱仪和拉曼显微镜在科研和采矿领域的应用都已很成熟。我们将在后文探讨采矿专家和科研工作者在地质学中实现的典型拉曼应用。拉曼显微镜能够快速地鉴定岩石组成,并提供有价值的结果。与其他技术相比,拉曼的优势在于它无需进行样品制备或专门辅助设备就可以对固体、液体和气体进行无损检测。此外,它还可以穿透透明物质聚焦在样品内部、还适用于含水组分和纳米复合材料的测量。简而言之,地质科学领域目前还没有和拉曼光谱技术类似的多功能检测技术。南非条带状铁矿露头(左)和露头的矿石样品(右)版权所有人:Inga Köhler矿物鉴定精准鉴定地质样品中的矿物相是拉曼在地质科学领域最常见的应用之一。地质学家可借助拉曼光谱解释矿物和岩石的形成过程。通过拉曼分析获得的信息在评估岩石的经济潜力和揭示地质事件发生顺序方面很有价值。下面我将用一个未经抛光的铁矿石样品阐释这一点。我们使用布鲁克SENTERRA II拉曼显微镜对该样品进行了分析。我们对样品进行了快速拉曼谱图采集。通过将测量的光谱与光谱数据库进行比较,可以立即鉴定出样本中存在的矿物质。SENTERRA II是进行这类样品分析的绝佳选择,因为它具备高度自动化,快速,简便拉曼成像特点。南非铁矿样品的拉曼成像图从图中可以看出,该样品由赤铁矿(红色)、磁铁矿(绿色)和少量针铁矿(蓝色)组成。这些信息对采矿地质学家来说价值重大,因为由这些矿物组成的铁矿石品质特别高。此外,矿物之间的相互关联方式决定了开采后岩石的加工方式。上述分析提供的信息对科研人员和采矿地质学家同样有重要价值。例如,针铁矿的存在表明样品经历了风化过程。这反过来也提醒地质科学家谨慎地解释样本。而造成这个现象的原因是因为风化会导致关键特征矿物缺失,从而加大了准确识别和解释原始岩石成分的难度。结论地质科学领域的拉曼应用在快速识别岩石和分析岩石成分方面具有明显的优势。凭借无损检测和适用多种类型样品检测的能力,拉曼成为地质科学领域很有价值的工具。拉曼光谱仪和拉曼显微镜在地质科学领域还有其他一些应用,比如:• 粘土矿物分析• 碳质材料研究• 珠宝中矿石和矿物鉴定• 矿物中流体包裹体分析• 矿物颜料分析如果您对地质科学领域更多的拉曼应用感兴趣,请阅读我们关于使用SENTERRA II识别Shara尘埃颗粒的博客文章。敬请期待我们下一篇关于地质科学领域FTIR显微镜应用的文章。
应用实例
2023.07.31
FTIR显微镜能够对茶包粘合封口进行精确分析,从而在茶叶行业的质量控制中实现巨大改进。茶包提供了一种方便、高效的泡茶方式。茶包中的茶叶分量已经预先经过测量,从而简化了泡茶过程。此外,茶包易于清理,能够最大程度避免出现杂乱无章的状态。然而,这项可能起源于中世纪的发明也有缺点。现代的茶包可能含有微塑料或者在冲泡过程中散开,导致茶叶随意地漂浮在茶杯中。尽管与环境中的微塑料相比,后者的影响并没有那么严重,但这对茶包制造商来说仍然是一个需要解决的问题。那么,为什么茶包会散开呢?更为重要的是,茶叶行业如何解决这个问题呢?我们来谈谈“FTeaIR”!… 不用起身,我来自己展示……FTIR助力解决茶包问题一般来说,茶包有两种不同的密封方式。一种是简单地折叠紧实,并使用冲压机做出折痕;另一种是使用无害的粘合剂进行密封。与粘接密封相比,折叠密封非常牢固,并且通常能使茶包保持完好。由于生产过程中的某些问题,有时重要的粘合剂成分可能会缺失或者分布不均匀。这可能导致粘接密封失效。为了防止密封失效这种情况发生,定期评估密封质量至关重要。折叠密封 粘接密封FTIR显微镜特别适合评估密封质量。它能够快速、准确地进行分析,验证实现最优粘合所需的基本成分是否存在且分布均匀。通过使用FTIR进行分析,我们可以确保茶包的完整性,从而最大限度地降低茶包破裂的风险。我们来详细探讨一下FTIR的工作原理。FTIR茶包成像为了进行分析,我们将茶包裁剪到合适的尺寸,将其夹在微型夹具中。用刀片切齐夹具表面。然后,我们将茶包插入LUMOS II FTIR显微镜中。 左:用剪刀预先剪好的茶包; 右:使用刀具裁平的茶包片(夹在微型夹具中)在样品区域设置一个测量网格后,我们开始使用焦平面阵列探测器(FPA)采集原始FT-IR成像数据。下一步,我们通过自适应化学成像诠释这些数据。在这一步,点击一下,即可立即对样品中包含的所有成分进行分类。通过参考数据库,每个光谱信号都可以匹配到相应的成分,比如红色表示聚乳酸(PLA),黄色表示聚乙烯(PE),绿色表示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),蓝色表示纤维素。PLA聚乳酸PE聚乙烯Cellulose纤维素PET聚对苯二甲酸乙二醇酯FTIR成像数据不仅可以显示所有相关成分是否都存在,而且可以显示各个成分在样品中的分布是否达到最佳状态。这批茶包在茶杯里肯定不会破裂!结论总之,经证明,FTIR显微镜是茶包密封质量检验的宝贵工具。它能够快速、准确地进行分析,验证基本成分是否存在且分布均匀,从而确保达到最佳粘合状态。通过使用FTIR显微镜,制造商可以发现和解决粘接密封相关的任何问题,最终保证茶包的完整性,为消费者提供更可靠、更愉悦的饮茶体验。如果您还对微塑料问题感兴趣,我们建议您阅读这篇博客文章:https://www.opticsblog.bruker.com/ftir-microscopy-in-tea-bag-analysis/
应用实例
2023.07.31
从葡萄成熟到成品装瓶,整个葡萄酒的生产过程都需要持续进行产品质量和过程控制。在葡萄酒质量控制方面,FTIR光谱技术是一项绝佳的选择。该技术可快速、同步分析葡萄酒的多种成分。分析过程仅需制备极少量的样品,无需试剂或耗材。“人生苦短,要喝就喝好酒……”葡萄酒在古代被称为“众神之酒”,时至今日,人们仍然喜欢通过以杯盛酒、相互敬饮的方式来进行庆祝。你是否知道,“敬酒”最初是为了防止自己被敌人毒死?他们一个劲地敬酒,将自己杯中的酒溅入另一人的酒杯中。可以确定的是,如果酒被下毒,“邪恶之徒”是不会将其喝下的。假如当时已出现FTIR光谱技术,那么便有可能简单、快速地鉴别酒中是否被下毒,同时,还可明确鉴别酒的品质优劣。亚瑟王宫廷的ALPHA II葡萄酒分析仪?葡萄酒——一个复杂的问题葡萄酒的化学成分非常复杂,是经过多道生物化学反应和物理化学反应而得出的产物。因此,严密监控葡萄酒生产过程,对确保产品质量稳定至关重要。使用布鲁克的ALPHA II葡萄酒分析仪,可快速可靠地测定许多与质量相关的参数,例如,酒精、酸及糖含量。由于无需使用试剂或耗材,因此,该方法十分经济有效。ALPHA II葡萄酒分析仪(带流通池)其工作原理是怎样的?为保证分析结果的准确性和重复性,ALPHA II葡萄酒分析仪采用ATR检测法,对葡萄酒样本进行分析。也可选择液体流通池法进行手动或自动检测。葡萄酒分析仪优秀的硬件和软件组合,即使不具备经验的使用者也能够轻松地操作。在整个分析过程中,专用的软件向导功能(见下图)会引导使用者执行操作,从而可近乎完全地避免错误操作。该分析仪可测定的参数包括:果糖和葡萄糖含量,酒精含量和pH值。数据示例如下图:上图:ALPHA II葡萄酒分析仪的用户界面下图:分析结果报告(PDF格式)总结ALPHA II葡萄酒分析仪可帮助用户可靠地监测葡萄酒的成熟过程并随时测定其质量。一次测试,同时生成多个对葡萄酒酿造工艺至关重要的参数。ALPHA II葡萄酒分析仪可提供全面的仪器校准,用户可扩展或优化数据库,FTIR光谱技术成为葡萄酒质量控制应用的极佳方案。ALPHA II红外光谱仪支持多种类型的应用测试。如果您有兴趣了解更多应用,欢迎阅读我们有关热巧克力分析的博客文章或视频。
应用实例
2023.05.22
近日,布鲁克的EM27遥感红外光谱系统已在北京用户体验中心到货并正常运行,可以为全国感兴趣的客户提供试用活动。EM27采用紧凑耐用的设计,具有高灵敏度、机械稳定性和探测速度。可轻松部署于野外,实现现场测量和分析。EM27能够观测到空气污染、烟囱排放物、垃圾处理产生的扩散排放物或化学事故造成的有害排放物,工作覆盖范围可达数公里。EM 27 可在两种配置下以不同的灵敏度运行:在被动模式下,测量气体化合物在自然环境红外辐射下的特征;在主动模式下,测量红外光源穿过气体的红外透射光谱。 EM 27遥感红外光谱系统可应用于:· 气体泄漏应急、有害气体的遥感监测· 机动车、飞行器等气体排放的遥感监测· 垃圾燃烧、填埋场的气体扩散排放物的监测· 化工园区,化工厂和仓储的厂界检测· 区域温室气体监测· 有组织与无组织气体排放监测 诚挚欢迎各位老师的参观、试用、体验与指导!长按下方的二维码填写相关申请信息,我们将第一时间和您联系! https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/infrared-and-raman/remote-sensing/em27-open-path-spectrometer.html
应用实例
2023.05.22
傅立叶变换衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)技术可以分析肾结石成分并可以给患者带来决定性线索,帮助患者预防未来新肾结石的形成。ALPHA II肾结石分析仪为研究人员和专业医护人员提供了快速可靠的成分分析工具。肾结石究竟是什么?不同形状和大小的肾结石肾结石是从尿液中沉淀出来的矿物质沉积物。大部分患者患肾结石的原因是由于错误的饮食习惯,例如,液体摄入不足,以及/或者食用了某些特定的食物。这会导致尿液中钙、草酸盐和胱氨酸等物质的富集,导致过饱和,以及随后的结晶成核和聚集。 为何要对肾结石进行分析?根据肾结石的具体位置和大小,肾结石有可能引起严重疼痛。所选择的治疗方法往往是通过冲击波疗法或手术来移除这些结石。遗憾的是,近年来,这些治疗的发生率急剧升高,给全球各地的公共卫生系统带来巨大负担。更好地了解肾结石的成因是很重要的,而分析其成分是深入了解这些成因、相应治疗方法以及疾病进展的一种方法。这就是FTIR光谱法发挥作用之处。利用FTIR进行肾结石分析多年来,肾结石分析均采用湿化学法,但该方法存在一个主要缺陷——只能确定单个离子和自由基的存在。为获得特定的结石成分,有必要采用其他的方法,例如,FTIR-ATR光谱法。ALPHA II肾结石分析 FTIR光谱法甚至可帮助区分化学差异极其细微的矿物,例如,草酸钙(CaC2O4*H2O)与二水草酸钙(CaC2O4*2H2O)。除了能达到较高精确度以外,红外光谱法还是一种快速便捷的分析方法。同时,借助布鲁克的ALPHA II肾结石分析仪,这种方法变得更加便捷、高效。 ALPHA II肾结石分析仪ALPHA II肾结石分析仪是一套通过红外光谱技术快速可靠地鉴定肾结石中主要化学成分的系统。通过简易的采样步骤和直观的软件用户界面,即使不具备红外光谱知识的使用者也能轻松完成操作。在软件的引导下,用户只需将几小块肾结石置于ATR的金刚石晶体上,即可开始红外检测。包含多种成分的肾结石分析结果 肾结石样本中成分的鉴定是通过在一个包含5000多份真实肾结石光谱组成的专用光谱库中,自动检索所生成的光谱而实现的。分析完成后,系统将生成一份鉴定结果报告。分析时间总计约为1分钟,包括采样、检测、鉴定和生成报告。 结论ALPHA II肾结石分析仪可帮助使用者快速可靠地确定肾结石成分。它有助于揭示肾结石的成因,并帮助专业医护人员和研究人员设法预防肾结石形成。如果您有兴趣了解更多令人兴奋的生命科学课题,欢迎阅读我们的其他博客文章。
应用实例
2023.05.22
艺术品保护工作者是如何确定早期绘画大师调和颜料方式的?在修复艺术品时,技术也如此重要?FTIR光谱技术是测定颜料、粘合剂和填料化学成分最常用的方法之一。艺术品劣化人们都喜欢在美术馆欣赏画作——几个世纪以来,。但很少人知道绘画大师在创作作品时,使用的是哪种方法或哪些材料。即使标签上注明“伦勃朗油画”,其材料组成通常比表面看起来复杂得多。遗憾的是,正是这种复杂性,导致了画作因多种原因缓慢但不可避免地老化。例如化学变化、光照影响、材料之间相互作用,或者艺术家们选择了不合适的材料。当然,艺术家们很少知道自己所选的颜料或粘合剂在未来将对其画作产生何种影响。例如, 从20世纪20年代初开始,艺术家们青睐的二氧化钛颜料。人们在纽约欣赏艺术品事实证明,二氧化钛(TiO2)可促进亚麻籽油(一种颜料溶剂)降解,从而导致画作表面开裂和发黄。为更好地了解这一效应,艺术品保护领域的研究人员开始着手测定可见光对TiO2和亚麻籽油反应的影响1。他们选择的是哪种检测方法?——当然是FTIR光谱法!FT-IR技术促进了艺术品保护研究!在实验中,他们将纯亚麻油,亚麻籽油与金红石或锐钛矿(TiO2的两种相态)的混合物置于可见光和紫外光下。然后使用布鲁克LUMOS II FTIR显微镜,在ATR模式下,对这些样本的老化过程进行持续49天的监测。但是,红外光谱究竟如何体现降解过程呢?研究人员找到了三种可提供线索的光谱特征峰。1. 1710 cm−1处形成红外频带“肩峰”,表明游离脂肪酸形成;2. 1670 cm−1处谱峰位移至1610 cm−1,表明颜料发生自氧化;3. 1168 cm−1处峰强下降,表明甘油三酯酯键发生降解。 下图显示了纯亚麻籽油在可见光下发生老化后的谱峰变化。标注的光谱处均可反映出变化,但并不太明显。亚麻籽油发生老化后的光谱来自Heritage Science相比之下,随着时间的推移,亚麻籽油与金红石或锐钛矿的混合物发生了显著变化(见下图)。亚麻籽油与金红石或锐钛矿的混合物发生老化后的光谱来自Heritage Science1710 cm−1处形成了一个新的峰,而在纯亚麻籽油对照光谱中,此处仅显示为一个小肩峰。除此之外,1670 cm−1至1610 cm−1范围内,出现了一个较大肩峰。最后,还有一点很重要,1168 cm−1处的峰值强度明显下降。这些结果表明,TiO2明显影响了亚麻籽油基颜料的稳定性。结论艺术品保护研究有助于了解艺术画作为何逐渐丧失色彩甚至不可避免的损坏。对于此类研究,以及艺术品保护方法的开发,布鲁克LUMOS II FTIR显微镜是最佳选择。参考文献(1)Schmitt, T., Rosi, F., Mosconi, E. 等人。《对TiO2基油画颜料老化的新发现:光照条件和表面相互作用的影响》。Herit Sci 10, 99 (2022).
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2023.04.21
图:VERTEX 70v FTIR-HYPERION II布鲁克(北京)科技有限公司上海客户体验中心,新近安装了布鲁克VERTEX70v全真空型傅立叶变换红外及最新研究级HYPERION II显微光谱系统。VERTEX 70v采用真空光学台,可消除测试光路大气中的水蒸气、二氧化碳吸收干扰,从而实现极佳的测试灵敏度和稳定性,助力进行诸多高难度试验,如高分辨率、超快速扫描、步进扫描测量等。客户体验中心这套系统覆盖波段范围宽、附件多样、扩展口丰富、功能齐备,可以实现:VERTEX70V光谱仪主机:v 近红外——远红外/太赫兹波段(11000-10cm-1)的测试v 透射/吸收测试v 衰减全反射(ATR)测试:中/远红外波段 v 固定角度镜面反射测试:角度10°v 外部热辐射体(如黑体)、光源、激光器发射谱表征v 光电探测器件光电流谱测试v 快速扫描(Rapid scan):毫秒级时间分辨化学反应动力学监测v 步进扫描(Step scan):微秒时间分辨光谱测试;幅度调制-锁相放大步进扫描测试 HYPERION II显微光谱系统: v 显微近红外/中红外(11000-600cm-1)v 显微透射&吸收/显微反射/显微ATR/显微掠角反射v 显微偏振v 点扫描/线扫描/Mapping成像 免费试用目前,布鲁克光谱可提供VERTEX 70v全真空型傅立叶变换红外及最新研究级HYPERION II显微光谱系统的试用服务,诚挚欢迎各位老师的莅临、参观、试用、体验与指导!长按下方的二维码填写相关申请信息,我们将第一时间和您联系!
应用实例
2023.04.03
对天然的蜂蜡进行FTIR分析,通过验证人造蜂箱的质量来发现是否存在蜂蜜掺假现象和保护蜜蜂。让我们来看看具体如何操作。蜂蜡是真正意义上的全能型产品。蜂蜡在史前时代已经被人类使用,现今仍然作为制作蜡烛,润滑剂或生产化妆品的重要原材料。作为一种真正的天然产品,蜂蜡比石油基工业石蜡价格要高得多。因此,不法生产商经常在蜂蜡产品中掺入石蜡以谋取更高利润也就不足为奇了。蜂蜡蜡烛这类骗局之所以引起公众的关注,主要是因为蜜蜂幼虫的死亡率显著上升。这是如何发生的呢?为了增加蜂蜜产量,养蜂人会安装人造蜂蜡片。当这些蜂蜡片被石蜡或硬脂酸稀释后,蜂巢的稳定性就会降低,蜜蜂幼虫就会中毒。由于疾病、杀虫剂的使用和开花植物的缺乏,蜜蜂的处境已经变得很糟糕,而上述掺假行为导致蜜蜂的处境进一步恶化。人造蜂蜡片上的蜜蜂不过值得庆幸的是,有一种技术可以直接解决这个问题。运用FTIR光谱法分析蜂蜡使用布鲁克的ALPHA II全新的ATR模式MOBILE IR II FTIR光谱仪,即使是无经验的用户也能轻松、快速地确定蜂蜡片是否掺假。ALPHA II和MOBILE IR II为了论证FTIR光谱法的精度,我们对3个样本进行了分析——纯蜂蜡,石蜡和蜂蜡片。为此,我们简单地将材料放在ATR晶体上,施加压力并开始测量。测量结果在不到一分钟的时间就显示出来了。同时,我们通过在图书馆查阅相关文献,对材料成分进行了鉴定。下图显示了蜂蜡和石蜡的光谱图对比情况(A)和对蜂蜡片进行混合物分析的结果(B)。混合物分析结果表明,除了蜂蜡,蜂蜡片还含有成本更低的石蜡和防水剂。在这种情况下,该蜂蜡片不应该用于蜂箱,因为它会造成相当大的损失。石蜡和蜂蜡的FTIR光谱图(A)和蜂蜡片的混合物分析结果(B)蜂蜜受到影响?当然,现在的问题仍然是掺假对蜂蜜质量和消费者健康的影响有多大。目前关于这一课题的研究仍然很少。然而,初步研究表明,虽然蜂蜜的质量和贮存期确实受到了不利影响,但人类健康似乎并未受到损害。
应用实例
2023.03.28
深圳市生态环境局利用德国布鲁克SIGIS II型遥感红外从臭氧生成源头入手,以红外光谱分析技术为依托,采取遥感遥测监控手段,描绘出企业VOC的排放“画像”,有效评估工业企业对区域臭氧生成的贡献能力。可视化监控企业排放行为架设在龙华观澜某高层建筑楼顶的红外遥感遥测光谱仪SIGIS II可实现人机交互动态观测,设备识别并记录了周边3km范围内环境空气中弥散的各种气体种类和浓度分布情况。布鲁克红外遥感遥测光谱分析仪可识别400余种工业领域常见的污染组分,覆盖了绝大多数典型工业企业排放的气体物种。通过持续的红外遥测分析工作,发现监测点位附近区域多个潜在的疑似排放源,红外遥测分析系统可视化界面显示的“烟羽状”“扩散状”等污染物的排放痕迹助力环境分析工作人员快速锁定目标企业,达到精准溯源的监测效果。某企业排放氨气呈现“烟羽状”排放特征除了针对企业排放污染物进行监测,红外遥感遥测设备对观澜片区大气环境中存在的VOC气团扫描记录,从物种、浓度、出现频率等对比分析,获得了区域促进臭氧生成的优势物种清单。这对于环境管理部门在后期开展针对性的精准应急减排、精准管控企业减少向大气环境中排放优势臭氧生成前体物总量提供了有力支撑,从源头上遏制臭氧浓度升高的趋势。精细化构建污染源成分谱 傅立叶红外光谱自动检测设备SIGIS II对观澜片区VOC年排放量3吨以上的二十余家工业企业开展了排放废气组分检测工作,逐一识别企业排放的特征污染物,构建目标企业废气污染排放的成分谱,从物质种类、浓度层面勾勒出工业企业的排放特征,描摹出排放“画像”。某企业废气排口排放成分谱不同的VOC物种具有不同的物质特性,描绘出企业的排放“画像”,可以有效评估工业企业对区域臭氧生成的贡献能力。通过对目标企业臭氧生成潜势排序,筛选出需要优先管控的涉VOC工业企业,从而为环境管理部门深入臭氧治理工作提供了科学依据。企业臭氧生成潜势指标排序扫描红外气体成像系统 SIGIS 2遥感遥测红外光谱仪SIGIS 2 是一款基于单点检测的红外光谱仪和扫描系统的遥感遥测成像红外光谱仪。它能对气体云团自动进行远距离鉴定、定量和化学成像。SIGIS 2 是一种被动式红外遥感系统,无需外部光源或反射光学元件。SIGIS 2可以在视频图像上设定测量区域,自动测试,自动分析测试结果,并可将化学成像叠加到视频图像上。SIGIS 2 系统应用于工业设施监控、环境保护、大气和火山等研究。值得一提的是,SIGIS 2作为必备装备广泛应用于世界各国的紧急响应体系中。主要特点 扫描式气体成像系统自动、实时鉴定和定量各种气体,包括各种有机和无 机气体被动式远距离探测(标配红外专用望远镜),无需外 部光源或反射光学元件高光通量及低噪声,灵敏度高自动补偿和扣除大气中各种干扰气体对测试结果的 影响系统自动标定,无需再用目标气体进行标定文章内容部分引用于深圳生态环境《红外遥感“鹰眼”监测,龙华臭氧污染治理手段新尝试》
应用实例
2023.03.09
由于废气污染信访具有时效性强、取证困难、污染源头排查难度大等特点,所以信访调处效果往往不佳。 为破解此困境,布鲁克公司的红外遥感系统EM27给出了解决方案。精准源头排查,助力环境监管 玉兰公馆小区楼顶安装了一台德国布鲁克公司EM27红外遥感仪器,区域扫描功能全面开启。 这是一款专用于大气探测的傅立叶变换红外遥感分析仪,能对周边区域进行定向扫描,24小时连续分析周边大气质量情况。同时,为加强排查效果,精准排查污染物源头,上述区域同步进行了走航监测。通过快速的定性和定量分析,排查污染因子,精准溯源异味企业、异味工段。 通过区域扫描和走航监测并行的方式,方圆几公里大气污染情况一览无余,污染源分布尽收眼底。红外遥感系统EM27 环境监测系统 EM27 是一款开放光路傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪,专为遥测大气中的化学物质而设计。凭借其高度的灵敏度、机械稳定性和探测速度,该系统成为了从工业空气质量监测到实地学术研究的理想之选。 EM 27能实现最高性能,可 轻松部署于野外,广泛适用于各种应用。EM 27可观测到空气污染、烟囱 排放物、垃圾处理产生的扩散排放物或化学事故造成的有害排放物, 工 作覆盖范围可达数公里。作为支持以太网的系统,可实时显示分析结果。 借助可选的探测器、分束器,系统可以适用于不同的应用。布鲁克 EM 27 特性:· 轻松上手· 耐用紧凑的设计· 重量轻· 极低的功耗· 快速完成测量和分析 高科技的排查手段,避免了以前低效的“人海”战术,为精准执法指明了方向。环境监管插上了“科技”的翅膀,为生态执法真正做到“眼疾手快”提供了保障,同时也有效减少了“一刀切”的简单执法,有利于真正实现以非现场监管为主和无事不扰的监管模式。 文章内容部分引用于惠山生态环境《精准溯源 环境监管插上“科技”翅膀》
应用实例
2023.02.24
原位傅立叶变换红外(FTIR)反应监测技术用于基础催化剂开发人类活动产生的温室气体是二十世纪中期以来观察到的气候变化的最大影响因素。随着人类活动排放的温室气体增加,这些温室气体在大气中聚集,并导致气候变暖,最终导致世界各地大气、陆地,以及海洋中发生了很多其他的变化。其中,主要的长效温室气体是二氧化碳(CO2),它主要通过燃烧化石燃料(石油、天然气和煤炭)、固体废物和木制品排放。除了森林再生这种减少CO2的活动以外,工业领域的碳源循环,是解决能源危机和环境危机最具成效的方法之一。释放的CO2可以通过催化加氢形成各种产物;然后,再作为燃料或化工原料使用。甲醇,就是其中的一个工业产物,它主要通过铜基异相催化生产出来。铜基催化剂通常由Cu、ZnO和Al2O3组成。了解这三种成分的内在作用和协同作用,对提高铜基催化剂的性能有重要意义。曾有研究表明,Cu/ZnO/Al2O3 催化剂的活性位点由Zn原子修饰的Cu台阶组成。当Zn原子在H2还原预处理过程中结合到Cu颗粒表面时,形成了ZnCu合金。现已定量地证明,甲醇合成活性与Cu/ZnO催化剂上的Zn覆盖率存在关系。并且越来越多的研究工作和出版物都将重点放在了Cu和ZnO的作用及其之间的协同作用上。总之,Al2O3的作用很少被提及。但作为结构助剂,Al2O3对ZnO的缺陷性质和还原性具有电子促进作用,还能增强Cu+的稳定性。为了进一步了解Al2O3 和ZnO的促进作用,Chen等人(中国福建厦门大学)的研究小组在最近的一个项目中,使用原位FTIR反应监测技术和其他表面灵敏的分析技术对Cu/ Al2O3 和Cu/ZnO粉末晶体进行了研究。他们使用了一台布鲁克VERTEX 70v FT-IR真空光谱仪,配备自制的原位反应池,在室温下和高温下,以及在反应气体中(3H2 + CO2 CH3OH + H2O)实时监测催化剂表面的光谱变化。在得到了高灵敏度的原位FTIR光谱后,就可以量化地对比两种催化剂关键中间体(双齿碳酸盐和甲酸盐)以及最后的甲氧基物质的形成。由于CO2是一种反应气体,因此,为了获得可靠的量化结果,FTIR光谱中不应该有实验室空气的大气贡献。所以,布鲁克真空FTIR光谱仪是一个必选项,它可以将整个红外光路抽真空至0.2 mbar,而且完全不会出现大气扰动。此外,真空光谱仪不仅是将大气气体作为离析物或产物进行原位反应监测的成功要素,它在各种FTIR实验中,都具有相当高的稳定性、长时间的光谱重现性和检测灵敏度,是研究实验室值得信赖的伙伴。
应用实例
2023.01.05
微塑料——天上地下,无处不在它,无处不在——在空气中、在水中、在土壤里。微塑料甚至出现在了北极和马里亚纳海沟这种偏远地区。尽管关于它对生态系统和人类健康影响的研究结果令人警醒,但其确切影响尚不明确。海滩上发现的微塑料——环境的潜在危险不论微塑料的确切影响为何,都肯定与暴露水平以及聚合物的类型、形状和尺寸有关。因此,进一步地了解其材料特性,十分重要;还有什么比傅立叶变换红外(FTIR)技术更合适的呢?!FTIR——微塑料分析的好帮手说到微塑料分析,FTIR显微镜分析法是一个非常不错的选择。它可以基于特征振动带鉴别颗粒,并允许使用焦平面探测器(FPA)在短时内记录数千个谱,来创建化学图像。因此,您仅需在短时间内通过一次测量,就可以捕获所有信息。而有了布鲁克HYPERION II和LUMOS II,这不过是小菜一碟。含微塑料的沉淀物样品的显微图像(含红外信息)但是,为了快速可靠地进行微塑料分析,分析技术并非唯一需要考虑的重要因素,准确的评估统计才是关键。目前,最为常见的评估方法是使用谱库检索来表征微塑料。但这种方法也存在局限性。要想获得可靠的数据,就必须大幅增加谱库中的谱数量。然而,谱库规模越大,就意味着分析速度越慢。而要想使微塑料分析更具可扩展性,数据分析的速度就必须更快,而且最重要的是,它必须更加智能。如果说,归根结底是时间问题,那么使用大型的谱库并不现实。这就是我们的合作伙伴 Purency 大显身手的地方!他们利用人工智能识别化学图像,将原本使用传统方法十分费时的评估任务自动化。Microplastics FinderPurency开发了一款易于使用的成像软件——Microplastics Finder(MPF),它是一种基于模型的人工智能识别方法。但这究竟是什么意思呢?人工智能识别模型是通过使用一组准备好的训练数据建立的数据模型。更确切地来说,这个模型经过复杂的人工智能识别训练,可以准确识别出FTIR图像中的哪个像素是聚合物,哪个不是;它还接受了指导,知道如何区分各种类型的聚合物。Microplastic Finder微塑料分析截图具体如何实现呢?Microplastics Finder会检查每个高光谱图像的像素,然后按照预定义的聚合物类型进行分类。人工智能识别系统通过识别光谱的各个部分,执行决策过程,区分各种类型的聚合物。处理完整个图像后,属于同一类别聚合物的像素会被标记为颗粒。此外,按逻辑编制的结果统计表会将聚合物的类型以及每个颗粒物的大小等细节进行可视化处理(见上方截图)。该模型就可以区分二十多种不同类型的聚合物,占目前生产聚合物的98%。
应用实例
2022.12.15
鉴定合成钻石并非易事。傅立叶变换红外显微镜不仅可以如前文所述鉴定仿制钻石,还可以评估某颗钻石是人工合成的还是热处理的。这正是我们今天的关注重点!而且难度还要再高一点,我们来看看镶嵌在珠宝中的米粒大小的钻石(见图1)。图1:紧密镶嵌在戒指上的小钻石对于这种小而密集的钻石,很难通过标准的傅立叶变换红外光谱仪进行鉴定。因此,傅立叶变换红外显微镜是一个不错的选择。红外显微镜高的空间分辨率,使鉴定变得更容易。在这方面,还有比布鲁克LUMOS II更适合的吗?LUMOS II独特的长工作距离设计,可以对无法使用宏观方法进行分析的、镶在珠宝中的合成钻石进行鉴定。应用示例:珠宝图1显示紧密镶嵌着小钻石的钻石戒指。我们使用LUMOS II FTIR显微镜对各个钻石进行傅立叶变换红外测量。将整个戒指固定在样品架上,放置在样品台上(见图2);接着,开始测量,记录下红外光谱图。我们可以据此评估出钻石是合成的、颜色增强的,还是真正的天然钻石。图2:固定在LUMOS II样品台样品支架夹钳上的戒指令人遗憾的是,这并没有鉴定仿制品那么简单。这是为什么呢合成钻石挑战在二十世纪五十年代之前,拿到一件镶有合成钻石或颜色增强钻石的珠宝,这种概率还是相对较低的。但现在,情况大不相同了:钻石造假技术一本万利,而且得到了很大的改进,可以打造出非常逼真的假货。因此,我们必须使用几种方法来鉴定合成钻石,并将其与真品区分开来。傅立叶变换红外光谱法就是方法之一。它可以鉴定不同的钻石类型,还可以得出有关钻石成因和历史的一些结论。其工作原理如下:钻石的化学成分不尽相同。除了主要成分——碳,氮和硼也可能出现在晶体中。这些杂质可以通过傅立叶变换红外光谱法检测出来。在钻石分类方面,显微镜是一个重要方法。类型分类氮是钻石最主要的杂质,其存在与否构成了钻石类型划分系统的基础。表1总结了不同的钻石类型,其相应的光谱见图3。表1:钻石分类图3:不同类型的钻石的光谱但这种分类如何才能帮助我们鉴定合成钻石或高品质天然钻石呢?假钻石、真钻石,变色钻石? 上述所有钻石类型都可以被人工合成或颜色改变。某些类型会比其他更具欺骗性。当一颗钻石被鉴定为罕见的Ib和IIa类型时(分别占钻石的1%和大于0.1%),那么,可能这颗钻石并非如此。原因并不难猜。这些钻石在大自然中并不常见,这意味着,它们也很难出现在市面上,价格也非常昂贵。因此,很遗憾,从祖母那里继承的珠宝,含有这类稀有宝石的概率很低。当然,除非您的祖母是皇室的一员。如上所述,市面上还有变色钻石。在这种情况下,IIa和IaB型特别值得关注。因为这些钻石通常是灰色或棕色,价值较低。使用所谓的HPHT(高压高温)处理方法,就可以将这些“丑小鸭”摇身变成热门的无色或粉色宝石。信息量太大?结论在此!如果傅立叶变换红外光谱测量的结果显示钻石是IaB、Ib和IIa型,那么这些宝石很有可能是人工合成的或是变色的。以后合成宝石和天然宝石的界限将变得越来越模糊。尽管人们对天然宝石的渴求合乎情理,但是合成宝石的声誉更高。与天然宝石相比,合成宝石的环保性更好,并且是在人造的条件下生产的。最终,它们一样闪闪发光。
应用实例
2022.12.08
傅立叶变换红外光谱法是矿物学领域最重要的分析方法之一。同时,它也是钻石分析的首选方法,例如,钻石鉴定和分类。钻石不仅是地球上最坚硬的宝石,也是最昂贵的。遗憾的是,正是这种价值,使其成为了造假对象。图1:形状最受欢迎的钻石。圆形明亮式切割仿制品还是合成品?说到“假”钻石,我们必须区分由碳材料合成的钻石和非碳材料制成的仿制品。本文主要探讨的是后者。最知名的仿制品可能要数立方锆石和莫桑石。尽管乍一看来,二者与钻石非常相像,但专家可以通过其光泽或颜色迅速辨别出来。如果想要百分百地确定,那么,通过傅立叶变换红外光谱法进行区分是一个很好的选择,其原理在于仿制品的化学成分与真钻石的化学成分具有本质上的区别。使用傅立叶变换红外光谱法进行钻石分析氧化锆(ZrO2)可以简单地通过所谓的“热传导测试”进行鉴定,但莫桑石(SiC)就不一样了,其热特性与钻石非常相似,讽刺的是,由于真钻石是天然产品,具有一定的导热性和导电性,因此,有时也会出现假阳性。所以,热传导测试并非总是最佳选择。其他用来揭开仿制品真貌的方法都非常复杂,往往只能依靠经验丰富的宝石专家进行鉴别。这时,傅立叶变换红外光谱法再度大显身手!由于仿制品的化学成分和真钻石的不一样,因此使用傅立叶变换红外光谱法,就可以轻松辨别。最重要的是,您不必成为专家就可以鉴定!图2显示了仿制品和真品的不同光谱,其差异非常明显……图2:钻石、立方氧化锆和莫桑石的FITR谱结果显而易见。即便是门外汉也可以轻松分辨钻石和仿制品的FTIR谱。但是,合成钻石呢?镶嵌在珠宝中的米粒钻呢?即便是它们,傅立叶变换红外光谱法也可以通过深入了解它们的化学成分加以鉴别。ALPHA II钻石分析仪布鲁克与HRD Antwerp联手推出ALPHA II钻石分析仪(见图3)。即便是未接受过光谱学培训的人员也可以轻松测量区分钻石和仿制品。对于大批量样品,高通量筛选附件(HTS-XT)是钻石分析的首选工具。它可以在很短的时间内,对大量样品进行自动测量和分类。图3:放在ALPHA II钻石分析仪镀金样品架上的钻石
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2022.12.08
偏振调制模块PMA 50 是专门为偏振调制红外光谱应用而开发的,它既可以实现线二色光谱,如偏振调制红外反射吸收光谱(PM-IRRAS),又可以实现圆二色光谱研究,如振动圆二色(VCD)光谱,可以在 PM-IRRAS 和 VCD 模式之间快速、方便的进行切换。所有用于偏振调制的光学和电子元件都经过专门优化,偏振调制由内置的光弹调制器 (PEM) 来实现。PMA 50 模块可与布鲁克的 INVENIO 和 VERTEX 系列 傅立叶变换红外光谱仪耦合,提供无与伦比的灵敏度和灵活性。"红外反射吸收光谱"(IRRAS)是一种成熟的分析技术,用于对金属表面的吸附物质和薄膜进行表征。在IRRAS实验中,在掠入射(通常为80°)的反射模式下对样品进行测试。采用偏振调制技术(PM)可显著提高该方法的灵敏度,特别是可以消除大气中水蒸气和二氧化碳引起的干扰吸收。PM-IRRAS技术利用在大角度入射情况下对p-和s偏振光的不同吸收的特点,金属表面上的超薄膜与p 偏振光相互作用,而与 s 偏振光不相互作用。PMA 50 模块利用 24位双通道 ADC 可同时采集两个信号,与经典的IRRAS方法相比,PMA 50的双通道测量提供了一个显著优势:不再需要测量参考背景!因此,可以研究反射表面非常薄的薄膜、气相的吸附分子和有机(亚)单分子层更精细的信息。偏振调制红外反射吸收光谱PM-IRRAS的应用:超薄膜亚单分子层,单分子层超薄膜或涂层固定及识别生物分子控制表面浸湿度和防腐蚀性能传感器研发及金属沉积分子动力学DNA芯片表面反应金上的烷硫醇单层:CH3-(CH2)(n-1)-SH与(n=6,10,12,14,16,18)典型测量时间:3-5分钟 除了基于线二色光谱法(如PM-IRRAS)以外,PMA50也可以实现圆二色光谱研究,如VCD光谱学,所有用于偏振调制的光学和电子元件都经过专门优化。 振动圆二色谱VCD:手性分子研究药理学及天然产物化学 1)对映体含量的测定 2)对映体纯度 生物与生物化学 1)蛋白质和多肽的二级结构 基础研究领域 1)手性分子的绝对结构 2)更好的研究催化过程举例1(1R)-(+)-蒎烯(红色)的VCD(A)和吸收(B)光谱和(1S)-(-)-a-蒎烯(蓝色)。在分辨率为4cm-1的50μm KBr池中得到纯净液体的光谱图举例2顶部:(+)-樟脑的吸收光谱,理论计算(红色)和实测谱(蓝色)。底部:(+)-樟脑的VCD光谱,理论计算(红色)和实测谱(蓝色)布鲁克(北京)科技有限公司北京客户体验中心,拥有本公司顶级的基于创新的UltraScanTM干涉仪的VERTEX 80v全真空型傅立叶变换红外光谱系统。VERTEX 80v采用真空光学台,可消除大气中的水蒸气、二氧化碳吸收干扰,从而实现极佳的灵敏度和稳定性,助力进行诸多高难度试验,如高分辨率、超快速扫描、步进扫描测量等。VERTEX 80v FTIR-PMA50客户体验中心这套系统覆盖波段范围宽、附件多样、扩展口丰富、功能齐备,可以实现:近红外——远红外/太赫兹波段(15500-10cm-1)的测试透射/吸收测试衰减全反射(ATR)测试:中/远红外波段连续变角度镜面反射测试:角度范围13-83°中红外偏振测试掠角反射吸收光谱(IRRAS)测试红外漫反射积分球:半球反射率,室温发射率测试材料高温热辐射(≤400℃--室温)测试外部辐射体(黑体)、光源、激光器的表征偏振调制:手性分子的振动圆二色谱(VCD)偏振调制反射吸收光谱测试(PM-IRRAS)快速扫描(Rapid scan):毫秒级时间分辨化学反应动力学监测步进扫描(Step scan):超高时间分辨光谱测试;幅度/相位调制光谱测试目前,布鲁克光谱可提供VERTEX 80v真空红外的试用服务,诚挚欢迎各位老师的莅临、参观、试用、体验与指导!长按下方的二维码填写相关申请信息,我们将第一时间和您联系!
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2022.11.30
在热浪和能源危机的席卷之下,寻找可持续的楼宇制冷方法成为了一个热门话题。但其实,降温机会就近在眼前!那就是被动辐射冷却。毫不例外的是,傅立叶变换红外光谱法在此又发挥了重要作用。暖和、热、炎热遭热浪席卷的欧洲……今夏的极端高温天气,简直是一场噩梦。不论是在工作场所,还是在家里,炎热剥夺了我们的注意力,使我们在夜间难以入眠。拥有空调的人可谓非常幸运。但不幸的是,这些系统的运行会消耗大量能源,而且受到能源危机的影响,电费飙升。空调不仅价格昂贵,其制冷剂还会危害环境。因此,人们正在迫切寻求一种节能的楼宇制冷解决方案。被动辐射冷却将颠覆这一切被动辐射冷却将太空视为一个近乎无限的能量库。能量从物体上通过大气辐射出去。这种能量通过发射中红外(MIR)电磁波进行转移。地球楼宇和太空之间巨大的温度梯度将这一切化为了可能。被动辐射冷却原理猜猜被动辐射冷却最酷的地方是什么?那就是……被动!楼宇制冷不再需要输入额外的能量。这简直太棒了!难道不是吗?但这存在一个难点来自表面的辐射发射是恒定的。因此,辐射能的净负变化对于冷却来说至关重要。在实操中,这意味着什么呢?白天的入射日辐射通常大大超过对太空的辐射,这导致表面升温。因此,被动冷却大多在夜间使用,因为这时对太空的辐射要远远超过入射辐射。尽管如此,该领域的研究仍在不断取得进展。新材料和技术的开发将有效的日间被动冷却变成可能。而为了测试这些新材料的有效性,必须确认其热发射率。傅立叶变换红外光谱法在此大显身手为了达到最佳的冷却性能,这些材料必须满足特定的要求。除了高太阳反射率,在8-13 µm的红外区域具有高发射率也是必要的。这一点非常重要,因为在这个区域,几乎没有空气吸收红外线,这将削弱冷却效果。使用布鲁克INVENIO光谱仪(以及其他布鲁克光谱仪),就可以测定发射率。为此,它可以配备A562积分球。积分球体中的光束转向反射镜会以15°的入射角,将来自INVENIO的入射光引导到样品上。在这个角度下,就可以满足典型的发射率分析要求,即入射光必须接近垂直。这对减少极化效应而言非常重要。借助这种设置,就可以测量光谱半球反射率。通过使用基尔霍夫定律,最终可以确定光谱半球发射率。用于测定发射率的布鲁克A562镀金积分球结论为了在炎热的夏天保持凉爽,被动辐射冷却带来了一个环保的空调替代选择。傅立叶变换红外光谱仪有助于测定材料的发射率,从而进一步提高辐射冷却方法的效率。如欲了解布鲁克傅立叶变换红外光谱仪是如何助力解决能源危机的,请查看这篇关于可再生能源的文章。参考文献1. A.P. Raman, M.A. Anoma, L. Zhu, E. Rephaeli, S. Fan. Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight. Nature,(2014), 515, 540-544 10.1038/nature13883.2. M.M. Hossain, M. Gu. Radiative cooling: principles, progress, and potentials. Adv. Sci., 3 (2016), p. 1500360, 10.1002/advs.201500360.
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2022.11.25
《欧洲药典》(10.7)和《美国药典》(858和1858)的拉曼光谱法修订章节。药典规定了药品规范,推荐了原材料质控(QC)的分析方法,并针对使用的分析仪器发布了要求。这些官方标准在全球范围内具有约束力和指导性。遵守最新的制药法规和准则,是布鲁克的一项重要优势!布鲁克BRAVO手持式拉曼光谱仪是面向制药行业质控的一项分析解决方案。布鲁克BRAVO手持式拉曼光谱仪是制药行业的常规质控解决方案《欧洲药典》拉曼光谱法修订章节2.2.48于2021年10月发布在《欧洲药典》10.7增补版中,并将于2022年4月生效。介绍了使用碳酸钙进行光谱分辨率测试的新方法。此处规定了光谱最高分辨率为15 cm-1,这将作为一项性能参数进行监测。除了编辑上的细微改动外,还修订了响应-强度范围和定性方法。值得一提的是,《美国药典》同样发布了经过修订的拉曼光谱法与章节,用于替代原有的《美国药典》章节,并于2021年11月1日生效。布鲁克BRAVO拥有足够高的性能测试标准,完全符合《欧洲药典》修订章节和《美国药典》修订章节的要求。这同样适用于布鲁克已安装的光谱仪。
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2022.11.18
MPAII Dairy是布鲁克近期推出的全新一代乳品分析仪。仪器将高精度FT-NIR光谱仪和自动进样系统进行完美的整合,对生乳、粘度比较大的液体乳制品、固体和半固体乳制品都能提供一个全新的分析方案,是乳品分析的理想选择。 MPAII Dairy乳品分析仪还具备以下特点:• RocksolidTM 专利干涉仪确保光路永久准直,抗震稳定性高。• 模块化设计。通过软件切换测量模块即可对液体和固体样品进行分析。• 配备均质器,并采用双流路系统。只有需要均质的样品才会经过均质器,减少均质泵的损耗。• 观察窗采用低羟基石英流通池,无磨损,不需要定期更换。• 观察窗光程为1mm(1000μm),粘度比较大的样品不需任何前处理可直接测量。• 仪器长期稳定,无需调零及标准化。模型可直接转移使用。• 维护成本低,大多数配件客户可以自行更换。• 软件功能开放,客户可以自己新增检测类别及指标。• 方法完全符合ISO 21543和IDF 201标准。目前布鲁克公司推出了MPAII Dairy 乳品分析仪的免费试用服务,您可以给我们寄送样品来检测,也可以将分析仪放置到您的检测现场去试用!长按下方的二维码填写相关信息,我们会第一时间和您联系!
应用实例
2022.11.17
FTIR分析可检测并定量分析煤矿粉尘中的有害二氧化硅。这种方法可实现粉尘的快速分析,从而长期改善矿工的工作环境。煤矿粉尘 – 潜在健康风险鉴于乌克兰战争造成的能源危机,燃煤发电有望重新扮演重要角色。这不仅会造成气候变化方面的问题,还可能加剧矿工的健康问题。矿工在工作中暴露于不同的呼吸危害中。硅尘是主要呼吸危害因素之一。粉尘中含有可吸入的结晶二氧化硅,会引发癌症或硅肺病等肺部疾病。硅肺病会导致严重的呼吸短促,以至于许多终末期患者不得不坐在窗边,让肺部至少能够吸入一点新鲜空气。实际上这种情况非常普遍,以至于它在德语中还被编成了谚语。如果有人“Weg vom Fenster”(从窗口消失了),就意味着硅肺病迎来了可怕的结局。直到今天,“Weg vom Fenster”仍是死亡或将死的代名词,表示某个东西消失了或不再有意义。煤尘的FTIR分析即使在今天,美国每年仍有数百名矿工死于硅肺病,而且每天仍有超过100万名工人暴露在二氧化硅粉尘中。因此,美国矿山安全和健康管理局(MSHA)要求对美国矿山空气中的二氧化硅职业暴露进行监测和量化[1-2]。然而,当前的样品采集和制备过程冗长而繁琐,不利于对过量暴露作出快速反应。因此,需要开发一种更快更简单的方法。它可以使用红外光谱法直接测量来自于滤膜基质的样品。二氧化硅的临界值为每立方米吸入空气100ug。这意味着仪器必须能够测定极低浓度的二氧化硅含量,并且该方法必须能够区分样品与容纳样品的PVC滤膜。安全生产需要卓越的分析能力布鲁克ALPHA II光谱仪非常适合这一目的。在一项使用ALPHA II进行的研究中,在PVC滤膜上分析了15个样品。二氧化硅含量为3-231 µg,碳尘含量为0.1-0.4 mg。碳尘样品的谱图以4 cm-1的光谱分辨率进行记录。带透射模块的ALPHA II FT-IR光谱仪图中所示为带有二氧化硅和碳尘的PVC滤膜的谱图。830 ~ 760 cm-1波段的谱带属于二氧化硅和碳尘谱带。它们不与PVC滤膜的谱带重叠。但1036、543和473 cm-1处的碳和二氧化硅谱带与PVC谱带重叠。因此,使用偏最小二乘(PLS)模型对二氧化硅和碳含量进行初始化标定。利用布鲁克OPUS Quant 2软件包进行PLS分析。该软件包允许自动优化模型。经确定,1485-405 cm-1波段的一阶导数加矢量归一化,对于处理特定数据集是最佳的方法。纯PVC滤膜(红色)以及带有1.299 mg煤炭/70 mg二氧化硅(蓝色)和3.982 mg煤炭/230 mg二氧化硅(黑色)的PVC滤膜的谱图下图所示为煤碳与二氧化硅的交叉验证结果。即使如此小的样本集也实现了精确的校准,煤炭的测定系数(R2)为95.61,二氧化硅的测定系数为97.13。这一有限的样本数据集表明,布鲁克ALPHA II-T仪器可对煤尘样品进行透射光谱分析。参考资料[3,4]中描述了利用更大数据集进行的详细分析。二氧化硅的交叉验证预测值vs.实际值(左);煤炭的交叉验证预测值vs.实际值(右)中国的FTIR分析中国也是全球煤炭开采市场的主要参与者之一。因此也在使用FT-IR光谱法测定其矿山中可吸入硅尘的含量。您可以关注布鲁克光谱视频号,观看二氧化硅分析视频,以获取更多信息。结论布鲁克ALPHA II-T FTIR光谱仪可以用于PVC滤膜上的煤尘中碳和二氧化硅的定量分析。由于该方法灵敏度高,他可以对低于规定的吸入限值的二氧化硅进行快速定量。参考资料[1] E. Cauda, A. Miller, P. Drake Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 16 ( 2016) D39-D45[2] A. Miller, P. Drake, N Murphy, J. Noll, J. Volkwein, J. Environ. Monit., 14 (2012), 48-55[3] A. Weakley, A. Miller, P.R. Griffiths, S.J. Bayman. Anal. Bioanal. Chem. (2014) 406, 4715-4724[4] A.L. Miller, A.T. Weakley, P.R. Griffiths, E.G. Cauda, S. Bayman, Applied Spectroscopy (2016)
应用实例
2022.11.17
傅立叶红外光谱在气体分析领域有着广泛应用,具有分析速度快,种类多,无损等优点;然而标准曲线标定与复杂混气之间的相互干扰困扰很多FTIR的使用者。布鲁克MATRIX-MG高性能气体分析仪针对传统气体分析需标气标定这一繁琐过程,以及强干扰组分无法精准分析的问题,布鲁克推出基于谱型拟合算法的FTIR气体分析仪——MATRIX MG系列和OMEGA 5。以光路永久准直的RockSolid™干涉仪为基础,确保气体分析的准确度与重复性,独家的OPUS GA谱型拟合算法使用户免于标准曲线和重叠干扰的困惑。综上,布鲁克的FTIR气体分析仪可实现:1. 可全自动快速、连续对气体组分进行鉴定和定量分析;2. 可检测的浓度范围:ppb 级至百分级;3. 无需对目标气体进行标准曲线的标定;4. 对干扰的气体进行谱形补偿,即使强干扰下也可以进行精准分析。布鲁克OMEGA 5通用型气体分析仪为满足不同测试需求,我们提供多个选件,如高分辨选项、高压选项、快速换气选项等;无论是科学研究、催化/生产过程监控,还是标准气/电子气的质量控制,还是工业在线的尾气/杂质气体分析,以及温室气体监测等,布鲁克的FTIR气体分析仪都可以快速准确地进行气体分析。我们也诚挚欢迎各位老师莅临北京/上海布鲁克客户体验中心亲自体验布鲁克的FTIR气体分析仪的强大与便捷。如您需要,请长按二维码,填写样机试用申请表。
应用实例
2022.11.17
詹姆斯·韦伯太空望远镜虽然才服役了几天, 但已在采集壮观的地外红外图像。詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的船底座星云的“宇宙悬崖”这些图像只是望远镜所能提供的信息的一小部分。它还能产生能够提供太阳系和遥远银河系的重要信息的红外光谱。因此,我们无需前往外太空去采集红外光谱和成像研究地外空间。不必一直仰望星空……无论是在太空还是在地球上,都可利用FT-IR光谱来确定陨石和其他地外天体的组成成分。例如,它可分析陨石中的有机碳,还可以帮助我们进一步探索关于地球之水从何而来。通过布鲁克LUMOS II和HYPERION II FT-IR显微红外光谱仪,我们可以将太空带到您实验室的工作台上。布鲁克LUMOS II和HYPERION II FT-IR显微镜将太空研究带到地球上太空中的有机质是如何形成的?来自纽约和横滨的研究人员利用基于同步加速器的FT-IR显微镜,研究坠落在塔吉什湖(Tagish Lake)的陨石。1相关论文研究了矿物与有机质之间的空间和光谱关系。为此,研究人员实现了HYPERION 3000与Vertex 70 FT-IR光谱仪的结合使用。作者揭示了陨石颗粒的层状硅酸盐中脂肪族碳氢(C-H)和羟基(OH)化合物之间的空间联系。 这意味着什么呢?尤其值得一提的是硅酸盐与有机质之间的联系,为陨石及其母体中有机质的起源和演化提供了可能的线索。事实上,结果可能表明层状硅酸盐:1. 在有机质的合成中充当反应表面2. 保护有机质不被氧化来自图3的细节1。分子官能团的综合红外图像。a) 颗粒的可见显微图像,b) 1180–850 cm-1对应于硅酸盐中的Si-O延伸,e) 3000–2800 cm-1对应于脂肪族 C-H延伸。图像的颜色代表吸光度,红色代表最高,紫色代表最低这一令人激动的发现为我们了解太阳系的历史和有机质的演化提供了崭新而有价值的见解。地球之水的起源另一个令人不解的问题是:水是如何来到地球和太阳系其他行星的?大概是“背负”在碳质球粒陨石(CC)的背上——像撞击体一样。艺术家对于水是如何来到地球的概念图。图片来自《地球如何变得宜居》,由Inga Köhler博士提供但对于这些水被捕获的机制,迄今尚不清楚。假定水是被贮存在撞击熔融物(如撞击玻璃状物质)中。为了揭示这背后的可能机制,来自布朗大学的科学家进行了极高速撞击实验。2他们向无水浮石靶标发射叶蛇纹石弹,以模拟水到达行星的过程。他们利用布鲁克的LUMOS FT-IR显微镜透射模式分析了反应产物。使用FT-IR测定水的丰度和形态,通过分析3570 cm-1和1630 cm-1波长附近的吸收带计算总溶解水和溶解为分子态的H2O。通过分析4500 cm-1波长附近的吸收带计算溶解为游离态OH的水。图A所示为反应产物的抛光颗粒。彩色方框对应于图B和图C中的FT-IR光谱。2这些令人兴奋的实验表明,类CC陨石发射体将其相当大量(30%)的原始水提供给了硅酸盐结构体。结论未来几年,詹姆斯·韦伯望远镜将为我们带来许多来自外太空的宝贵信息和绝美画面。我们也可以呆在地面上,在太空探索领域取得突破性的发现。参考文献:(1) Yesiltas, M. and Kebukawa, Y. Associations of organic matter with minerals in Tagish Lake meteorite via high spatial resolution synchrotron-based FT-IR microspectroscopy. Meteoritics & Planetary Science. 584–595 (2016). doi: 10.1111/maps.12609 (2) Daly, T. and Schultz, P.H. The delivery of water by impacts from planetary accretion to present. Sciences Advances. 4: eaar2632 (2018). doi: 10.1126/sciadv.aar2632
应用实例
2022.11.17
在半导体材料领域,硅基半导体材料目前产量最大、应用最广,90%以上的半导体产品仍用单晶硅作为衬底材料制作。目前大尺寸硅片已成为硅片市场最主流的产品。硅片生产中在拉晶过程中,需要解决氧含量及径向均匀性、杂质的控制、缺陷控制、氧沉淀控制、电阻值定量、掺杂及径向均匀性等众多问题,同时对检测表征等保障技术也提出了更高的要求。直拉晶体硅中掺氮可用来调控原生氧沉淀和空洞型缺陷,从而提高硅晶体的质量,已经在产业界广泛应用,除了间隙氧、代位碳、III-V族元素检测以外,氮的测量也是硅材料界的一个热点课题。众所周知,直拉单晶硅中含有较高浓度(浓度范围1017-1018cm-3)的间隙氧(Oi),当氮掺入直拉硅单晶中时,除了以氮-氮对(N-N)形式存在以外,氮还会和氧作用形成氮氧复合体(N-O complexes)。研究显示氮氧复合体会引起红外的局域模振动吸收和电子跃迁吸收,可以被红外吸收光谱技术探测到。在低温(10K左右)条件下,氮氧复合体在远红外波段有一系列由于电子跃迁产生的吸收峰,目前已经报导了7种氮氧复合体[1,2,3]。针对直拉单晶硅中杂质元素以及氮氧复合体的测量,布鲁克CryoSAS全自动、高灵敏度工业低温硅质量控制分析系统,通过测试位于中/远红外波段间隙氧(1136.3cm-1, 1205.6cm-1)[7],代位碳(607.5cm-1)[6,7],III-V族元素[4,5]以及氮氧复合体吸收谱带(249.8, 240.4cm-1[1,2]),通过直接或间接计算获得相应元素含量值。布鲁克CryoSAS系统主要特点:· 波段范围1250-230cm-1,覆盖了间隙氧(Oi)、代位碳(Cs)、III-V族浅能级杂质元素(硼B,磷P,砷As,铝Al,镓Ga,锑Sb,符合SEMI/ASTM MF1630-0704标准)以及N-N对,氮氧复合体[N-O-(1-6)]吸收谱带[4,5,6,7]· 闭循环低温冷却系统,T<15K,无需昂贵的液体制冷剂[4]· 不锈钢、真空样品室设计· 坚固、精确的步进电机,带有9位样品架· 简单易用(文献[1])(文献[3])如果您对此方法感兴趣,欢迎您来电垂询,交流、沟通。参考文献:[1] H. Ch. Alt et al. Analysis of electrically active N-O complexes in nitrogen-doped CZ silicon crystals by FTIR spectroscopy, Materials Science in Semiconductor Processing 9 (2006) 114-116.[2] H. Ch. Alt et al. Far-infrared absorption due to electronic transitions of N-O complexes in Czochralski-grown silicon crystals: influence of nitrogen and oxygen concentration, Appl. Phys. Lett. 87, 151909(2005).[3]《半导体材料测试与分析》,杨德仁 等著[4] https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/infrared-and-raman/silicon-analyzer/cryo-sas-cryogenic-silicon-analyzer.html[5]SEMI MF1630-0704 Test Method for Low Temperature FT-IR Analysis of Single Crystal Silicon for III-V Impurities[6]SEMI MF1391-1107 Test Method for Substitutional Atomic Carbon Content of Silicon by Infrared Absorption[7]GB/T 35306-2017 硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法
应用实例
2021.12.21
游离二氧化硅粉尘俗称矽尘,是工业界广泛存在的职业有害因素,长期接触矽尘引起的矽肺是最我国目前最为严重的职业病,据2006年卫生统计报告,我国累积矽肺患者约为尘肺的半数,大约30余万例。矽肺是尘肺中最严重、最多见、报告最早、研究最多、病理改变基本清楚的一种尘肺,而且也是我国乃至全球发病率和死亡率最高的一种尘肺病。矽尘的准确识别和检测是矽肺病预防与控制的重中之重。因此,分析粉尘中的游离二氧化硅含量成为疾病预防与职业卫生监测工作的重要工作内容之一。 根据中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ/T 192.4 2007《工作场所空气中粉尘测定 第 4 部分:游离二氧化硅含量》,工作场所空气中粉尘游离二氧化硅含量的测定方法有三种,第一法是焦磷酸法,第二法是红外光谱法,第三法是X线衍射法。 焦磷酸法为手工称重操作,对实验人员的操作水平要求较高,且实验繁琐。而且据《中华职业医学》和国外有关文献中指出: 矽肺是长期吸入结晶型游离二氧化硅造成的。第二法是红外光谱法,其原理是利用 α-石英(结晶型)在红外光谱中于12.5μm (800 cm-1) 、12.8μm ( 780 cm-1 ) 及14.4μm (694 cm-1) 处出现特异性强的吸收带,在一定范围内,其吸光度值与α-石英质量成线性关系,通过测量其吸光度进行定量测定。当待测物是结晶型二氧化硅时(如石英粉尘),两种方法测定的结果是一致的,但是当待测粉尘不是或不完全是结晶型二氧化硅时,焦磷酸法测得的粉尘中二氧化硅结果就会高于红外光谱法。不同浓度的α-石英光谱图标准曲线的建立 布鲁克多款型号的红外光谱仪满足国标对游离二氧化硅的检测要求。布鲁克专利的永久准直的ROCKSOLIDTM干涉仪,采用镀金双立方角镜技术,保证了红外光谱仪具有业界最佳的光效能和灵敏度,从而确保光谱仪可以在各种环境条件下获得准确可靠的红外光谱数据。将游离二氧化硅含量分析简单到一键化操作,结果直接公式即得,大大缩短了分析时间和简化了实验流程。ALPHA II傅立叶变换红外光谱仪INVENIO傅立叶变换红外光谱仪如您对该应用技术感兴趣,欢迎拨打布鲁克光谱400热线。
应用实例
2021.12.01
拉曼光谱入门系列视频课程,由布鲁克德国拉曼专家严迪博士主讲,以轻松诙谐简单易懂的方式阐述拉曼光谱法的基础入门知识,在社交媒体,微信公号,微信视频号,哔哩哔哩,腾讯视频,爱奇艺视频,优酷视频,抖音等搜索“布鲁克光谱”关注我们,视频持续更新中。拉曼光谱入门系列之二:拉曼位移
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2021.06.01
20世纪70年代起,大象被世界保护野生动物组织列为“濒危动物”,为了保护大象免遭杀害,防止大象灭绝,许多国家颁布了禁止进口和贩卖象牙的法令。猛犸象生活在冰河时期,灭绝于几千万年前,它主要来源于西伯利亚和阿拉斯加等地的冻土层中。猛犸象牙也用来雕刻制成手工艺品,进行合法的贸易。所以,对环境机构和国际执法机构来说,鉴定象牙制品至关重要,从而进行现代象牙和猛犸象牙的区分。 不同物种的现代象牙的拉曼光谱从表面上看是相似的,但是我们可以通过化学计量学和其他分析方法区分象牙的物种。 由于象牙样品具有较强的荧光,采用布鲁克傅立叶拉曼光谱仪可以有效的获得拉曼谱图,实验采用1064 nm激发波长,分辨率4cm-1,扫描次数累积2000次光谱。测试的样本是从非洲象和亚洲象的象牙上获得的,在每根标本上的牙骨质、牙本质和牙髓区域进行了至少三次测量,每一个标本至少获得10个拉曼光谱。猛犸象象牙的光谱是用类似的方法在较年轻的猛犸象标本上得到的,由于较老的猛犸象象牙并不完整,所以只获得了个别区域的拉曼谱图。小象象牙(a, b)猛犸象牙(c)和胶原蛋白(d) 普通象牙的拉曼光谱由蛋白质成分(I型胶原)和羟基磷灰石组成的振动谱带;胶原蛋白(d)与大象象牙(a,b)和猛犸象牙(c)相比较,在大多数情况下,可以区分出由有机成分和无机成分组成的吸收谱带,以及由蛋白质成分(I型胶原蛋白)和羟基磷灰石组成的振动谱带。 与现代象牙标本相比,年轻猛犸象标本的拉曼光谱有更明显的特征:在3000、1650、1450和1270 cm−1附近区域,酰胺I带强度和与磷酸盐带强度相关的胶原蛋白的其他特征的降低尤其显著。与角化蛋白相关的酰胺I带的变化表明胶原本身发生了化学变化。 胶原蛋白是象牙的蛋白质成分,在猛犸象象牙的古代标本中,胶原蛋白的降解是很明显的,猛犸象的象牙被埋在地下数万年,不像在现代象牙标本中,牙釉质和牙本质的区域的光谱可以更清晰地识别,化学计量学方法可以可靠地用于物种古猛犸象牙的鉴定。古猛犸象牙的光谱响应与标本的历史和条件有很大的关系。在某些情况下,残留的胶原成分,约占现代象牙样本的20%,这表明同时发生了生物退化。在某些情况下,很明显,不仅仅是胶原蛋白成分在动物埋葬时受到影响,而且羟基磷灰石也可能通过与沉积环境中的物质或盐的结合而受到影响。
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2021.03.23
臭氧,作为“地球卫士”为人们所知,大气臭氧层更是地球生命的保护伞。然而,在人们生活地表空气中,臭氧却成为了不可忽视的污染气体,人们对臭氧引发的空气污染近年来愈发重视,臭氧污染更是成为了和PM2.5一样的首要污染防治目标。现阶段,O3更是成为导致部分城市空气质量超标的首要因子。数据显示全国以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.8%,仅次于占比45%的PM2.5。在环保部《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》中明确提出了督促京津冀、长三角等地区加强臭氧污染防治工作。臭氧污染的防治为何更加困难相较传统空气污染物从源头监管,标本同治的方法 ,臭氧的防治更加困难,究其原因,首先,是造成污染的臭氧源难以掌控。地表臭氧主要有自然和人为两大源头,自然源如大气层流通、闪电、生物排放等,人为源头包括工业生产排放VOC,NOx的光化学反应形成O3、生产设备的直接排放等。其中光化学反应和设备排放是臭氧污染的主要源头。对臭氧源头的监管,一方面要排查工业排放,另一方面也要对VOC,NOX进行管控!实际污染监测中遇到哪些问题?1. 臭氧致污的浓度低,对仪器仪表的灵敏度有更高的要求相比其他空气污染物,臭氧导致污染的浓度更低,国家标准中,地面臭氧的预警限为215微克每立方米,低于任何一个空气污染物在国标FTIR中的检测限!2. 空气中本来就存在的臭氧,更是让臭氧排放源和生产源的排查和分辨难上加难!3. 二次反应生产物的特性使得臭氧高浓度区域的溯源和定责难度加大,进而阻碍对企业的定向管理!4. 臭氧前驱体种类多样,对前驱体的溯源和管理更为复杂。针对以上监测难点,布鲁克响应国家蓝天保卫战号召,推出了SIGIS2红外遥感成像谱仪,让空气中不可见的污染物迅速显形!来自红外遥感的三招“绝技”针对以上监测难点,布鲁克响应国家蓝天保卫战号召,推出了SIGIS2红外遥感成像谱仪,让空气中不可见的污染物迅速显形!布鲁克SIGIS2红外遥感光谱仪三招“绝技”,快速鉴别臭氧高浓度区域,识别VOC排放点,精准定性、定量和定位。绝招一:将不可见的污染气团分布动态可视化传统检测中需要去现场进行采样测试,只能测到当时采样地点的污染状况,无法掌控全局。布鲁克SIGIS2将数公里外污染气团的化学成像与可见视频系统相结合,远距离监控大面积区域的污染情况。(常见无机、有机污染气体均可测试)绝招二:浓度分布实时监控,助力臭氧等污染物溯源臭氧作为大气中的常有组分,在各处均有分布,该如何区分浓度高低并进行溯源?布鲁克SIGIS2红外遥感谱仪,可对臭氧等污染气体进行梯度成像,识别高浓度区域,追踪并监控疑似臭氧等污染排放点和二次光化学反应高发区域。绝招三:双机联用,对臭氧和各类污染气体精准定性、定量、定位布鲁克SIGIS2遥感光谱仪适用于臭氧、VOC、NOx等各类污染气体,双机联用模式下,可对数公里外污染气团进行3D成像,精准分析气体种类、浓度,监控气团动向和GPS定位,结合地图软件,可以展示。
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2021.01.18
珠峰峰顶发现微塑料!?人类的地球被污染的程度极其严重,甚至已经污染到了海拔超过8000米的珠峰峰顶!据英国《新科学家》周刊网站报道,这是首次在珠峰上发现这种直径不足5mm的塑料微粒。来自英国普利茅斯大学的Imogen Napper博士研究小组从珠穆朗玛峰多个地点采集了八个900毫升的溪水样本以及十一个300毫升的积雪样本。该研究小组发现,在所有积雪样本和3个溪水样本中都发现了微塑料。污染最严重的样本来自位于尼泊尔境内的珠峰大本营,那里是珠峰上人类活动最集中的地方。每公升积雪含有79个微粒。最高取样地点位于海拔8440米处,即位于珠峰峰顶下方408米处,该样本中每公升积雪含有12个塑料微粒。在珠穆朗玛峰上发现的微塑料大都源自合成纤维,包括聚酯纤维和丙烯酸纤维,系制作登山者衣服和装备所用的材料。只要徒步时间达到20分钟左右,洗洗衣服或打开一个塑料瓶就能向环境中释放出微塑料。过去几年中,Imogen Napper博士研究小组搜寻了世界各地微塑料的身影。至今为止,他们已经在全球各地的海洋、沙滩和溪流中找到了大量微塑料污染的证据。他们的探索也吸引了其他实验室对微塑料污染问题进行跟进和研究。HYPERION傅立叶红外显微镜参与了本次重要检测项目微塑料污染的监控十分困难。这些从几微米到几毫米不等的污染物,能从大块塑料制品上脱落下来,轻易排入外界环境中,污染水体、土壤和植被。来自布鲁克的HYPERION傅立叶变换红外显微镜也参与了珠峰峰顶的微塑料检测项目,从而提高人们对生态系统中巨大的微塑料污染的认识。mogen Napper博士在普利茅斯大学的实验室HYPERION傅立叶变换红外显微镜采样灵活。此外,红外显微镜的应用可能性几乎是无限的,包括分析颗粒、涂层、塑料微粒、层压板、复合材料、组织样品、纤维、涂料、色素、药物,甚至食品安全分析等。无论是对未知污染物的识别、层厚的测定,还是药物中API分布的分析,HYPERION红外显微镜都能表现出色。
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2021.01.18
在世界范围内,傅立叶变换红外光谱技术为保存历史艺术作品做出了重要贡献。这篇文章着眼于保护爱德华·蒙克的《呐喊》背后的科学过程。保护绘画和其他艺术品是一项崇高的任务。许多人喜欢参观博物馆和画廊,可以肯定地说,未来的一代也会喜欢。然而,公开展览将这些艺术品置于严重的危险之中,面临的不仅仅是偷窃或故意破坏的问题。它是关于空气、水和光的。所有这些基本的东西都会对用于创造美妙艺术的材料造成氧化压力。随着时间的推移,这三种元素会损害大多数有机物。因此,了解颜色、粘合剂、画布等退化背后的过程是保护、恢复和保存艺术品的日常工作的一部分。爱德华·蒙克的《呐喊》最近,在国家研究委员会的带领下,科学家们对爱德华·蒙克著名的令人痛苦的作品《呐喊》中所发生的降解过程进行了更仔细的观察。慢慢地,1910年版的某些区域的颜色正在逐渐褪色。因此,由于其苛刻的保存条件,这幅画很少用于展览。这就是为什么研究人员致力于寻找最佳保存条件,使“尖叫声”更多地为公众所知!在其他技术中,研究小组应用了非破坏性的光谱方法来揭示褪色过程的起源。ALPHA FTIR光谱仪采用了朝前反射附件。感谢:MOLAB(CNR-SCITEC,意大利)得出正确结论的途径是复杂的...首先,欧洲的MOLAB平台将便携式仪器带到奥斯陆的蒙克博物馆。后来,在法国格勒诺布尔(Grenoble)的欧洲同步加速器(European synchrotron)设备中,从蒙克的工作中提取了非常小的碎片并进行了分析。化学分析表明,通常是亮黄色的硫化镉慢慢地转变为无色的硫酸镉。这种情况发生在含氯物质存在和高相对湿度的情况下。然而最重要的是:即使在没有光线的情况下。事实上,光的存在对这个过程有着不相干的影响,而在这个降解过程中主要的罪魁祸首是:水!但它能更好地保护绘画!幸运的是,这项研究为这幅画的保存者提供了在安全条件下“永久展示”这幅画的指导。曝光应限制在相对湿度不高于45%的范围内,且照明应符合对光线稳定的图像材料的标准。最后,这项研究也可能有助于保存其他绘画作品,因为硫化镉为基础的颜色在许多艺术作品中使用。这包括亨利·马蒂斯、文森特·梵高和詹姆斯·恩索尔的作品。FTIR光谱技术参与保护我国文化遗产的案例有很多。欢迎访问我们的网站,了解更多关于光谱学、艺术和保护的知识。布鲁克光谱官网:http://www.bruker.com/optics
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2020.11.26
太阳能代表了可再生能源的主流技术,并为可持续性、减少污染和缓解气候变化提供了长期效益。 新的氢燃料电池技术甚至增加了硅基太阳能电池的重要性,它是电解生产“绿色”氢的关键。 但同时,太阳能热技术也在相关领域有所收获,例如用于高效的热水生产。目前正在努力进一步提高光电效率。除了电池的设计,微调原材料的质量(单晶硅或多晶硅)是实现更高的功率和更低的成本的主要途径。FTIR光谱是高灵敏度硅分析的理想工具,布鲁克支持工业和研究团体,以确保和提高原材料质量和纯度。对于硅生产商来说,碳、氧和“浅杂质”(如B、P̷̷)的测定是基本的。布鲁克CryoSAS是这个复杂的太阳能级或电子级硅低温质量控制的全自动工业标准。它在ppb/ppt范围内的灵敏度令人印象深刻,简单的工作流程和无制冷剂低温技术大大减少了人员和运行成本。使用布鲁克VERTEX80光谱仪和专用的光致发光模块及自动无制冷剂低温恒温器,对于浅杂质,可以通过低温近红外光致发光(PL)技术甚至可实现更好的检测灵敏度(。用于工业全自动硅质量控制的CryoSAS对于晶圆和太阳能电池制造商,布鲁克的SiBrickScan(SBS)能够以高灵敏度和高精度测定全硅晶棒中的氧梯度。 这一旁线系统为硅结晶过程的控制提供了很有价值的信息,通过早期无需切片制备样品而进行废料鉴别,节省了资金和能源。硅锭中的氧分析。SiBrickScan硅锭中的氧分析最后但同样重要的是,对于太阳能热涂层的表征,布鲁克提供了基于FTIR(例如VERTEX或INVENIO)的辐射率测定解决方案,辐射率是太阳辐射转化为热量的效率的直接度量。
应用实例
2020.11.26