CN208921623U - 一种气体样品池及拉曼光谱检测平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气体样品池及拉曼光谱检测平台，气体样品池包括：管体，管体上开设有进气口和排气口，用于样品的输入和输出，进入管体的光线能够与样品产生拉曼散射光；贵金属层，贵金属层设置在管体内壁上。使用其进行样品的拉曼光谱检测时，将被测的样品从管体的进气口输入到管体内，由于管体的内壁设置有贵金属层，在贵金属层表面局域光电场增强所引起物理增强和以电荷转移学说为中心的化学增强效应联合作用下，使被测样品的拉曼信号强度显著增强。因此，本实用新型公开的气体样品池能够增强拉曼光谱。
Description
技术领域
本实用新型涉及光谱检测装置技术领域，尤其是涉及一种气体样品池及拉曼光谱检测平台。
背景技术
拉曼光谱是一种可表征分子振动能级的指纹光谱，已在生物、石油、化工等领域大量应用。拉曼光谱检测技术具有灵敏度高、空间分辨率好、检测速度快、操作简单等优点，但是，拉曼散射光容易被背景荧光或噪声淹没。因此，对于低浓度且易产生荧光的样品，难以实现灵敏探测。
因此，如何增强拉曼光谱是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种气体样品池，能够增强拉曼光谱。
本实用新型的第二个目的是提供一种拉曼光谱检测平台。
为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：
一种气体样品池，包括：
管体，所述管体上开设有进气口和排气口，用于样品的输入和输出，进入所述管体的光线能够与所述样品产生拉曼散射光；
贵金属层，所述贵金属层设置在所述管体内壁上。
在一个实施方案中，所述贵金属层镀设在所述管体内壁上。
在另一个实施方案中，所述贵金属层为镀金层。
在另一个实施方案中，所述管体的一侧设置有能够透光的入射窗片。
在另一个实施方案中，所述气体样品池还包括激光探头；
所述激光探头能够发射所述光线到所述管体内，且能够吸收在所述拉曼散射光。
在另一个实施方案中，所述管体为石英管体。
根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。
不限于任何理论，从以上公开内容可以看出，在一个具体实施方案中，本实用新型公开的气体样品池，使用其进行样品的拉曼光谱检测时，将被测的样品从管体的进气口输入到管体内，由于管体的内壁设置有贵金属层，在贵金属层表面局域光电场增强所引起物理增强和以电荷转移学说为中心的化学增强效应联合作用下，使被测样品的拉曼信号强度显著增强。因此，本实用新型公开的气体样品池能够增强拉曼光谱。
为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下方案：
一种拉曼光谱检测平台，包括如上述任意一项所述的气体样品池。
由于本实用新型公开的拉曼光谱检测平台包括上述任意一项所述的气体样品池，因此，气体样品池所具有的有益效果均是本实用新型公开的拉曼光谱检测平台所包含的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的气体样品池的结构示意图。
其中，图1中：
管体1、进气口101、排气口102、光线2、拉曼散射光3、贵金属层4、入射窗片5、激光探头6、样品7。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例一
如图1所示，本实用新型公开了一种气体样品池。其中，气体样品池包括管体1和贵金属层4。
管体1上开设有进气口101和排气口102，用于样品7的输入和输出。管体1可以是任意材料制成，其中，管体1的一侧开设有光线2投射口，便于光线2进入管体1内，及拉曼散射光3透出管体1。
贵金属层4设置在管体1内壁上，进入管体1的光线2能够与样品7产生拉曼散射光3，具体地，光线2能够在贵金属层4上反射形成拉曼散射光3。贵金属层4是指贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素。这些金属对化学药品的抵抗力相当大，不易引起化学反应。
本实用新型公开的气体样品池，使用其进行样品7的拉曼光谱检测时，将被测的样品7从管体1的进气口101输入到管体1内，由于管体1的内壁设置有贵金属层4，在贵金属层4表面局域光电场增强所引起物理增强和以电荷转移学说为中心的化学增强效应联合作用下，使被测样品7的拉曼信号强度显著增强。因此，本实用新型公开的气体样品池能够增强拉曼光谱。
实施例二
在本实用新型提供的第二实施例中，本实施例中的气体样品池和实施例一中的气体样品池的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。
在本实施例中，本实用新型具体公开了贵金属层4镀设在管体1内壁上。需要说明的是，贵金属层4也可以是套设在管体1内壁上。
进一步地，本实用新型公开了贵金属层4为镀金层。考虑到Ag易被氧化，随着时间推移，检测精度将会受到较大影响，而金的化学性质稳定，故选择金作为内壁镀膜材料。镀金层有着较强的反射作用和仅次于Ag的表面增强效应，以及管体1所起的约束作用，使得入射的光线2在管体1内形成很大的功率密度，从而产生较强的拉曼光谱。
进一步地，本实用新型公开了管体1为石英管体1。需要说明的是，管体1也可以采用其它材质制成。
进一步地，本实用新型公开了管体1的一侧设置有能够透光的入射窗片5。
进一步地，本实用新型公开了气体样品池还包括激光探头6，激光探头6能够发射光线2到管体1内，且能够吸收在拉曼散射光3。具体地，激光探头6为收发一体式激光探头。
待测的样品7由进气口101充入气体样品池的管体1内，采用收发一体式激光探头从入射窗片5射入管体1内，在镀金层的存在下，入射的光线2在管体1内不断反射前进，且完全被约束在管体1内，从而与样品7产生充分的拉曼效应。随后，拉曼散射光3不断反射，经入设窗口射出，被收发一体式激光探头收集。在整个过程中，气体样品池显著提高了入射光的利用率，也增加了拉曼散射光3的收集率，从而达到提高拉曼光谱检测气体的灵敏度。
对于此气体样品池的镀金层的工艺，先利用自组装技术在经修饰的石英(玻璃)上自组装薄Au纳米层，再利用化学镀技术实现了石英表面均匀的镀金层。具体镀金操作过程如下：
(1)石英管体内壁前处理：主要有清洁、除油、粗化和敏化四步。采用冷水清洗；除油时，将清洗过的石英管体先在50℃的浓度为30g/L十二烷基苯黄酸钠处理20分钟，然后，在60℃的浓度为250g/L NaOH溶液处理20分钟，最后，采用50℃的热水清洗石英管体；粗化时，将石英管体在浓度为20％HF浸泡一小时，然后，进行热处理：在150℃的条件下保温10分钟；敏化时，将石英管体在30℃的浓度为30g/L氯化亚锡处理5分钟。
(2)石英管体内壁施镀：使用镍盐+还原剂+稳定剂的混合溶液以恒定流速流经石英管体内壁一小时，超纯水冲洗后用N2干燥。
(3)石英管体内壁的金纳米粒子沉积：用氯化胆碱+氯金酸+邻菲罗+联吡啶的镀金液进行石英管体内壁化学镀金20分钟，超纯水冲洗后用N2干燥。
实施例三
本实用新型公开了一种拉曼光谱检测平台，包括如上述任意一项实施例中的气体样品池。
由于本实用新型公开的拉曼光谱检测平台包括上述任意一项实施例中的气体样品池，因此，气体样品池所具有的有益效果均是本实用新型公开的拉曼光谱检测平台所包含的。
在本实用新型中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种气体样品池，其特征在于，包括：
管体(1)，所述管体(1)上开设有进气口(101)和排气口(102)，用于样品(7)的输入和输出，进入所述管体(1)的光线(2)能够与所述样品(7)产生拉曼散射光(3)；
贵金属层(4)，所述贵金属层(4)设置在所述管体(1)内壁上。
2.根据权利要求1所述的气体样品池，其特征在于，所述贵金属层(4)镀设在所述管体(1)内壁上。
3.根据权利要求2所述的气体样品池，其特征在于，所述贵金属层(4)为镀金层。
4.根据权利要求1所述的气体样品池，其特征在于，所述管体(1)的一侧设置有能够透光的入射窗片(5)。
5.根据权利要求1所述的气体样品池，其特征在于，还包括激光探头(6)；
所述激光探头(6)能够发射所述光线(2)到所述管体(1)内，且能够吸收所述拉曼散射光(3)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的气体样品池，其特征在于，所述管体(1)为石英管体(1)。
7.一种拉曼光谱检测平台，其特征在于，包括如权利要求1-6中任意一项所述的气体样品池。
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| CN117405651B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-22 | 武汉理工大学 | 镀铑金属毛细管及其制备方法、气体拉曼光谱检测系统 |
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