应用分享 | 532nm拉曼光谱仪在煤燃烧中的应用

拉曼光谱作为***种快速、高精度、无损的分析工具，可用于分析从气体到固体、从非原位到原位、从有机大分子到矿物的样品。它已被证明是表征含碳固体燃料(CSFs)及其热转化产物的有力工具。

热化学转化过程(tcp)为利用或转化有价值的产品或能源提供了主要的技术途径，其***般包括热解、液化、气化和燃烧四种工艺技术。充分了解tcp的主要目标是优化该过程，以提高效率并减少不需要的副产品。基本步骤是表征原料的结构，确定反应过程中形成的化学物质，并分析***终产物，这些都需要强大的分析方法。

拉曼光谱是***种分子振动光谱学，起源于非弹性散射(也称为拉曼散射)。当光照射在物质上时，光子可以直接穿过分子而不发生相互作用，也可以被吸收或散射。在散射过程中，电子被照射到虚振动状态，即不稳定状态，然后光子被迅速辐射出去。当被辐射光子的频率与被辐射光子的频率相同时，发生瑞利散射。相反，会发生拉曼散射。当辐射光子频率低于被辐射光子频率(红移)时，这种散射过程称为斯托克斯（Stokes）散射。反之，称为反Stokes散射。由于Stokes散射比反Stokes散射更强烈，因此通常以拉曼光谱的形式检测Stokes散射，并用于CSFs的结构分析。拉曼光谱可以准确地检测煤炭等含炭固体燃料的成分及燃烧状态。

1. 微观结构表征：532 nm拉曼光谱仪可以分析煤的成分、判断煤的成熟度。煤是复杂化学结构的混合物，原煤中存在烷烃、氧官能团、小芳环、交联结构连接的大芳环体系、小石墨微晶，甚至石墨结晶等结构。在原煤的拉曼光谱中，D和G波段是主要的，可以反映煤的特定构造信息。煤阶是决定煤在工业上应用的关键参数，它直接决定了煤的热转化过程。

1. 高精度和非破坏性：拉曼光谱能够以高精度、非破坏性的方式分析煤及其燃烧产物的化学和物理结构。

2. 实时监测：能够在线、原位实时监测燃烧过程中产生的气体和固体产物，提供及时的反应机制信息。

3. 广泛应用：适用于多种煤样品和燃烧条件，具有广泛的应用前景。通过这些***新的方法和技术，研究人员能够更深入地理解煤燃烧过程中的复杂化学反应和结构演变，有助于优化燃烧技术，提高能源利用效率，减少污染物排放。

总之，532nm拉曼光谱仪在煤炭燃烧研究中发挥了重要作用，提供了宝贵的实时数据和结构信息，有助于优化燃烧技术和减少污染物排放。