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4月28日,中国科学院大连化学物理研究所和北京卓立汉光仪器有限公司“紫外-可见区拉曼光谱仪技术”技术转让合同正式签字在京举行。参加签字仪式的有大连化物所李灿院士、冯兆池研究员;卓立汉光公司苏大明厂长等。 这是自4月8日中国科学院大连化学物理研究所和北京卓立汉光仪器有限公司共同成立“现代仪器联合实验室”后的又一重要合作。标志着双方的合作再上台阶。 李灿院士是中国科学院大连化学物理研究所研究员、催化基础国家重点实验室主任,中法催化联合实验室中方主任,中国科学院大连化学物理研究所学位委员会主任。中国化学会催化委员会主任、中国物理学会光散射委员会主任、国际催化学会理事会副主席、英国皇家化学会Fellow。2003年当选中国科学院院士、2005年当选第三世界科学院院士。辛勤耕耘,不断进取, 李灿院士和他领导的试验室取得了多项重大科技成果。是在国际上最早利用紫外拉曼光谱应用于催化研究, 筹建了具有自主知识产权的国内第一台用于催化材料研究的紫外共振拉曼光谱仪,获得国家发明二等奖。激光拉曼光谱是一项重要的现代分子光谱技术,是研究物质分子结构的强有力工具,已应用于物理、化学、材料、生物、环境和能源等各个领域中。可见激光作为激发光源的常规拉曼光谱由于存在灵敏度低和荧光干扰的困难,使许多领域的拉曼光谱研究工作无法开展。紫外激光拉曼光谱能成功地避开了荧光干扰大幅度提高了灵敏度,是进行催化、材料和生物等领域原位光谱研究的强有力的手段。例如,在过渡金属杂原子分子筛、担载型高分散过渡金属氧化物催化剂、催化剂表面积炭失活以及固体氧化物超强酸体系等多个研究领域中,陆续取得了一系列引人注目的研究成果。通过紫外共振拉曼光谱首次获得了TS-1分子筛中有关骨架钛物种存在的直接证据。紫外拉曼光谱的另一重大应用研究领域是生物科学。利用深紫外拉曼光谱可以获得蛋白氨基酸残基之间的相互作用,辽宁信息网蛋白质的二级结构,如蛋白的折叠和解折叠,蛋白质侧链的构象变化等重要结构信息。北京卓立汉光仪器有限公司于2000年首先推出国内第一台量产型三光栅光谱仪,通过不断努力,卓立的光谱仪系列产品已经拥有了多种规格的光谱仪和配套完善的光谱仪组件。成为国内知名的仪器生产厂商,其中光谱仪有Omni-λ、PalmSpeZ、SSM 三个系列;光谱仪组件包括:多种光源和相应的电源、各种探测器、样品室、数字采集器、光子计数器及连接附件。形成了产品模组化,配套齐全,灵活性强,自动化程度高,软件实用,可组成各种光谱仪应用系统,多年来已经为多个科研院所配置开发了多套如(● 光源(灯,LED,LCD, PDP等)特性(辐射光谱、色座标、相关色温、显色指数等)光谱测试系统;● 光学/光纤元器件,材料透射率光谱、反射率光谱系统;● 光电探测器(或CCD)的光谱响应测量系统;● 发射(Emission)光谱系统;● 吸收(Absorption)光谱系统;● 荧光(Fluorescence)光谱仪系统;● 拉曼(Raman)光谱系统;● LIBS - Laser-Induced Breakdown Spectroscopy 光谱仪系统;● LIF Laser Induced Fluorescence光谱仪系统;● 环境监测光谱仪分析系统;● 镀膜监测光谱仪分析系统。)光谱系统;现在产品已经成功登陆欧美市场,并与多家国外光电公司建立了合作关系。这次技术转让使双方共同得益,大连化物所通过转让使得科研成果确实的转变成产品,实现了为提升中国科学仪器的设计生产水平并进一步研发具有国际先进水平的仪器设备,为国家科学仪器的研究与生产的现代化做出贡献宏愿的第一步。卓立汉光通过转让使得光谱产品线日趋完善,可以为客户提供更多的服务,同时也为赶超国际水平,迈出了坚实的一步;签字仪式结束后,李院士一行饶有兴趣的参观了卓立汉光的研发部、光谱试验室以及全部生产线。
紫外拉曼光谱仪研制和在催化研究中的应用“UV Raman Spectrograph and Its Applications in Catalysis 拉曼光谱是鉴定物质分子结构的有力工具,它已应用于化学、物理、生物和材料科学等领域。传统的拉曼光谱在可见区极易产生荧光,而荧光的强度往往是拉曼强度的几万倍乃至百万倍,因此常规拉曼光谱受到荧光的严重干扰,常常得不到拉曼光谱。这一难题成为拉曼光谱应用的主要制约因素。传统拉曼光谱的另一个弱点是其本征灵敏度很低,这也限制了它的广泛应用。 上述两个难题在催化研究中尤其突出,因为催化剂表面极易产生荧光,特别是有碳氢物种存在时,表面荧光往往非常强,而绝大部分石油化工过程的催化剂在工作状态下不可避免地生成各种表面碳氢物种。所以,消除或避开表面荧光的干扰和提高灵敏度是拉曼光谱成功应用于原位催化研究的关键所在。 针对荧光干扰和灵敏度低这两个难题,提出研制采用连续波紫外激光作为激发光源的紫外拉曼光谱仪的想法,克服一系列实验上的困难,于1997年建成我国第一台紫外拉曼光谱仪并将其应用于催化研究。 经过大量的实验和理论分析,发现催化剂表面的荧光主要出现在可见区,即300-700nm。因此将激发波长从可见区移开,则有可能避开荧光干扰。我们提出将激发波长从传统拉曼光谱的可见或近红外向紫外和深紫外波段位移以避开催化剂表面荧光干扰的想法,即研制采用紫外激光作为光源的紫外拉曼光谱仪。从理论上分析紫外拉曼光谱有以下几个优势:①由于荧光主要出现在可见区,将激发波长向紫外波段移可以有效地避开荧光;②由于光散射强度与波长的四次方成反比,将激发波长向紫外区移可以提高灵敏度;③很多化合物的电子吸收带在紫外区,因此可以进行紫外共振拉曼光谱,使仪器灵敏度提高几个数量级。 在上述想法的基础上,结合催化原位研究,采用紫外激光光源、三光栅和紫外区灵敏的CCD探测器研制了收集紫外拉曼散射光的椭圆内反射镜、外光路系统和催化研究的高温高压装置、用于催化反应研究的特殊拉曼光谱池以及适用于动态和原位紫外拉曼研究的吸附和原位反应装置。最后,研制成功用于催化原位研究的紫外拉曼光谱仪。
紫外光谱仪的原理