Phương pháp phổ raman lý thuyết và ứng dụng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ HÀ LÊ UYỂN NHI PHƢƠNG PHÁP PHỔ RAMAN: LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, năm 2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ HÀ LÊ UYỂN NHI PHƢƠNG PHÁP PHỔ RAMAN: LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sƣ phạm Vật lý Khóa học: 2017 – 2021 Ngƣời hƣớng dẫn:TS NGUYỄN QUÝ TUẤN Đà Nẵng, năm 2021 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN III DANH MỤC BẢNG BIỂU IV DANH MỤC HÌNH V MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .1 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHỔ DAO ĐỘNG RAMAM 1.1 Tán xạ Raman .3 1.1.1 Thuyết cổ điển tán xạ Raman 1.2.2 Thuyết lƣợng tử tán xạ Raman .7 1.2 Cộng hƣởng Raman tán xạ 10 1.3 Dao động phân tử .11 1.3.1 Khối lƣợng liên kết 11 1.3.2 Năng lƣợng dao động phân tử 12 1.3.3 Chế độ dao động 13 1.4 Nguyên tắt cấu tạo máy đo phổ Raman .14 1.4.1 Các nguồn kích thích 16 1.4.2 Hệ quang 22 1.4.3 Máy đơn sắc 25 1.4.4 Hệ thu 29 1.5 Nguyên lý hoạt động máy đo phổ raman 34 1.6 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp quang phổ Raman 34 1.6.1 Ƣu điểm 34 1.6.2 Nhƣơc điểm yếu tố ảnh hƣởng trình đo phổ 36 CHƢƠNG ỨNG DỤNG CỦA PHỔ DAO ĐỘNG RAMAN TRONG ĐỜI SỐNG 38 2.1 Ứng dụng công nghiệp sản xuất .38 2.1.1 Ứng dụng công nghiệp sơn 38 2.1.2 Ứng dụng công nghiệp nhộm 40 I 2.1.3 Ứng dụng cộng nghiệp thực phẩm 42 2.1.4 Ứng dụng cơng nghiệp hóa dầu 44 2.2 Ứng dụng giám định y khoa .46 2.3 Ứng dụng khoa học hình 51 2.4 Ứng dụng nghiên cứu môi trƣờng 52 2.4.1 Xác định ion kim loại nƣớc: 52 2.4.2 Xác định có mặt ion nitric nƣớc: 55 2.5 Một số ứng dụng khác 57 CHƢƠNG SỬ DỤNG MÁY ĐO PHỔ RAMAN ĐỂ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VI NHỰA 59 3.1 Phổ Raman phân tử nhựa chuẩn 59 3.1.1 Polypropylene (PP) .59 3.1.2 Polyethylene terephthalate (PET) .61 3.1.3 Sợi Nylon 6,12 62 3.1.4 Polyvinylchloride (PVC) 62 3.1.5 Polyethylene (PE) .63 3.1.6 High-density Polyethylene (HDPE) 64 3.1.7 Low-density Polyethylene (LDPE) .65 3.1.8 Poly(methyl methacrylate) (PMMA) 66 3.1.9 Polystyrene (PS) 67 3.1.10 Polylactide Acid (PLA) 68 3.1.11 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 69 3.1.12 Polyurethane (PU) 69 3.1.13 Ethylene vinyl acetate (EVA) 70 3.2 Phân tích thành phần số vi nhựa 71 3.2.1 Phổ Raman sợi vi nhựa 71 3.2.2 Phổ Raman sợi vi nhựa 72 3.2.3 Phổ Raman sợi vi nhựa 74 3.2.4 Phổ Raman sợi vi nhựa 76 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .80 II LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giảng viên trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Đà Nẵng, đặc biệt thầy cô khoa Vật lý tận tình bảo, giúp đỡ tơi mặt suốt q trình tơi học tập rèn luyện trƣờng Tôi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Quý Tuấn TS Đinh Thanh Khẩn quan tâm, tận tình hƣớng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu, giải đáp thắc mắc tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè ln bên động viên tơi suốt q trình học tập rèn luyện trƣờng Mặc dù cố gắng khả phạm vi cho phép thân để hồn thành khóa luận nhƣng khơng thể khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đƣợc thơng cảm góp ý tận tình q thầy bạn bè Tơi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hà Lê Uyển Nhi III DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số laser khí với bƣớc sóng hoạt động 18 Bảng 1.2: Một số đặt trƣng loại laser khác .21 Bảng 3.1: Bảng phổ Raman chuẩn Polypropylene (PP) 60 Bảng 3.2: Bảng phổ Raman Polyethylene terephthalate (PET) 61 Bảng 3.3: Bảng phổ Raman chuẩn Nylon 6,12 .62 Bảng 3.4: Bảng phổ Raman chuẩn Polyvinylchloride (PVC) 63 Bảng 3.5: Bảng phổ Raman chuẩn Polyethylene (PE) 64 Bảng 3.6: Bảng phổ Raman chuẩn High-density Polyethylene (HDPE) 65 Bảng 3.7: Bảng phổ Raman chuẩn Low-density Polyethylene (LDPE) 65 Bảng 3.8: Bảng phổ Raman chuẩn Poly(methyl methacrylate) (PMMA) 67 Bảng 3.9: Bảng phổ Raman chuẩn Polystyrene (PS) 67 Bảng 3.10: Bảng phổ Raman chuẩn Polylactide Acid (PLA) .68 Bảng 3.11: Bảng phổ Raman chuẩn Polytetrafluoroethylene (PTFE) 69 Bảng 3.12: Bảng phổ Raman chuẩn Polyurethane (PU) 69 Bảng 3.13: Bảng phổ Raman chuẩn Ethylene vinyl acetate (EVA) .70 Bảng 3.14: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa 71 Bảng 3.15: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa 73 Bảng 3.16: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa 75 Bảng 3.17: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa 77 IV DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần thu đƣợc sau có ánh sáng kích thích đến mẫu Hình 1.2: Biểu đồ mức lƣợng, quang phổ cho trình Raman tự phát kết hợp Hình 1.3: Quá trình dao động phân tử CO2 13 Hình 1.4: Máy quang phổ Raman để bàn sản xuất hãng HORIBA 14 Hình 1.5: Máy quang phổ Raman cầm tay hãng NanoRam® 15 Hình 1.6: Máy quang phổ Raman cầm tay TruScan RM hãng Thermo Scientific 15 Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo máy quang phổ Raman 16 Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo Laser khí liên tục CW 17 Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo laser Nd:YAG 20 Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo laser màu .21 Hình 1.11: Cơng suất bƣớc sóng laser màu Spectra-physic 375 21 Hình 1.12: Cấu hình tán xạ .22 Hình 1.13: Cấu hình tán xạ 23 Hình 1.14: Hệ quang học dùng để thu xạ tán xạ với gƣơng dạng Elip 23 Hình 1.15: Kính hiển vi quang phổ Raman 24 Hình 1.16: Hệ thống kính hiển vi đồng tiêu 25 Hình 1.17: Sơ đồ cấu tạo máy đơn sắc đơn 26 Hình 1.18: Sơ đồ cấu tạo máy đơn sắc đôi hiệu Spex-mode 1403/4 26 Hình 1.19: Sơ đồ cấu tạo máy đơn sắc ba hiệu Spex-mode 1877 27 Hình 1.20: Phổ Raman CCl4 (bƣớc sóng kích thích 488nm) điều kiện khác .29 Hình 1.21: sơ đồ cấu tạo ống PM 30 Hình 1.22: Đồ thị mơ tả phụ thuộc hiệu suất lƣợng tử độ nhạy quang Cathode vào bƣớc sóng 31 Hình 1.23: Sơ đồ detector CCD .33 Hình 2.1: Phổ FT-Raman đơn phân tử: (a) BA, (b) MMA, (c) AMA Bảng nhỏ thể vùng phổ C=C 38 Hình 2.2: Mật độ nối đơi C=C thay đổi theo thời gian 39 V Hình 2.3: Mối liên hệ tỉ lệ nồng độ hai dải 1450 cm-1 3450 cm-1 với mật độ chất rắn xuất trình nhũ hóa 39 Hình 2.4: Phổ FT-Raman sợi: (a) nhuộm xanh, (b) nhuộm đỏ, (c) chƣa nhuộm .41 Hình 2.5: Phổ FT-Raman (a) sợi màu xanh sau trừ cho phổ sợi chƣa nhuộm; (b) cobalt nguyên chất 42 Hình 2.6: cấu hình cis/trans acid béo chƣa no 43 Hình 2.7: Phổ FT-Raman của: (a) dầu hƣớng dƣơng; (b) dầu bắp; (c) dầu vừng; (d) dầu hạt; (e) dầu oliu 43 Hình 2.8: Phổ FT-Raman (a) đậu phộng; (b) mỡ bị; (c) bơ 44 Hình 2.9: đồ thi so sánh số iod với tỉ lệ cƣờng độ I1658/I1443 44 Hình 2.10: Phổ FT-Raman xăng (a) octan 87; (b) octan 89; (c) octan 93 45 Hình 2.11: Phổ FT-Raman (a) rƣợu; (b) xăng 87 octan; (c) xăng 90 octan 46 Hình 2.12: Phổ Raman shift Ibuprofen chuẩn .48 Hình 2.13: Phổ Raman shift Ibuprofen mẫu thử 49 Hình 2.14: Sự chồng phổ mẫu chuẩn phổ chế phẩm Ibuprofen thị trƣờng Kết cho hệ số chồng phổ lên tới 96,89% 49 Hình 2.15: Phổ Raman shift Sildenafil chuẩn .50 Hình 2.16: Phổ Raman shift Sildenafil mẫu thử 50 Hình 2.17: Sự chồng phổ mẫu chuẩn phổ chế phẩm Sildenafil thị trƣờng Kết cho hệ số chồng phổ lên tới 96,73% 51 Hình 2.18: Phổ FT-Raman số hợp chất gây nghiện: (a) heroin, (b) morphine, (c) codeine; quét 50 lần phút, độ phân giải cm-1, cơng suất 200 mW 51 Hình 2.19: Phổ FT-Raman: (a) 23% amphetamine sulfate sorbitol, (b) sorbitol nguyên chất, (c) phổ amphematine sulfate dự đoán sau trừ sorbitol, (d) phổ amphematine sulfate thu đƣợc thực tế 52 Hình 2.20: Phổ SERS (a) hỗn hợp EBT Cu2+; (b) có EBT; (c) khác biệt phổ (a) (b) 53 Hình 2.21: Đƣờng cong hiệu chuẩn để xác định nồng độ Cu2+ EBT 54 Hình 2.22: Phổ SERS (a) dd PAR; (b) có thêm Pb2+; (c) có thêm Fe3+ 54 Hình 2.23: Dạng (1) azo; (2) hydrazone thuốc nhuộm azo 55 Hình 2.24: So sánh phổ SERRS RR dung dịch (A) pH = 2; (B) pH = 12 56 VI Hình 2.25: Phổ SERRS azo dung dịch pH khác (a) pH = 12; (b) pH=7; (c) pH = 57 Hình 2.26: Xác định nồng độ nitric cƣờng độ đỉnh 1424, 1384, 1152 cm-1 .57 Hình 3.1: Phổ Raman mẫu nhựa chuẩn PP .59 Hình 3.2: Phổ Raman mẫu nhựa chuẩn PE .63 Hình 3.3: Đồ thị hổ Raman mẫu nhựa chuẩn HDPE 64 Hình 3.4: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa .71 Hình 3.5: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa .73 Hình 3.6: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa .74 Hình 3.7: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa .77 VII MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việc sử dụng phƣơng pháp phân tích phổ để nghiên cứu thành phần hóa học, tính chất hóa học mẫu trạng thái rắn, lỏng, khí ln ln đóng trị quan trọng ngành nghiên cứu Có nhiều phƣơng pháp phân tích phổ đại đƣợc sử dụng, số có phổ tán xạ Raman Quang phổ Raman đƣợc đời từ năm 30 kỉ trƣớc, nhƣng hạn chế khoa học kỹ thuật mà phát triển chậm Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật, kỹ thuật laser, quang phổ Raman ngày phát triển cho thấy nhiều ƣu Với ƣu điểm bật phân tích nhanh, khơng làm hỏng mẫu, kỹ thuật đơn giản, dễ sử dụng mang lại nhiều tiềm lớn cho ngành nghiên cứu giới, phƣơng pháp phân tích phổ Raman đƣợc áp dụng cách hiệu nhiều lĩnh vực khác nhƣ môi trƣờng, công nghiệp, pháp y, khảo cổ học,… phục vụ hiệu cho đời sống ngƣời Với điều kiện phịng thí nghiệm chuyên đề Khoa Vật Lý trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Đà Nẵng đƣợc đầu tƣ máy đo phổ Raman hãng Horiba mở hƣớng nghiên cứu đầy tiềm nhằm tăng hiệu cho việc giảng dạy nghiên cứu Từ lý chọn đề tài nghiên cứu “Phương pháp phổ Raman: lý thuyết ứng dụng” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết ứng dụng phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Nhiệm vụ nghiên cứu Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu sở lý thuyết phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu ứng dụng phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy đo phổ dao động Raman Ứng dụng phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Phạm vi nghiên cứu Sử dụng máy đo phổ Raman để xác định thành phần vi nhựa 1384-1388 [15] CH3 không đối xứng 1452 [15] CH3 không đối xứng 1749, 1763,1773 [15] C=O 2943 [15] CH3 2960, 2970 [15] CH3 không đối xứng 2995 [15] CH3 không đối xứng 3.1.11 Polytetrafluoroethylene (PTFE) Bảng 3.11 mô tả phổ Raman mẫu nhựa chuẩn Polytetrafluoroethylene (PTFE) Nhìn vào Bảng 3.11 ta thấy đỉnh đặt trƣng cho nhựa chuẩn PTFE tƣơng ứng với số liên kết dao động vật liệu Bảng 3.11: Bảng phổ Raman chuẩn Polytetrafluoroethylene (PTFE) Nhóm hoạt động Raman 2900 [16] CH2, CH3 bị kéo căng 1379 [16] CF bị kéo căng 1296 [16] CF2 đối xứng bị kéo căng 1213 [16] CC bị kéo căng 1084 [16] CF3 đối xứng bị kéo căng 735 [16] CF2 đối xứng bị kéo căng 594 [16] CF3 đối xứng bị biên dạng 386 [16] CF2 bị xoắn 291 [16] CF2 bị rung lắc 202 [16] CF2 bị rung chuyển 3.1.12 Polyurethane (PU) Bảng 3.12 mô tả phổ Raman mẫu nhựa chuẩn Polyurethane (PU) Nhìn vào Bảng 3.12 ta thấy đỉnh đặt trƣng cho nhựa chuẩn PU tƣơng ứng với số liên kết dao động vật liệu Bảng 3.12: Bảng phổ Raman chuẩn Polyurethane (PU) Nhóm hoạt động Raman 1704 [17] Ester C=O bị kéo căng, urethane amide I C=O 1611 [17] Ar bị kéo căng 1539 [17] Ar bị kéo căng, urethane amide II C-N bị kéo căng 69 1446 [17] N=C=O đối xứng bị kéo căng 1304 [17] urethane amide III C=O bị kéo căng 3.1.13 Ethylene vinyl acetate (EVA) Bảng 3.13 mô tả phổ Raman mẫu nhựa chuẩn Ethylene vinyl acetate (EVA) Nhìn vào Bảng 3.13 ta thấy đỉnh đặt trƣng cho nhựa chuẩn EVA tƣơng ứng với số liên kết dao động vật liệu Bảng 3.13: Bảng phổ Raman chuẩn Ethylene vinyl acetate (EVA) Nhóm hoạt động Raman 629 [18] OCO bị uốn cong 1068m [18] CC bị kéo căng 1086m [18] CC bị kéo căng 1102m [18] CC bị kéo căng 1126m [18] CC bị kéo căng 1295m [18] CH2 bị xoắn 1340w [18] CH2 bị rung lắc 1362w [18] CH2 bị rung lắc 1438s [18] CH2 bị uốn cong 1461m [18] CH2 bị uốn cong 1635vw [18] C=C bị kéo căng 1724w [18] CO bị kéo căng 2832vs [18] CH2 đối xứng bị kéo căng 2861vs [18] CH3 đối xứng bị kéo căng 2880s [18] CH2 bị kéo căng (2888)s [18] CH2 bị kéo căng 2895s [18] CH bị kéo căng 2913vs [18] CH2 không đối xứng bị kéo căng (2950)vw [18] CH3 không đối xứng bị kéo căng 70 3.2 Phân tích thành phần số vi nhựa Sau sử dụng máy quang phổ Raman hãng Horiba phịng thí nghiệm khoa Vật Lý trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Đà Nẵng để đo phổ Raman số sợi vi nhựa (đƣợc lấy từ khu vực kênh Phú Lộc – Đà Nẵng) cho ta kết nhƣ sau 3.2.1 Phổ Raman sợi vi nhựa Kết đo phổ Raman sợi vi nhựa đƣợc thể Hình 3.4 Nhìn vào Hình 3.4 ta thấy phổ Raman bao gồm đỉnh đặc trƣng sợi vi nhựa 1297 1131 1441 1064 1460 1418 2882 2847 1541 Hình 3.4: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa Bảng 3.14: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa Raman Nhóm hoạt động 1064 C-C không đối xứng bị kéo căng, dạng đồng phân trans 1131 C-C không đối xứng bị kéo căng, dạng đồng phân trans 1171 1297 C-C bị xoắn, pha kết tinh 1340 1371 71 CH2 bị uốn cong, vô định hình 1418 CH2 bị rung chuyển 1441 CH2 bị uốn cong, vơ định hình 1460 CH2 bị uốn cong, vơ định hình 1541 CH2 khơng đối xứng bị kéo căng vơ định hình kết 2847 tinh CH2 khơng đối xứng bị uốn cong vơ định hình kết 2882 tinh Sau xác định đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa 1, tiến hành so sách đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa với đỉnh phổ Raman loại nhựa chuẩn phần 3.1 Ta thu đƣợc nhóm dao động đỉnh phổ Raman đƣợc thể bảng 3.14 Thông qua bảng 3.14 ta thấy đỉnh phổ sợi vi nhựa trùng khớp với đỉnh phổ nhựa High-density Polyethylene (HDPE) Từ ta kết luận sợi vi nhựa thuộc loại nhựa High-density Polyethylene (HDPE) 3.2.2 Phổ Raman sợi vi nhựa Kết đo phổ Raman sợi vi nhựa đƣợc thể Hình 3.5 Nhìn vào Hình 3.5 ta thấy phổ Raman bao gồm đỉnh đặc trƣng sợi vi nhựa 72 1528 1340 1143 835 1445 1306 2882 2853 Hình 3.5: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa Bảng 3.15: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa Raman Nhóm hoạt động 835 953 1007 1062 CH2 bị kéo căng, -trans –(CH2)n– 1108 1143 1159 1187 1306 C-C bị kéo căng CH2 bị xoắn kết tinh dị hƣớng 1340 1445 CH2 bị rung lắc, vơ định hình 1528 2853 CH2 không đối xứng bị kéo căng vô định hình kết 73 tinh CH2 khơng đối xứng bị uốn cong vơ định hình kết 2882 tinh Sau xác định đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa 2, tiến hành so sách đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa với đỉnh phổ Raman loại nhựa chuẩn phần 3.1 Ta thu đƣợc nhóm dao động đỉnh phổ Raman đƣợc thể bảng 3.15 Thông qua bảng 3.15 ta thấy số đỉnh phổ sợi vi nhựa trùng khớp với đỉnh phổ nhựa Low-density Polyethylene (LDPE) Từ ta kết luận sợi vi nhựa bao gồm loại nhựa Low-density Polyethylene (HDPE) số thành phần khác 3.2.3 Phổ Raman sợi vi nhựa Kết đo phổ Raman sợi vi nhựa đƣợc thể Hình 3.6 Nhìn vào Hình 3.6 ta thấy phổ Raman bao gồm đỉnh đặc trƣng sợi vi nhựa 844 811 399 1460 1331 1155 1000 974 173 456 319 527 1220 1039 2881 2904 2965 2923 2839 2952 Hình 3.6: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa 74 Bảng 3.16: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa Nhóm hoạt động Raman 130 173 211 254 CH2 bị rung lắc, CH bị uốn cong 319 CH2 bị rung lắc 399 CH2 bị rung lắc, CH bị uốn cong 456 CH2 bị rung lắc 527 CH2 bị rung lắc, C-CH3 bị kéo căng, CH2 bị rung chuyển 811 CH2 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng, C-CH3 bị kéo căng 844 CH2 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng, C-CH3 bị kéo căng, CH3 bị rung chuyển 901 CH3 bị rung chuyển, CH2 bị rung chuyển, CH bị uốn cong 942 CH3 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng 974 CH3 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng 1000 CH3 bị rung chuyển, CH bị uống cong, CH2 bị rung lắc 1039 C-CH3 bị kéo căng, C-Cmạch bị kéo căng, CH bị uốn cong 1104 C-Cmạch bị kéo căng, CH3 bị rung chuyển, CH2 bị rung lắc, CH bị xoắn, CH bị uốn cong 1155 C-Cmạch bị kéo căng, C-CH3 bị kéo căng, CH bị uốn cong, CH3 bị rung chuyển 1220 CH2 bị xoắn, CH bị uốn cong, C-Cmạch bị kéo căng 1257 CH bị uốn cong, CH2 bị xoắn, CH3 bị rung chuyển 1297 CH2 bị rung lắc, CH bị uốn cong, CH2 bị xoắn 1331 CH bị uốn cong, CH2 bị xoắn 1360 CH3 bất đối xứng bị uốn cong, CH bị uốn cong 75 1437 CH3 bất đối xứng bị uốn cong 1460 CH3 bất đối xứng bị uốn cong, CH2 bị uốn cong 1556 1575 1595 CH2 bất đối xứng bị kéo căng 2839 2865 2881 CH3 bất đối xứng bị kéo căng 2904 CH bị kéo căng 2923 CH2 bất đối xứng bị kéo căng 2952 CH3 bất đối xứng bị kéo căng Sau xác định đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa 3, tiến hành so sách đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa với đỉnh phổ Raman loại nhựa chuẩn phần 3.1 Ta thu đƣợc nhóm dao động đỉnh phổ Raman đƣợc thể bảng 3.16 Thông qua bảng 3.16 ta thấy đỉnh phổ sợi vi nhựa trùng khớp với đỉnh phổ nhựa nhựa Polypropylen Từ ta kết luận sợi vi nhựa thuộc loại nhựa Polypropylen 3.2.4 Phổ Raman sợi vi nhựa Kết đo phổ Raman sợi vi nhựa đƣợc thể Hình 3.7 Nhìn vào Hình 3.7 ta thấy phổ Raman bao gồm đỉnh đặc trƣng sợi vi nhựa 76 1530 1342 1453 1144 844 1217 810 955 1309 1610 2884 2925 2841 2954 Hình 3.7: Đồ thị phổ Raman sợi vi nhựa Bảng 3.17: Bảng phổ Raman sợi vi nhựa Nhóm hoạt động Raman 810 CH2 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng, C-CH3 bị kéo căng 844 CH2 bị rung chuyển, C-Cmạch bị kéo căng, C-CH3 bị kéo căng, CH3 bị rung chuyển 899 CH3 bị rung chuyển, CH2 bị rung chuyển, CH bị uốn cong 955 977 CH3 bị rung lắc, C-Cmạch bị kéo căng 1007 CH3 bị rung lắc, CH bị uốn cong, CH2 bị rung lắc 1038 C-CH3 bị kéo căng, C-Cmạch bị kéo căng, CH bị uốn cong 1110 1144 77 1197 1217 CH2 bị xoắn, CH bị uốn cong, C-Cmạch bị kéo căng 1309 CH2 bị rung lắc, CH2 bị xoắn 1342 CH3 không đối xứng bị uốn cong, CH2 bị uốn cong 1453 1530 2841 CH2 không đối xứng bị kéo căng 2884 CH2 không đối xứng bị kéo căng 2923 CH2 không đối xứng bị kéo căng 2954 CH3 không đối xứng bị kéo căng Sau xác định đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa 4, tiến hành so sách đỉnh phổ Raman sợi vi nhựa với đỉnh phổ Raman loại nhựa chuẩn phần 3.1 Ta thu đƣợc nhóm dao động đỉnh phổ Raman đƣợc thể bảng 3.17 Thông qua bảng 3.17 ta thấy số đỉnh phổ sợi vi nhựa trùng khớp với đỉnh phổ nhựa Polypropylene, Polyethylene Từ ta kết luận sợi vi nhựa bao gồm nhựa Polypropylene, Polyethylene số thành phần khác 78 KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, sau tiến hành nghiên cứu thực nghiệm thu đƣợc kết sau: - Tìm hiểu đƣợc kiến thức sở lý thuyết phổ dao động Raman bao gồm: Hiện tƣợng tán xạ Raman, nguyên tắc cấu tạo, nguyên lý hoạt động phổ Raman, ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp đo phổ Raman - Tìm hiểu đƣợc số ứng dụng quan trọng phổ Raman đời sống - Thu thập đƣợc phổ Raman số loại nhựa chuẩn phổ biến - Xác định đƣợc thành phần số loại vi nhựa phƣơng pháp đo phổ dao động Raman 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] John R Ferraro, Kazuo Nakamoto, Chris W Brown (2003), “Introductory Raman Spectroscopy”, pp 95-117, 207-263, 295-324, 325-361 [2] Dustin W Shipp, Faris Sijab, Ioan Notingher (2017), “Raman spectroscopy: Techniques and applications in the life sciences”, pp 2-15 [3] K M Muhammed Shameem, Khoobaram S Choudhari, Aseefhali Bankapur, Suresh D Kulkarni, V K Unnikrishnan, Sajan D George, V B Kartha, C Santhosh (2017), “A hybrid LIBS-Raman system combined with chemometrics: an efficient tool for plastic identification and sorting” [4] Erik Andreassen (1999), “Infrared and Raman spectroscopy of polypropylene” [5] Th Lippert, F Zimmermann, A Wokaun (1993), “Surface Analysis of Excimerlaser-Treated Polyrthylene-Terephthalate by Surface-Enhanced Raman Scattering and X-Ray Photoelectron Spectroscopy” [6] C Menchaca, B Manoun, G Mar tınez-Barrerac, V.M Castan˜ od, H Lo´ pezValdivia (2006), “In situ high-temperature Raman study of crystalline nylon 6,12 fibers gamma-irradiated in argon atmosphere” [7] K A Prokhorov, D A Aleksandrova, E A Sagitova, G Yu Nikolaeva, T V Vlasova, P P Pashinin, C A Jones, S J Shilton (2016), “Raman Spectroscopy Evaluation of Polyvinylchloride Structure” [8] Tsuyoshi Furukawa, Harumi Sato, Yasuo Kita, Kimihiro Matsukawa, Hiroshi Yamaguchi, Shukichi Ochiai, Heinz W Siesler, Yukihiro Ozaki (2006), “Molecular Structure, Crystallinity and Morphology of Polyethylene/Polypropylene Blends Studied by Raman Mapping, Scanning Electron Microscopy, Wide Angle X-Ray Diffraction, and Differential Scanning Calorimetry” [9] Takumitsu Kida, Yusuke Hiejima, Koh-Hei Nitta (2016), “Raman Spectroscopic Study of High-density Polyethylene during Tensile Deformation” [10] D J Silva, H Wiebeck (2018), “Predicting LDPE/HDPE blend composition by CARS-PLS regression and confocal Raman spectroscopy” [11] K J Thomas, M Sheeba, V P N Nampoori, C P G Vallabhan, P Radhakrishnan (2008), “Raman spectra of polymethyl methacrylate optical fibres excited by a 532 nm diode pumped solid state laser” 80 [12] Michael Mazilu, Anna Chiara De Luca, Andrew Riches, C Simon Herrington, Kishan Dholakia (2010), “Optimal algorithm for fluorescence suppression of modulated Raman spectroscopy” [13] Guoguang Sun (2007), “Surface-enhanced Raman Spectroscopy Investigation of Surfaces and Interfaces in Thin Films on Metals” [14] Shichao Zhu, Zhuoming Song, Shengyu Shi, Mengmeng Wang, Gang Jin (2019), “Fusion of Near-Infrared and Raman Spectroscopy for In-Line Measurement of Component Content of Molten Polymer Blends” [15] Kurniawan Yuniarto, Yohanes Aris Purwanto, Setyo Purwanto, Bruce A Welt, Hadi Karia Purwadaria, Titi Candra Sunarti (2015), “Infrared and Raman Studies on Polylactide Acid and Polyethylene Glycol-400 Blend” [16] Judith Mihály, Silvana Sterkel, Hugo M Ortner, László Kocsis, László Hajba, Éva Furdyga, János Minka (2006), “FTIR and FT-Raman Spectroscopic Study on Polymer Based High Pressure Digestion Vessels” [17] Tejendra K.Gupta, Bhanu P.Singh, Sanjay R.Dhakate, Vidya N Singh, Rakesh B Mathur (2013), “Improved Nanoindentation and Microwave Shielding Properties of Modified MWCNT Reinforced Polyurethane Composites” [18] C Peike, T Kaltenbach, K A WeiB, M Koehl (2011), “Non-destructive degradation analysis of encapsulants in PV modules by Raman Spectroscopy” Tiếng Việt [19] Nguyễn Thị Mai Linh, “Tổng quan số ứng dụng quang phổ Raman kiểm nghiệm dược phẩm”, Trƣờng đại học Dƣợc Hà Nội, 2014 81 Ý KIẾN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN Ý kiến: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo Đà nẵng , ngày 19 tháng 05 năm 2021 NGƢỜI HƢỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) 82 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN TƯỜNG TRÌNH BỔ SUNG, SỬA CHỮA KHĨA LUẬN Họ tên sinh viên: Hà Lê Uyển Nhi Ngành: Sư phạm Vật lí Khóa: 2017 - 2021 Tên đề tài khóa luận: Phương pháp phổ Raman: Lý thuyết ứng dụng Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quý Tuấn Ngày bảo vệ khóa luận: 17/05/2021 Sau tiếp thu ý kiến Hội đồng bảo vệ khóa luận họp ngày 17/05/2021, chúng tơi giải trình số nội dung sau: Những điểm bổ sung, sửa chữa : - Điều chỉnh số lỗi tả, văn phong thích tài liệu tham khảo - Làm rõ nội dung chương 3: Sử dụng máy đo phổ Raman để xác định thành phần vi nhựa Những điểm bảo lưu ý kiến, không sửa chữa, điều chỉnh (nếu có) lý sau: Khơng Cán hướng dẫn xác nhận - Đã kiểm tra luận văn lỗi sau chỉnh sửa Đà Nẵng, ngày 19 tháng 05 năm 2021 Sinh viên Xác nhận BCN Khoa Xác nhận khóa luận sau chỉnh sửa đồng ý cho sinh viên nộp lưu chiểu ... ? ?Phương pháp phổ Raman: lý thuyết ứng dụng? ?? Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết ứng dụng phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Nhiệm vụ nghiên cứu Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu sở lý thuyết phƣơng pháp. .. đo phổ dao động Raman Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu ứng dụng phƣơng pháp đo phổ dao động Raman Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy đo phổ dao động Raman Ứng. .. 2.1.1 Ứng dụng công nghiệp sơn 38 2.1.2 Ứng dụng công nghiệp nhộm 40 I 2.1.3 Ứng dụng cộng nghiệp thực phẩm 42 2.1.4 Ứng dụng cơng nghiệp hóa dầu 44 2.2 Ứng dụng giám