EN

操纵

APPLICATION

拉曼在粉尘检测范畴的操纵

拉曼在粉尘检测范畴的操纵
 

弁言
 

任务场合氛围中含有大于10%游离二氧化硅的粉尘俗称矽尘,持久打仗矽尘会致使矽肺,这是我国*为严峻的职业病,职业性吸入结晶二氧化硅对人类具备致癌感化[1-4]。今朝我国任务场合氛围中粉尘游离二氧化硅含量测定体例有三种[1]:焦磷酸法(分量法)、红外分光光度法、X射线衍射法。焦磷酸品德法是现行操纵的首选体例,因操纵装备简略,易于操纵而遍及接纳,但该体例存在操纵步骤烦琐、耗时长和偏差不易节制等题目。红外分光光度法经由过程丈量其吸光度停止丈量,只能操纵于结晶型二氧化硅的含量,并且因仪器高贵、操纵请求高档缘由,在下层很少操纵。

拉曼光谱是份子振动的指纹谱,差别的物资份子具备差别的振动频次,是以常作为物资辨认的首要按照,具备无需样品制备、活络度高、反复性好等上风。便携式拉曼光谱手艺的商品化也大大下降了任务本钱,使其在一线任务出产中作为粉尘定性、定量的疾速检测阐发手腕成为能够。本文经由过程拉曼光谱仪定量阐发二氧化硅粉尘样品,经由过程尝试证实其在粉尘范畴操纵的可行性。
 

阐发
 

游离二氧化硅按晶体布局分为结晶型(crystalline)、隐晶型(crypto crystalline)和无定型(amorphous)三种,晶体布局差别,致纤维化才能各别,顺次为结晶型>隐晶型>无定型,职业卫生范畴所称的“游离二氧化硅”是专指结晶二氧化硅。凡是煤尘巨细在5um以下时,这些煤尘的90%都将堆积于呼吸功效构造上,诸如气管、肺泡等,致使肺泡等部位组成充血反映,*终组成尘肺病。尘肺病较为严峻时,会慢慢好转成为肺芥蒂,极易致使灭亡。是以,矿井煤尘已对煤矿工人的安康组成庞大的要挟,是煤矿工人的首要职业病之一,也是风险中国工人安康*严峻的职业病之一,累计确诊病例总量居天下各行业首位,尘肺病年灭亡人数远高于同期出产变乱人数[4]。

粉尘中游离二氧化硅的含量与尘肺癌的产生成长有着紧密亲密的干系,以是周全把握并做好游离二氧化硅的含量监测,对有用防备节制职业病的产生尤其首要。本文经由过程拉曼光谱仪定量阐发二氧化硅粉尘样品,为粉尘检测供给新的检测手艺与思绪。
 

尝试

尝试装备:“Finder One”微区激光拉曼光谱仪(北京卓立汉光仪器无限公司);激光光源为532nm,激光功率为10mw;接纳点扫描体例,光栅为600g/mm,分辩率2cm-1;接纳100倍显微物镜收罗旌旗灯号,积分时候为5s,累计次数3次。仪器如图1所示:

图1  Finder One微区激光拉曼光谱仪
 

样品:按照差别品德比设置装备摆设的二氧化硅粉末、刚玉夹杂组分共5份,A1-A5二样化硅粉末含量顺次为20%,40%,60%,80%,99%,刚玉样品1份作为对照样品。
 

成果阐发
 

二氧化硅粉末样品拉曼特点峰位于129 cm-1,209 cm-1,265 cm-1,393 cm-1,456 cm-1等。600-800cm-1有2个强度较弱的窄带,属Si-O-Si对称伸缩振动,100-600cm-1属Si-O曲折振动[5, 6]。


A5样品99%以上为二氧化硅,其拉曼光谱图如图2所示
 

图2  A5样品的拉曼光谱图如图
 

刚玉样品的拉曼光谱如图3所示
 

图3  刚玉样品的拉曼光谱图如图


经尝试考证发明,能够经由过程二氧化硅特点峰(465cm-1),与刚玉样品拉曼特点峰(415cm-1)接纳峰面积比法停止定量阐发二氧化硅样品的含量,A1-A5样品的拉曼光谱如图4所示:

 

图4  A5样品-空缺样品的拉曼光谱对照图


接纳峰面积比法处置数据,其拟合曲线如图4所示。
 

图4  峰面积比法拟合曲线
 

从图中能够发明,跟着二氧化硅含量的增添,峰面积比呈线性增添,是以,经由过程成立规范曲线,能够精确、高效的取得粉尘中二氧化硅含量。
 

论断
 

在各种施工厂合中,粉尘中游离二氧化硅的含量若是超标,则能够给打仗职员带来倒霉的影响。拉曼光谱手艺能够定量阐发二氧化硅含量,便携式拉曼光谱手艺的商品化也大大下降了任务本钱,使其在一线任务出产中作为粉尘定性、定量的疾速检测阐发手腕成为能够,经由过程拉曼光谱手艺及时、现场监控粉尘中游离二氧化硅含量的测定也就有了首要意思。
 

参考文献
 

[1] 赵淑岚. 二氧化硅粉尘检测与评估中的题目切磋[J]. 中国财产杂质, 2016, 29(5): 391-392.
[2] 陈和生, 孙振亚, 邵景昌. 八种差别来历二氧化硅的红外光谱特点研讨[J]. 硅酸盐传递, 2011, 30(4): 934-937.
[3] 桑圣凯, 周文正, 刘兴鲁等. 粉尘中游离二氧化硅的几点思虑[J]. 中国卫出财产, 2017, 184-186.
[4] 吴玮涛, 郑迪, 王馨等. 红外分光光度法测定矿尘中游离二氧化硅的含量体例探讨[J]. 宁静服装论坛t.vhao.net, 2018, 119: 22-25.
[5] 李继红, 林劲畅, 董鹍等. “石林彩玉”的辨认与判定[J]. 山东农业大学学报, 2017, 48(6): 849-852.
[6] 陈木子. 操纵拉曼光谱疾速无损判定翡翠[J]. 光谱尝试室, 2013, 30(3): 1234-1237.