1064nm便携式拉曼光谱仪在水泥助磨剂研究中的应用

2023-05-08 21:45:34 上海如海光电科技有限公司

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研究背景


中国作为水泥生产大国，产量连续多年稳居世界第一。水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，能够提高水泥台时产量，降低粉磨电耗，对水泥各龄期的强度都有提升作用。此外水泥助磨剂还可以改善水泥颗粒分布，减少熟料使用比例，降低水泥生产成本。“节能降耗”成为水泥生产过程中的重要课题，因此研究水泥助磨剂对我国有着重要意义。目前，国内水泥助磨剂主要分为，液体助磨剂和固体助磨剂，基本成分大都属于胺类、醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类体物质，例如三乙醇胺、二乙醇胺、乙二醇、木质素磺酸盐、甲酸、硬脂酸、油酸、尿素、十二烷基笨磺酸钠等。
拉曼光谱检测快速，简单，可重复，非接触性和无损性检测等优势，目前已广泛应用于珠宝鉴定、食品安全、国防安全、化工、医药等各个领域。

国家统计局数据显示，近年来国内水泥年产量维持在22亿吨左右，2020年为23.95亿吨，2021年是23.63亿吨。相应的水泥助磨剂的需求也增长明显，据测算2021年我国水泥助磨剂需求量为217.8万吨，其中粉体助磨剂需求量为82.4万吨，液体助磨剂需求量为135.4万吨。

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测试样品及实验仪器搭建


本次检测使用如海光电Protman1064便携式微型拉曼光谱仪，搭配液体测量支架进行拉曼检测。

1.测试样品

2.仪器搭建

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实验结果


使用1064nm便携式拉曼光谱仪对A、B两种水泥助磨剂进行检测，测试结果如图1、图2所示。结果表明，可以使用该设备采集到A、B两种水泥助磨剂的拉曼信号。其中，水泥助磨剂A的拉曼特征位移主要在871、1070、1286、1462cm-1；水泥助磨剂B的拉曼特征位移主要在347、524、775、855、1006、1070、1129、1462、1604、1666cm-1。两种水泥助磨剂拉曼谱图区别明显，可据此分辨两种水泥助磨剂。此外两种水泥助磨剂均含有1070cm-1和1462cm-1两处拉曼特征位移点，与三乙醇胺拉曼特征位移相吻合。

图1 水泥助磨剂A拉曼光谱

图2水泥助磨剂 B拉曼光谱

图3三乙醇胺拉曼光谱

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1、产品简介

Portman1064是一款便携式高灵敏度高信噪比制冷的拉曼光谱仪，其内部采用InGaAs阵列探测器，并采用色散型的光学设计，提高了探测器的灵敏度，让仪器具备了捕捉微弱拉曼信号的能力。
相比于785nm、532nm拉曼光谱仪，1064nm对于组织等生物样品的破坏性更小， 避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064nm相对于可见段的532nm、785nm具备更好的穿透性， 可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。

2、产品特点

【1】宽积分时间：积分时间可以从8mS30min设定；
【2】高稳定性： 峰值波动RMS<1% @2hrs;
【3】良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；
【4】高分辨：相对于同类产品， 优化的光路设计和512pixels可以提供15-18cm-1 的分辨率。 

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