碳材料G峰和D峰是多少,碳材料的G峰和D峰分别是多少？
关于碳材料的G峰和D峰分别是多少？
1. 碳材料的G峰和D峰是什么？
G峰代表着结晶度较高的石墨晶格振动，是典型的sp2杂化碳键振动
D峰则代表着非晶、或微小结晶度的disodered碳材料中sp3不完整杂化碳键振动。
2. 如何检测碳材料中G峰和D峰？
Raman光谱法可用于检测出本征Raman模式（即G, D 峰）。
使用X射线光电子能谱技术（XPS）。
3. G峰与D峰之比反映了什么？
G/D值可以提供一些重要信息，如：
涉及结构确定方面（纯净化学计量比例下的I(D)/I(G)随着样品形成程度递增而增加）
由于其对应阻抗、导电性质等物理特性，因此这些比率在评估样品质量及演示半导体行为时也会有重大作用。
总结：
可见，在研究新型功能碈基础性能以及快速筛选最佳制备条件方面，G和D峰相对强度值的考虑是十分重要的。同时，在材料表征过程中需要配合其他技术手段使用，才能全面了解碳材料的结构与性质。
碳纳米管的D峰和G峰是什么意思
那是Raman的表征
拉曼数据库每个峰对应的官能团
拉曼数据库在物质鉴定和化学分析方面具有重要的作用。
关于拉曼数据，我们一般会关注两个峰的位置，分别是D峰和G峰。
D峰和G-峰均是C原子晶体的 Raman特征峰，分别在1350cm-1和 1580 cm-1附近，D峰反应的是晶格的碳缺陷，G峰反应的是材料的碳化程度。
I(D) / I(G) 是 D峰和G峰的强度比，也有文献用面积比代表，这个比值越大，代表C原子晶体的缺陷悔敬比较多。
一般拉曼提供的是txt数据，需要用到origin作图：
（1）拿到数据导入Origin做图。
（2 ） Analysis（分析）——Peaks and baseline（峰值及基线）——Multiple peak fit（多峰拟合）——Open dialog（打开对话框）B曲线，就选择B即可，Peak function是选择分峰模型，一般选择Gauss模型。点击ok。
（3） 鼠标饥前州左键双击峰顶端，会出现已经选择两个峰的提示，然后点击Fit，匹配分峰。
（4）出现峰的信息，点击Graph，回到作图界面。会出现Peak1是D峰，Peak2是G峰，不同颜色曲线是拟合出的峰型，Y0是D峰峰高，Xc是烂蔽横坐标，A是面积，FWHM是半高宽。
拉曼光谱图怎么分析氧化硒掺杂石墨
2004年英国曼彻斯特大学的A.K.Geim领导的小组首次通过机械玻璃的方法成功制备了新型的二维碳材料-石墨烯（graphene）。自发现以来，石墨烯在科学界激起了巨大的波澜，它在各学科方面的优异性能，使其成为近年来化学、材料科学、凝聚态物理以及电子等领域的一颗新星。
就石墨烯的研究来说，确定其层数以及量化无序性是至关重要的。激光显微拉曼光谱恰好就是表征上述两种性能的标准理想分析工具。通过测量石墨烯的拉曼光谱我们可以判断石墨烯的层数、堆垛方式、缺陷多少、边缘结构、张力和掺杂状态等结构和性质特征。此外，在理解石墨烯的电子声子行为中，拉曼光谱也发挥了巨大作用。
石墨烯的典型拉曼光谱图
石墨烯的拉曼光谱由若干峰组成，主要掘猜蔽为G峰，D峰以及G’峰。G峰是石墨烯的主要特征峰，是由sp2碳原子的面内振动引起的，它出现在1580cm-1附近，该峰能有效反映石墨烯的层数，但极易受应力影响。D峰通常被认为是石墨烯的无序振动峰，该峰出现的具体位置与激光波长有关，它是由于晶格振动离开布里渊区中心引起的，用于表兆族征石墨烯样品中的结构缺陷或边缘。G’峰，也被称为2D峰，是双声子共振二阶拉曼峰，用于表征石墨烯样品中碳原子的层间堆垛方式，它的出峰频率也受激光波长影响。举例来说，图1[1]为514.5nm激光激发下单层石墨烯的典型拉曼光谱图。其对应的特征峰分别位于1582cm-1附近的G峰和位于2700cm-1左右的G’峰，如果石墨烯的边缘较多或者含有缺陷，还会出现位于1350cm-1左右的D峰，以及位于1620cm-1附近的D’峰。
图1 514nm激光激发下单层石墨烯的典型拉曼光谱图[1]
当然对于sp2碳材料，除了典型的拉曼G峰，D峰以及G’峰，还有一些其它的二阶拉曼散射峰，大量的研究表明石墨烯含有一些二阶的和频与倍频拉曼峰，这些拉曼信号由判州于其强度较弱而常常被忽略。如果对这些弱信号的拉曼光谱进行分析，也可以很好地对石墨烯中的电子-电子、电子-声子相互作用及其拉曼散射过程进行系统的研究。
激光拉曼光谱在有机显微组分研究中的初步应用
鲍 芳1，2 李志明1 张美珍1 王汝成2
（1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡 214151；2.南京大学地球科学与工程学院，江苏南京 210093）
摘 要 由于激光拉曼光谱能对碳物质的结构有序程度进行研究，并且能够评价碳物质中存在的结构缺陷，因此可从分子水平上研究认识有机显微组分的性质。而煤岩显微组分分析一直以人工测试为主，受人为因素影响较大，不同研究者往往因其对煤岩显微成分的结构、形态、颜色的辨别能力不完全相同嫌大碧，对煤岩显微组分分析的结果也有所差异。该文对烃源岩中主要的三种显微组分的拉曼光谱特征及其归属进仿纤行了初步研究，并比较了不同成熟度样品中各个显微组分的拉曼光谱参数变化，寻找利用拉曼光谱快速有效的识别煤及岩样中的不同显微组分的方法。初步的研究表明，利用拉曼光谱芹举能够快速有效地识别煤及岩样中的显微组分，对操作者的辨别能力要求不高，并且能大大减少人为因素的影响，能作为显微组分分析的一种有效方法。
关键词 拉曼光谱 显微组分 烃源岩
Elementary Investigation on the Application of LaserRaman Spectroscopy in Organic Macerals
BAO Fang1，2，LI Zhiming1，ZHANG Meizheng1，WANG Rucheng2（1.Wuxi Research Institute of Petroleum Geology，SINOPEC Exploration ＆ ProductionResearch Institute，Wuxi，Jiangsu 214151，China；2.Department of EarthSciences，Nanjing University，Nanjing，Jiangsu 210093，China）
Abstract Raman spectra of carbon materials as the structure of the ordered state is very sensitive for the degree of order for the structure to provide very reliable information，it is widely used to characterize the graphite structure of carbon materials.Analysis of macerals manual testing has been mainly influenced by human factors，different researchers often because of the microscopic constituents of coal structure，morphology，ability to distinguish colors are not identical，to the coal was Micro-component analysis of the results vary.In this paper，the maturity of source rocks of different samples of the three main components of the Raman spectra of microscopic characteristics and attribution study to compare the maturity of each different Raman spectra of macerals parameter changes.Preliminary studies have shown that Raman spectroscopy can identify quickly and effectively in the coal and rock samples macerals，the operator’s ability to identify less demanding，and can greatly reduce the influence of human factors，can be used as an effective method for the macerals analysis.
Key words Raman spectroscopy；organic macerals；source rocks
光散射是自然界常见的现象，即当一束光照射到介质表面时，大部分的光都被介质反射或被透过介质，另一部分的光被介质向各个方向散射。气体、液体、固体介质的分子对入射光的特殊的散射现象，即拉曼散射，由印度物理学家拉曼首先发现。在拉曼散射中，拉曼位移与入射光的频率无关，仅取决于分子本身的固有振动和转动能级结构，不同物质具有不同的拉曼位移。尽管对于同一种物质用不同频率光照射时产生的拉曼散射光不相同，但其拉曼位移是确定的。每一种具有拉曼活性的物质都有其特定的拉曼光谱特征，根据物质的特征拉曼光谱可以辨认出物质的种类，因此可利用拉曼光谱进行定性分析。在利用拉曼光谱进行物质鉴定时，对照拉曼谱图中的特征光谱就可以识别物质的种类。相同化学组成而晶体结构不同的物质，往往由于其分子结构不同而具有不同的拉曼光谱。
拉曼光谱作为一种分子振动光谱，是物质成分及结构分析的有效分析手段。拉曼光谱可以单独，或与其他技术（如x衍射谱、红外吸收光谱、中子散射等）结合起来应用，方便地确定离子、分子种类和物质结构。激光拉曼光谱分析是一种研究物质分子结构的微区分析手段，液体、粉末及各种固体样品均不需特殊处理即可用于拉曼光谱的测定。其应用主要是对各种固态、液态、气态物质的分子组成、结构及相对含量等进行分析，实现对物质的鉴别与定性［1］。
显微拉曼分析技术在物品的鉴定上具有一系列优点：(1)显微拉曼是一种微区分析，它的分辨率为2μm，这不仅使它能测试物质的主要成分，而且还能够鉴定其中的微量杂质或掺杂物，并且在进行光谱测试的同时，可以在显微镜下观察形貌；(2)分析的物态不限于固体，同样能分析熔体、液体和气体；(3)显微拉曼也是一种非破坏的方法，只需很少的样品，不需要特殊处理，可以直接测试，并对物体没有任何损伤，这些是某些常规鉴定仪器所不能或难以做到的［2］。
由于拉曼光谱对碳材料的结构有序状态非常敏感，可以为结构的有序性程度提供非常可靠的信息，因此被广泛用来表征石墨等碳质材料的结构特征［3］。在过去的30多年间，激光拉曼光谱在研究石墨、碳材料和石墨层间化合物的结构方面得到了广泛的应用和关注［4］。
烃源岩中的有机显微组分作为一种非晶态固体，与石墨相似，具有微晶层片状结构，但结构不像石墨那样完全有规则的排列。X射线的研究表明，随着煤化程度的加深，煤中的结构逐渐有序化［5］。由于激光拉曼光谱能对碳物质的结构有序程度进行研究，并且能够评价碳物质中存在的结构缺陷，因此可从分子水平上研究认识烃源岩显微组分的性质。本文对烃源岩中主要的三种显微组分的拉曼光谱特征及其归属进行了初步研究，并比较了不同成熟度样品中各个显微组分的拉曼光谱参数变化，以便寻找利用拉曼光谱快速有效地识别煤及岩样中的不同显微组分的方法。
1 实验样品及方法
1.1 样品及样品的制备
本次实验选用的样品为鄂尔多斯大牛地气田不同变质程度的5个岩石与煤样品（表1）。拉曼光谱检测前先将样品碎至略小于1mm的颗粒，然后用环氧树脂胶结，并以镜质体反射率测定的要求进行抛光制成光片。抛光后的样品置于真空密闭干燥器中保存，以免有机质颗粒发生氧化。
表1 研究样品的地质特征
1.2 实验仪器及实验条件
样品的拉曼光谱检测均在中国石化无锡石油地质研究所的Renishaw in Via型激光拉曼光谱仪上进行。实验使用氩离子激光器作激发光源，激发线波长为514.5nm，激光输出功率约为13mW，照射在样品表面上的功率约为3mW，系统的分辨率为2μm，扫描范围为100～4000cm-1。检测后的拉曼光谱均经过基线校正处理。
2 结果与讨论
2.1 有机显微组分的拉曼光谱
图1是大20-2样品中不同有机显微组分的拉曼光谱图，其中丝质体和半丝质体都属于惰性组，由于壳质组的荧光太强，影响拉曼谱峰的质量，没有加入比较。从图中能看出，丝质体、半丝质体与镜质体的光谱特征相似，在一级峰区域的1580cm-1附近处有一尖锐峰，该谱峰是天然石墨所固有的，属于石墨晶格面内C—C键的伸缩振动，振动模式为E2g，称为石墨峰（G峰）。除了有与石墨相同的G峰外，有机显微组分在1360cm-1附近还有一较宽谱峰，归属于石墨微晶的A1g振动模式，是由于石墨晶格缺陷、边缘无序排列和低对称碳结构引起的，称为结构无序峰（D峰）。随着碳材料结构有序程度的减小和石墨化程度的降低，D峰的强度逐渐增大，G峰的强度逐渐减小。因此，碳材料结构的有序性通常用代表无序结构的D峰与石墨结构的G峰的积分强度比来进行表征。
图1 大20-2样品不同有机显微组分的拉曼光谱
在二级峰区域中（2200～3400cm-1），出现多个峰，分别位于2400，2700，2900，3300cm-1附近。其中2700cm-1附近的峰，在发育石墨三维晶格时分裂，分裂程度和三维晶格完善程度成正比［6］。由于显微组分的光谱图中可见二级峰基本都是一级峰的倍频或合频，归于晶格振动的泛音和结合，其结构信息基本都可从一级峰上反映出来，因此在此对二级峰暂不作详细讨论。
从有机显微组分的拉曼谱图中能得出，有机显微组分的微晶结构与石墨相似，是微晶层片状结构，但结构不像石墨那样完全有规则的排列，属于结构无序的碳材料。这一结果与文献中对煤X射线衍射结果相同［5］，认为其基本微晶类似于石墨结构，微晶中碳原子成六角形排列，形成层片体；但平行的层片体对共同的垂直轴不完全定向，一层对另一层的角位移紊乱，各层无规则地垂直于垂直轴，这是与石墨不同的地方，称为乱层结构。这种结构可能因含有杂原子，如氧原子，而形成交联的立体结构。由于微晶结构的不完善，微晶边缘还残存着链烃和环烃，使微晶的大小和长度随原料、热解温度等条件的不同而改变。
2.2 拉曼光谱的拟合与不同显微组分的光谱变化
为了准确地描述有机显微组分的光谱参数，需要对拉曼光谱进行分峰拟合处理。如果只按2个峰D和G进行拟合，常常会忽略一些肩峰的存在，这对结构有序性较低的碳质材料的深入分析是很不利的。对于结构有序性低的碳材料，参照Sadezky对不同碳材料光谱分析的结果［7］，主要用4个谱峰利用wire3.0软件进行拟合，如图2所示，文中的其他拉曼谱图都按照此方法进行拟合。在有机显微组分的拉曼谱图中分别位于1200，1350，1500，1600cm-1。其中1200cm-1峰只有在无序碳材料中才出现，但它的归属还有很多争论。1350cm-1峰（D1）称为缺陷峰，归属于A1g模式，与声子的拉曼效应有关。通过HRTEM对不同热效应处理过的碳材料研究表明，Beny-Bassez和Rouzaud总结为，D1归为碳材料晶体结构面内的无序结构和杂原子产生的缺陷峰［8］。1500cm-1峰（D3）在无序碳质材料中表现为宽峰，对于该谱峰谱线的归属，目前还存在着争论，有些研究者认为是由于无定型碳或某些官能团的存在而引起的，如有机分子、片段和官能团等［7，9］，而有的研究者认为是纯属结构上的一些因素［10］。
图2 对大20 -2样品中镜质组的光谱拟合结果
表2 大20-2样品不同显微组分的激光拉曼光谱特征值
表2列出了大20-2样品中各显微组分的拉曼光谱图进行拟合后的光谱参数，由于各缺陷峰中以D1峰为主，所以表中只列出了D1峰和G峰的有关光谱参数。从表2中可以明显看出，该样品中从丝质体、半丝质体到镜质体，D1峰的位置向高波数移动，半峰宽增加，而G峰位置基本不变，其半峰宽也有增大的趋势。D1峰代表石墨的缺陷峰，G峰代表石墨峰，有机质的成熟度代表的是石墨化过程，有机质成熟度越高，石墨越有序，缺陷越少。从样品的拉曼谱峰看，成熟度越高，D1峰位置向低波数移动，半峰宽变小，G峰位置基本不变。对烟煤不同显微组分的反射率研究发现，在同一种煤种，反射率从低到高的次序始终为壳质组、镜质组、半镜质组、惰质组。而样品中不同显微组分D1峰的位置变化规律为丝质体＜半丝质体＜镜质体，代表其成熟度为丝质体＞半丝质体＞镜质体，这是与反射率研究的规律相一致的。同时，碳材料结构的有序性通常用代表无序结构的D1峰与石墨结构的G峰的峰面积比来进行表征，样品中显微组分的D1/G峰面积比逐渐增大，也说明从丝质体、半丝质体到镜质体，显微组分中晶格缺陷、边缘无序排列和低对称结构的碳组分逐渐增多，有序性逐渐减小。
有机显微组分作为在显微镜下可识别的有机组分，烃源岩中的有机质大部分由镜质组、惰质组、壳质组和腐泥组构成。每一个组都包括一系列在成因、物理化学性质和工艺性质上比较接近的显微组分，这几个显微组分之间在组成、形态及性质上是有明显区别的。
表3列出了不同成熟度样品中各显微组分的拉曼光谱参数。从表3中的数据可以看出，在不同成熟度的样品中，从丝质体、半丝质体到镜质体，各显微组分的拉曼参数有一定的规律性，主要表现在以下方面：在拉曼位移方面，G峰位置基本不变，D1峰位置增大，且变化比较明显；在谱峰的半峰宽方面，G峰的半峰宽逐渐增大，说明晶体结构的完善程度减小，也可作为参考标准，D1峰的半峰宽都较大；在谱峰的面积比方面，D1峰面积/G峰面积有增大的趋势，说明显微组分的结构有序度减小。图3是依据表3作出的各显微组分与拉曼光谱主要参数的关系图。从图3中能看出，在各个光谱参数中，不同显微组分的D1峰位置与G峰半峰宽有较明显的变化，区别较大，可作为判断不同有机显微组分的参考标准，而其他参数的变化则不是很明显。
表3 不同成熟度样品中各显微组分的拉曼光谱参数
图3 各显微组分与各拉曼光谱参数的关系
3 结 论
长期以来，煤岩显微组分分析一直以人工测试为主，受人为因素影响较大，不同研究者往往因其对煤岩显微成分的结构、形态、颜色的辨别能力不完全相同，对煤岩显微组分分析的结果也有所差异。初步的研究表明，利用拉曼光谱能够快速有效地识别煤及岩样中的显微组分，对操作者的辨别能力要求不高，并且能大大减少人为因素的影响，能作为显微组分分析的一种有效方法。
参考文献
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