第31卷，第2期 2011年2月
光谱学与光谱分析 Spcctroscopy and Spectral Analysis
Vol, 31, No. 2,pp402407 February，2011
模拟深海极端环境下烷类气体的拉曼光谱实验研究
马君，曲业飞，黄阳玉，杨成恩，史晓凤，郑荣儿
中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100
摘要利用高温高压深海模拟实验系统，进行了深海热液环境下烷类气体水溶液的拉曼光谱探测，分析了烷类分子的拉变特征峰随温度和压力的变化规律，建立了温度与光谱之间的数学模型。结果表明：由于水的氢键作用，导致溶于其中的烷类分子的拉受特征峰频移量较其气态时减小；常温下，在≤40MPa压力范围内，烷类分子的拉受特征峰均未见明显变化；在40MPa的压力下，随着温度的升高（≤350C)，各拉曼特征峰的峰位均发生红移，谱线半高宽度（FMHW)均增加。该实验结果为利用激光拉受光谱技术进行实时、原位热液区化学成分探测提供了实验基础。
关键调拉曼光谱；高温高压；甲烷；乙烷；丙烷
中图分类号：0433.5
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn.10000593(2011)02-0402-06
Pro2500i型，其光栅密度为1200g·mm~1；探测器为PI公司Back-illuminatedCCD。采用收集后向散射拉变信号的方法搭建光路。高温高压系统如图2所示，主要由混合样品预
激光拉变光谱技术目前是实现对深海热液区固、液、气态目标物原位、实时、连续、无接触测试的重要技术手段。 2002年美[国White等[1.2]成功研制了深海激光拉变光谱系统 DORISS，并于2004年在2700m深海热液喷口附近成功获得光谱数据。国内，激光拉受技术在深海的应用研究才刚刚起步，“十一五”期间深海原位拉受探测技术被列人国家高技术研究发展计划。该技术的应用将有利于提高我国深海探测和监控的能力，具有重要的社会效益和国际影响力。
大量研究表明")，同一种物质在不同的温度和压力条件下其拉受峰的位置会产生“漂移”，漂移的大小与温度、压力以及物质浓度均有关系。因此，研究其变化规律对于探测识别热液口的物质成分具有重要的指导意义，本文利用最新研制的高温高深海模拟系统，在模拟深海热液环境（P≤40 MPa，T≤350C)下进行了热液气体CH，CHs，C,Hs的水溶液的光拉受实验研究，分析烷类分子的拉曼光谱特征峰随温度、压力变化的规律，为深海原位激光拉曼光谱系统的海底热液口实时探测提供了实验基础。
实验仪器及样品制备 1
激光拉曼光谱系统如图1所示，采用半导体泵浦532nm Nd-YAG激光器；光谱仪为Acton公司生产的Spectra 收稿日期：2010-04-22，修订日期：2010-07-26
基金项目：国家（863计划）项目(2006AA09Z243)资助
制器、进样系统、加温系统、增压系统和高温高压舱等部分
R
光语仪
高温高压舱
R
532nm
CCD
Sketch of Raman spectra system
Fig1
压阀
高压气体
国收糖
样品预制器磁力接拌器
平流聚
蓝宝石密口
加热套管
高益高压险
Fig 2Sketch of high temperrature high pressure system
作者简介：马君，女，1963年生，中国海洋大学信息科学与工程学院教授万方数据
e-mail;majunouc.educn