電池拉曼池

拉曼光譜是一種無損的分析技術，它是基于光和材料的相互作用而產生的。拉曼光譜可以提供樣品化學結構、相和形態、結晶度及分子相互作用的詳細信息。

拉曼是一種光散射技術。激光光源的高強度入射光被分子散射時，大多數散射光與入射激光具有相同的波長(顏色)，這種散射稱為瑞利散射。然而，還有極小一部分(大約1/109)散射光的波長(顏色)與入射光不同，其波長的改變由測試樣品(所謂散射物質)的化學結構所決定，這部分散射光稱為拉曼散射。阿司匹林的拉曼光譜，嵌入圖片為光譜局部細節放大

一張拉曼譜圖通常由一定數量的拉曼峰構成，每個拉曼峰代表了相應的拉曼散射光的波長位置和強度。每個譜峰對應于一種特定的分子鍵振動，其中既包括單一的化學鍵，例如C-C，C=C，N-O，C-H等，也包括由數個化學鍵組成的基團的振動，例如苯環的呼吸振動、多聚物長鏈的振動以及晶格振動等。

常規電化學研究方法是以電信號為激勵和檢測手段，電信號能提供電化學體系的各種微觀信息的總和，難以準確地鑒別復雜體系的各反應物、中間物和產物，并解釋電化學反應機理。近年來，由光譜學方法與常規電化學方法相結合產生的光譜學電化學技術成為在分子水平上現場表征和研究電化學體系的不可缺少的手段。

原位譜學電化學方法中，電化學原位拉曼光譜技術能夠較方便地提供電極表（界）面分子的微觀結構信息。

電化學原位拉曼光譜法, 是利用物質分子對入射光所產生的頻率發生較大變化的散射現象, 將單色入射光(包括圓偏振光和線偏振光) 激發受電極電位調制的電極表面, 通過測定散射回來的拉曼光譜信號(頻率、強度和偏振性能的變化)與電極電位或電流強度等的變化關系。一般物質分子的拉曼光譜很微弱, 為了獲得增強的信號, 可采用電極表面粗化的辦法, 可以得到強度高104-107倍的表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS) 光譜, 當具有共振拉曼效應的分子吸附在粗化的電極表面時, 得到的是表面增強共振拉曼散射(SERRS)光譜, 其強度又能增強102-103。

電化學原位拉曼光譜法的測量裝置主要包括拉曼光譜儀和原位電化學拉曼池兩個部分。拉曼光譜儀由激光源、收集系統、分光系統和檢測系統構成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系統由透鏡組構成, 分光系統采用光柵或陷波濾光片結合光柵以濾除瑞利散射和雜散光以及分光檢測系統采用光電倍增管檢測器、半導體陣檢測器或多通道的電荷藕合器件。原位電化學拉曼池一般具有工作電極、輔助電極和參比電極以及通氣裝置。為了避免腐蝕性溶液和氣體侵蝕儀器, 拉曼池必須配備光學窗口的密封體系。在實驗條件允許的情況下, 為了盡量避免溶液信號的干擾, 應采用薄層溶液(電極與窗口間距為0.1～1 mm) , 這對于顯微拉曼系統很重要, 光學窗片或溶液層太厚會導致顯微系統的光路改變, 使表面拉曼信號的收集效率降低。電極表面粗化的最常用方法是電化學氧化-還原循環(Oxidation-Reduction Cycle,ORC)法，一般可進行原位或非原位ORC處理。