赵宇菲，王二强

(中国科学院大学 化学工程学院，北京100049)

拉曼光谱因其非接触、无损、指纹光谱特性，广泛应用于科学研究各个领域。拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼散射是光子受系统的非弹性散射。拉曼光谱可以反映分子的振动模式，通过计算散射光和激发光的光子能量差来计算不同分子的振动和转动结构，从而对分子种类进行准确的定性分析。拉曼积分球由光散射共焦激发收集系统与四直角反射镜增光程系统结合而形成[1]。该设计由于激光在拉曼积分球多次来回反射，提高激光穿过样品点的次数，从而提高拉曼光谱强度[2]。

硫酸根与碳酸氢根广泛存在于自然界中，在地下水、地表水、自来水以及海水中分布广泛[3]。目前，测定水中硫酸根含量最常用的方法为离子色谱法，但在测试前需要对样品进行稀释、过滤，破坏了原始样品，为测量结果带来了一定的系统误差[4]。测定水中碳酸氢根已有多种分析方法，但这些方法因其非原位性无法避免水中理化性质的改变而带来的误差[5]。

1 实验部分

1.1 实验装置和试剂

拉曼光谱仪为中国科学院自行研制的微量离子化合物拉曼分析仪，采用拉曼积分球的拉曼激发光路见图1(a)，拉曼信号光光路设计见图1(b)和液体池见图1(c)。所用Na2SO4和NaHCO3试剂皆为分析纯。

图1 (a)简化拉曼积分球拉曼激发光光路示意图；(b)简化拉曼积分球拉曼信号光光路示意图；(c)样品池示意图Fig.1 (a) Simplified Raman integrating sphere Raman excitation light optical path; (b) Simplified Raman integrating sphere Raman signal light optical path; (c) sample cell

1.2 拉曼光谱定量分析原理

拉曼光谱通过计算散射光和激发光的光子能量差来计算振动和转动结构，因此可根据拉曼光谱的特征分析被测物质的化学成分和结构信息[11]。……