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拉曼光谱鉴定真假红珊瑚

引言

珊瑚是一种重要的有机宝石,常作为珠宝使用的是贵珊瑚。贵珊瑚数量稀少,呈树枝状,质地致密,色泽艳丽。完整的天然原料可直接用于制作装饰盆景等工艺品,更多的是用散碎的原料制作戒指、别针、手镯、项链等珠宝首饰,价值不菲。自古以来红珊瑚被视为祥瑞神奇之物,宝石级红珊瑚在珠宝市场中占有举足轻重的地位。红珊瑚是我国古代七宝之一,现有“中国国宝”之称。近年来由于过度开采珊瑚以及环境恶化,使得宝石级珊瑚资源逐渐减少,价格急剧上升,因此以前不作为首饰材料的低价钙质珊瑚品种被开发利用,其经过优化处理后以宝石级红珊瑚的仿制品出现,在珠宝市场上出现了大量的染色红珊瑚。仿制的颜色有全红色、深红色和颜色较浅的粉红色等。
由于目前的染色技术较高,实际上在大多数情况下,通过简单观察不易区分天然色和染色的,尤其是浅粉红色珊瑚。使用化学试剂擦拭样品又有破坏样品的风险,因此急需一种高效、无损伤、准确率高的分析技术对红珊瑚进行鉴别与分析。近期,北京卓立汉光仪器有限公司收集了具有代表性的天然红珊瑚和染色红珊瑚样品,采用拉曼光谱分析技术进行真假鉴别研究。

实验

宝石级红珊瑚属于方解石型珊瑚,其晶胞参数为 。其矿物成分含Mg较多,故晶胞参数与方解石的标准值()相比略偏小。天然白珊瑚中的矿物以文石为主,属于文石型珊瑚。
本次试验选用两种市面购买的红珊瑚,分别为红色和深粉色。珊瑚表皮光滑,有虫孔,颜色分布均匀,不透明,如下图所示。

红珊瑚样品几乎不需任何准备,将样品表面擦拭干净即可至于设备下进行检测。试验设备采用
北京卓立汉光仪器有限公司研制的“Finder Vista”显微共聚焦拉曼光谱仪系统;532nm激发光源进行激发;积分时间为1s,扫描尺寸为100X物镜。
 

结果分析

红色、浅粉色红珊瑚的拉曼光谱图如下图所示:

宝石级红色红珊瑚在200-2000cm-1范围内出现1019、1087、1130、1520cm-1的特征峰。根据已有文献可以确定,该特征峰属于全红色珊瑚的拉曼图谱,此外,红珊瑚的拉曼光谱的荧光背景较低,表明红珊瑚品级较高。
真品粉红色珊瑚的颜色均匀,其拉曼光谱均具有较强的荧光背景,因此粉红色珊瑚的拉曼光谱代表方解石成分的的1085,712,283cm-1谱峰很微弱,与方解石相关的其它谱峰没有出现。此外,浅粉红色珊瑚出现了1520、1130cm-1谱峰。白色珊瑚的拉曼光谱较为简单,在1085、712、283、155cm-1出现拉曼峰,这种光谱几乎完全可以同方解石晶体矿物的拉曼光谱对应。此次测试的粉色粉色红珊瑚具有较强的荧光背景谱,主要特征峰为155、282、717、1085cm-1等拉曼特征峰。因此,可以推断,此次检测的粉红色红珊瑚是由白色红珊瑚染色而成。

总结

红珊瑚是名贵的装饰品,但市场上用其他颜色冒充红珊瑚的情况多见,急需一种快速、无损伤的检测技术对红珊瑚进行定性鉴别与定量分析。采用显微拉曼光谱技术对市面上流通的红珊瑚、珠宝等材料的测试与鉴定具有极佳的效果,染色红珊瑚与天然红珊瑚的拉曼光谱明显不同,因此,可以通过拉曼光谱分析技术快速、准确、无损伤的将真实红珊瑚和人工染色红珊瑚区分开来。

【本文作者:分析仪器事业部(AID)应用研发部张丽文工程师】转载请注明出处

 
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