利用拉曼光谱测定CO2的碳同位素组成

量化CO2的碳同位素组成(δ13C)可以追溯碳源，对于研究地质流体演化过程、约束全球碳收支、阐明生物代谢机制等具有重要意义。

目前常用的同位素测量技术(质谱)需要在检测前进行长时间的样品前处理，导致检测效率低下。此外，由于测试条​​件的限制，不能直接应用于高温高压环境下的原位检测。

近日，中国科学院海洋研究所张欣研究员课题组报道了一种利用拉曼光谱快速原位定量分析CO2碳同位素组成的方法。

该研究于3月23日发表在SpectrochimicaActaA部分：分子和生物分子光谱学上。

研究人员基于共聚焦显微拉曼技术和毛细管高压光学池(HPOC)构建了高温高压实验显微模拟装置。他们研究了高纯度13CO2、12CO2及其二元混合物在高温高压(50–450°C，50–400巴)下的拉曼光谱特性。

结果表明，13CO2和12CO2特征峰的半峰全宽(FWHM)均为2~5cm-1，而峰位相差超过15cm-1。温度和压力的实验范围，表明13CO2和12CO2可以通过拉曼光谱中特征峰的峰位很好地区分。

此外，研究人员通过研究不同比例的13CO2–12CO2二元混合物，探讨了不同温度和压力(对应于密度)下峰强比与含量比之间的关系。他们参考上拉曼特征峰(I+13/I+12)或下拉曼特征峰(I-13/I-12)选择了13CO2与12CO2的峰强比。)作为定量指标，分别建立拉曼定量校准模型，可用于高温高温条件下原位测定CO2在宽δ13C范围内的碳同位素组成(13CO2/12CO2)-压力环境。

“该拉曼定量方法的建立，为在高温高压同位素标记实验系统中原位快速监测CO2碳同位素组成提供了一种有效的检测手段，”该论文第一作者葛宇舟说。学习。

“随着模型精度和检出限的进一步提高，有望应用于流体包裹体、深海热液等13CO2含量极低的自然体系的原位测量。”该研究的通讯作者张教授说。