本发明涉及碳材料检测领域，涉及一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，特别涉及一种采用拉曼光谱仪鉴定碳材料类型的检测方法。
背景技术：
当频率为μ0的单色光入射到透明物体时，大部分入射光透过物质，然而约有10-5～10-3强度的入射光被散射。绝大部分散射光具有与入射光相同的频率μ0，这种弹性散射称为瑞利散射。还有约比入射光强小10-7量级的非弹性散射光含有其他频率。后一效应通常称为拉曼效应。
按照量子理论，光的散射是光量子与分子碰撞的结果；碰撞时，光量子可以弹性地或非弹性地被分子所散射。在弹性散射中，光量子与分子不交换能量，因而光量子的能量和频率保持不变；在非弹性散射中，光量子与分子之间有能量交换，可能有两种情况：一种情况是分子处于基态震动能级，与光子碰撞后，从光子中获取能量达到较高的能级，若与此相应的跃迁能级有关的频率是μ1，那么分子从低能级跃迁到高能级从入射光中得到的能量为hμ1，而散射能量要降低到hμ0-hμ1，频率降低为μ0–μ1；另一种情况是分子处于振动的激发态上，并且在与光子碰撞时可以吧hμ1的能量传给光子，形成一条能量为hμ0+hμ1和μ0+μ1的谱线。通常把低于入射光频的散射线μ0–μ1称为斯托克斯线，高于入射光频的散射线μ0+μ1称为反斯托克斯线，μ1称为拉曼位移，拉曼位移的大小取决于分子振动跃迁能级差。对应于同一分子能级，斯托克斯线与反斯托克斯线的拉曼位移是相等的，但在正常情况下，由于分子大多数处于基态，测量得到的斯托克斯线强度比反斯托克斯线强的多，所以在一般拉曼光谱分析中，都采用斯托克斯线研究拉曼位移。
纯碳材料可以由邻近化学键以及固体中远程有序状态的不同以多种形式出现，例如金刚石、石墨、类金刚石膜(DLC)、无定型碳、石墨烯、氧化石墨烯等。常规检测方法不能很好的将石墨烯等碳材料明显的区分开来。
于纤维中添加石墨烯制成用于纺织品领域的石墨烯复合纤维，其具有远红外促进微循环、持久抑菌、吸湿透气及抗静电的特点。目前市面上已存在大量添加竹炭、咖啡碳等无定型碳以及包括其他碳材料的纤维纺织品，由于相同的元素成分使得常规的检测方法不能很好的将石墨烯与其他碳系材料复合纤维区分开来。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，实现对碳材料结构类型准确定性。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准；
(2)将碳材料样品放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，再用物镜对碳材料样品先后进行至少两次对焦，待激光器稳定后对碳材料样品进行检测；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图进行分析，从而鉴定出碳材料类型。
本发明中，所述“碳材料样品”可以指碳材料本身，例如可以是石墨(如膨胀石墨、鳞片石墨和球形石墨等)、无定型碳(如活性炭、导电炭黑和乙炔黑等)、石墨烯材料(如石墨烯和生物质石墨烯等)、氧化石墨烯和碳纳米管等。
本发明中，所述石墨烯材料包括石墨烯，由石墨烯堆垛而成且层数不超过10层的碳纳米材料，由石墨烯堆垛而成、层数多于10层且厚度在100nm以内的碳纳米材料中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述堆垛方向尺寸处于纳米或更小尺度。
本发明中，所述“石墨烯”指：由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，更具体地，每一个碳原子以sp2杂化与三个相邻原子键合形成的蜂窝状结构的碳原子单层。
利用生物质制备得到的石墨烯又称为生物质石墨烯。
本发明所述石墨烯既包括生物质石墨烯，又包括采用其他原料或工艺制备得到的石墨烯。
本发明中，步骤(2)需要调整拉曼信号获得参数，以寻找出碳材料样品的最优检测条件，所述最优检测条件指最有利于检测获得清晰的拉曼峰的条件，避免出现基底倾斜，信噪比过低，峰不易观测等情况。为了获得最优检测条件，可以调整如下拉曼信号获得参数：激光波长、滤光器功率(ND Filter)、共焦孔径(Hole)、光栅刻线、积分时间、累积(循环)次数和波数范围等。
本发明中，所述“碳材料样品”还可以指含有碳材料的物质，例如含有碳材料的纤维。
本发明所述“含有碳材料的纤维”可以指碳材料和纤维的混合物；也可以指采用碳材料作为原料，经常规的制纤工艺制备得到的复合纤维。
拉曼光谱法从分子层面分析分子振动、转动方面的信息，并应用于分子结构的研究，可以很好的区分各类碳材料或添加碳材料的复合材料。本发明通过采用拉曼光谱，并配合校准、对焦等步骤实现了对碳材料的类型的准确鉴定，其实用性强，具有广阔的应用前景。
优选地，所述含有碳材料的纤维中，所述纤维包括黏胶纤维、涤纶纤维、锦纶纤维或腈纶纤维中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述含有碳材料的纤维中，所述碳材料包括石墨(如膨胀石墨、鳞片石墨和球形石墨等)、无定型碳(如活性炭、导电炭黑、竹炭乙炔黑和咖啡碳等)石墨烯材料(如石墨烯和生物质石墨烯等)、氧化石墨烯或碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述石墨烯材料包括石墨烯和/或生物质石墨烯。
优选地，所述含有碳材料的纤维中，碳材料的含量为高于100ppm，例如150ppm、200ppm、500ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、3000ppm或5000ppm等，含量越高，越容易检测。
本发明中，若所述含有碳材料的纤维为染色的纤维，需先经漂白处理再作为碳材料样品进行步骤(2)的检测步骤。
优选地，所述漂白处理为：使用有效氯含量≥5％的次氯酸钠溶液漂白60min，并用去离子水清洗5次。
本发明的方法针对鉴定碳材料的类型，或者含有碳材料的物质中的碳材料类型，鉴于碳材料拉曼光谱的相似性，本发明需要对拉曼光谱仪进行步骤(1)所述校准，以更好的区分所测样品。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(1)所述校准为：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3nm范围内。
优选地，步骤(2)中，将碳材料样品放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上的方法为：将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上并固定。
需要注意的是，将碳材料样品固定在载玻片上时，应尽量保证碳材料样品(比如含有碳材料的纤维)具有良好的分散性，以便于样品的聚焦以及后续的检测准确性。
优选地，若所述碳材料样品为粉末，则粉末粒径100nm～5000nm，例如100nm、200nm、300nm、500nm、800nm、1000nm、1250nm、1500nm、1700nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm或5000nm等，在此范围内，对粉末的检测准确性越高，且更容易实现高效检测。
优选地，若所述碳材料样品为含有碳材料的纤维，则所述含有碳材料的纤维的长度为0.5cm～1cm，优选为1cm，优选在0.5cm～1cm，更易实现对碳材料样品的高效准确检测。
优选地，使用双面胶带将碳材料样品固定在载玻片上。
优选地，步骤(2)中，所述物镜的倍数为：100X、50X或10X。
优选地，步骤(2)中，用物镜对碳材料样品先后进行至少两次对焦的方法为：先选用10X物镜对焦，再选用50X物镜对焦，最终选用100X物镜对焦；或者，先选用10X物镜对焦，再选用50X物镜对焦。
在实际选择对焦方案时，先采用低倍数的物镜进行检测，以快速准确的找到待检测样品，后续选用50X检测，或者先50X后100X检测的目的是清晰地检测样品。
对焦方案的设定与碳材料样品的尺寸和表面形貌有关，优选在10X对焦之后，再依次用50X和100X检测，若对于某些100X对焦困难或者样品表面粗糙难以清楚检测的样品，也可以截止到50X检测。
本发明所述用物镜对碳材料样品先后进行至少两次对焦的方案更适合针对含有碳材料的纤维的对焦，准确度更高。
优选地，步骤(2)中，激光器稳定的时间为15min。
优选地，步骤(2)中，通过调节拉曼信号获得参数，使在选择的物镜倍数下激光光斑聚焦到最小，所述选择的物镜倍数即为步骤(2)对焦最后使用的物镜倍数。
优选地，所述拉曼信号获得参数包括：拉曼光谱获得参量和拉曼光谱仪设置参数。
优选地，所述拉曼光谱获得参量包括检测波数范围、积分时间或累积次数中的任意一种或至少两种的组合。所述波数范围为200cm-1～3500cm-1，例如200cm-1～3000cm-1、500cm-1～3000cm-1、800cm-1～3000cm-1、1000cm-1～3000cm-1、800cm-1～3000cm-1或800cm-1～3500cm-1等；所述积分时间优选为50s～80s，例如50s、55s、57s、60s、65s、70s、75s或80s等；所述累计次数优选为1次～3次，例如1次、2次和3次。
优选地，所述拉曼光谱仪设置参数包括物镜倍数、光栅刻线数、滤波器功率(例如ND Filter滤波器功率)、激光激发波长或Hole值中的任意一种或至少两种的组合。所述物镜倍数优选为50X；所述光栅刻线数优选为600。滤波器功率优选为3.2％～25％，例如3.2％、3.5％、4％、4.3％、4.6％、5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、9％、10％、15％、20％或25％等；激光发射波长为532nm；共焦孔径Hole值优选为100～300，例如100、125、150、170、200、225、265或300等。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(3)中，若所述碳材料样品为碳材料本身，在对光谱图进行分析之前，需要先对光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息。
优选地，步骤(3)中，若所述碳材料样品为包含碳材料的物质，在对光谱进行分析之前，需要先对光谱图扣除背底、标定峰位并进行峰位拟合，得到拉曼峰信息。
优选地，所述拉曼峰位拟合包括峰位和峰强等信息，所述峰位包括1330cm-1-1380cm-1、1560cm-1-1610cm-1和2660cm-1-2730cm-1。
此优选技术方案中，1350cm-1对应D峰，1580cm-1对应G峰，2680cm-1对应2D峰。需要注意的是，实际拟合得到的结果并不一定完全在上述设定的峰位，可能会略有偏差，这是正常现象，D峰、G峰和2D峰各自对应的波数也是一定的范围而并非上述的设定点值。比如按照1350cm-1拟合得到的D峰峰位可能在1343.48cm-1，也在正常的D峰范围内。
优选地，步骤(3)中，所述分析为：根据步骤(2)检测得到的光谱图，结合KIA软件数据库碳材料标准谱，以鉴定步骤(2)所述光谱图对应的碳材料类型。
优选地，扣除背底时需使谱线最低强度高于0。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：
采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3nm范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦，再使用50X物镜对焦，最后用100X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整拉曼光谱获得参量以及拉曼光谱仪设置参数，在选择的物镜倍数100X下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底、标定峰位并进行峰位拟合，得到拉曼峰信息，再结合KIA软件数据库中碳材料标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，步骤(2)所述碳材料样品为：含有碳材料的纤维，且所述含有碳材料的纤维中，碳材料的含量为高于100ppm；
步骤(2)所述拉曼光谱获得参量包括检测波数为200cm-1～3000cm-1；积分时间为50s～60s；累积次数为1次～3次，所述拉曼光谱仪设置参数包括物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、滤波器功率为3.2％～5％、激光激发波长为532nm；Hole值为100～200；
步骤(3)中，所述峰位拟合包括拉曼峰的峰位和峰强，所述峰位包括1330cm-1-1380cm-1、1560cm-1-1610cm-1和2660cm-1-2730cm-1。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明利用拉曼光谱具有高灵敏的指纹识别特性，采用首先对拉曼光谱仪进行校准，然后采用特定的先后至少两次对焦的方式，配合调整拉曼信号获得参数，找出碳材料样品的最优检测条件，可以实现碳材料类型的鉴定，上述优化后的拉曼检测方法的检测精确度明显优于现有技术的方法，其可以准确区分不同结构类型的碳材料，对纤维中所添加的碳材料类型检测具有很大优势。
(2)本发明的方法可以鉴定不同结构的碳，以及表征C的石墨化程度，对碳材料类型鉴定有很大优势。如鉴定石墨与石墨烯之间的区别，主要由1580cm-1附近G峰和2700cm-1附近2D峰区分，二者强度与形状都有所不同。其中，1580cm-1附近G峰是碳sp2结构的特征峰，反映碳原子面内振动；2700cm-1附近的2D峰源于碳原子的层间堆垛方式。
附图说明
图1为实施例1-4对应的碳材料的拉曼光谱对比图，其中球形石墨、鳞片石墨和膨胀石墨分别依次对应实施例1-3，生物质石墨烯对应实施例4。
图2为实施例5对应的炭黑材料的拉曼光谱图。
图3为实施例6对应的小片径氧化石墨烯的拉曼光谱图。
图4a为实施例7对应的含有导电炭黑的涤纶纤维的拉曼光谱图，图4b和图4c为分峰、扣背底及峰位拟合得到的结果。
图5a为实施例8对应的含有石墨烯的涤纶纤维的拉曼光谱图，图5b-图5d为分峰、扣背底及峰位拟合得到的结果。
图6a为实施例9对应的含有石墨烯的黏胶纤维的拉曼光谱图，图6b为分峰、扣背底及峰位拟合得到的结果。
图7为对比例1测定得到的拉曼光谱图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜聚焦找到样品，再选用50X物镜聚焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为1000cm-1-3000cm-1；积分时间为60s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为10％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图进行分析，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图1，由图可知，拉曼光谱图中检测到碳材料特征峰D峰、G峰、2D峰，2D峰非单一洛伦兹峰导致峰型不对称，峰位向右偏移超过2710cm-1，即由多个峰叠加形成，说明石墨片层数较大，推断出本实施例的碳材料类型为石墨，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为购买的球形石墨)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
实施例2
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为1000cm-1-3000cm-1；积分时间为80s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为5％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息，再结合KIA软件数据库中碳材料标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图1，由图可知，拉曼光谱图中检测到碳材料特征峰D峰、G峰、2D峰，2D峰非单一洛伦兹峰导致峰型不对称，峰位向右偏移超过2710cm-1，即由多个峰叠加形成，说明石墨片层数较大，推断出本实施例的碳材料类型为石墨，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为购买的鳞片石墨)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
实施例3
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为1000cm-1-3000cm-1；积分时间为80s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为5％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息，再结合KIA软件数据库中碳材料标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图1，由图可知，拉曼光谱图中检测到碳材料特征峰D峰、G峰、2D峰，2D峰非单一洛伦兹峰导致峰型不对称，峰位向右偏移超过2710cm-1，即由多个峰叠加形成，说明石墨片层数较大，推断本实施例的碳材料类型为石墨，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为购买的膨胀石墨)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
实施例4
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为1000cm-1-3000cm-1；积分时间为80s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为5％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息，再结合KIA软件数据库中碳材料标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图1，由图可知，石墨烯所具有三个特征峰D峰、G峰、2D峰分别出现在1350cm-1、1580cm-1、2680cm-1拉曼位移附近且峰型单一对称，推断出本实施例的碳材料类型为石墨烯材料，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为制备的生物质石墨烯)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
图1中，实施例1-3对应的三种石墨材料的2D峰峰位在2710cm-1以上，可以明显看出其由多个峰叠加形成，导致不对称；石墨形态(球形、鳞片、膨胀)可由显微图像直接观测到。生物质石墨烯2D峰峰位一般不超过2690cm-1且为单一对称峰，明显区别于石墨。
实施例5
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为800cm-1-3000cm-1；积分时间为50s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为10％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息，再结合KIA软件数据库中碳材料标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例对相同的碳材料样品进行了两次测试，样品编号为1#和2#。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图2，由图可知，代表碳材料非晶程度的ID/IG值接近1，且D峰与G峰少量叠加，炭黑本质是一种无定型碳，石墨化晶化程度很低，本实施例的碳材料类型为无定型碳材料，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为购买的炭黑)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
图2中炭黑材料仅在1350cm-1及1585cm-1附近出现两个拉曼峰，且二者峰强近似有叠加融合趋势，不存在2700cm-1附近的2D峰，可以明显与石墨和石墨烯区别。
实施例6
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为800cm-1-3500cm-1；积分时间为60s；累积次数为3次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为3.2％、激光激发波长为532nm；Hole值为300，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底并标定峰位，得到拉曼峰信息，再结合导入KIA软件数据库作为比对标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：碳材料本身。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图3，氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，含有许多含氧官能团，相对于石墨烯材料，其D峰强度一般更大，且于2700cm-1-2900cm-1拉曼位移处为双峰结构，推断本实施例的碳材料类型为氧化石墨烯材料，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为购买的小片径氧化石墨烯)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
实施例7
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为200cm-1-3000cm-1；积分时间为60s；累积次数为3次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为3.2％、激光激发波长为532nm；Hole值为100，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底、标定峰位并进行峰位拟合，得到拉曼峰信息，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：含有碳材料的涤纶纤维。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图4a，通过将图谱导入KIA数据库对纤维基体成分定性，得出拉曼谱图以涤纶拉曼峰为主且有碳峰存在，通过分峰截谱、扣背底及峰位拟合操作得到图4b和图4c，获得的碳峰信息见表1。
由图4a-图4c以及表1可知，添加碳材料的涤纶纤维样品谱图中主要以涤纶拉曼峰为主，其中1345cm-1位置的峰不属于涤纶，此外涤纶1600cm-1位置处峰不对称，推测有其他峰叠加；对1200cm-1-1500cm-1、1500cm-1-1680cm-1范围截谱、扣除背底、标定峰位并进行拟合，得到表1拉曼峰拟合信息，拟合误差＜1％，其仅有D、G峰而不存在2D峰，推测其中碳材料为无定型碳，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为含有导电炭黑的涤纶纤维)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
表1
实施例8
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为200cm-1-3000cm-1；积分时间为60s；累积次数为1次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为5％、激光激发波长为532nm；Hole值为200，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底、标定峰位并进行峰位拟合，得到拉曼峰信息，再结合导入KIA软件数据库作为比对标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：含有碳材料的涤纶纤维。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图5a，通过将图谱导入KIA数据库对纤维基体成分定性，得出拉曼谱图以涤纶拉曼峰为主且有碳峰存在，通过分峰截谱、扣背底及峰位拟合操作得到图5b-图5d，获得的碳峰信息见表2。
由图5a-图5d以及表2可知，添加碳材料的涤纶纤维样品谱图中主要以涤纶拉曼峰为主，其中1345cm-1、2693.76cm-1位置的峰不属于涤纶，此外涤纶1600cm-1位置拉曼峰不对称，推测有其他峰叠加；对1200cm-1-1500cm-1、1500cm-1-1660cm-1、2600cm-1-2700cm-1范围截谱、扣除背底、标定峰位并进行拟合，得到拉曼峰信息为表2，拟合误差＜2％；拟合图结合表2数据，得知除涤纶成分峰外，出现石墨烯特征峰D峰、G峰、2D峰，推测出本实施例的碳材料类型为石墨烯材料，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为石墨烯的涤纶纤维)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
表2
实施例9
本实施例提供一种拉曼光谱鉴定碳材料类型的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对拉曼光谱仪进行校准：采用单晶Si标样在532nm激光器、600刻线光栅下校准，使峰位出现在520.70±0.3范围内；
(2)将碳材料样品置于载玻片上，然后放置到校准后的拉曼光谱仪的样品台上，使用双面胶带固定，在白光灯下，先选用10X物镜对焦找到样品，再使用50X物镜对焦，待激光器稳定15min后对碳材料样品进行检测；
检测时，调整检测波数范围为200cm-1-3000cm-1；积分时间为50s；累积次数为3次；物镜倍数为50X、光栅刻线数为600、ND Filter滤波器功率为3.2％、激光激发波长为532nm；Hole值为100，在选择的物镜倍数(50X)下将激光光斑聚焦到最小，寻找出碳材料样品的最优检测条件；
(3)对步骤(2)检测得到的光谱图扣除背底、标定峰位并进行峰位拟合，得到拉曼峰信息，再结合导入KIA软件数据库作为比对标准谱，从而鉴定出碳材料类型；
其中，所述碳材料样品为：含有碳材料的黏胶纤维。
本实施例中，经步骤(2)检测得到的光谱图参见图6a，拉曼谱图主要以石墨烯拉曼峰为主，通过整谱、扣背底及峰位拟合操作得到图6b，获得的碳峰信息见表3。
由图6a、图6b和表3可知，添加碳材料的黏胶纤维样品的拉曼峰以碳材料峰为主，对谱图整体进行扣除背底、标定峰位进行拟合，得到样品峰位信息，拟合误差＜1％，其中拟合出石墨烯特征峰D峰、G峰、2D峰及其峰位信息如表3，可推断出本实施例的碳材料类型为石墨烯材料，这一结果与待测原料的类型(本实施例的碳材料样品实际为石墨烯的胶黏纤维)完全一致，表明本实施例提供的检测方法的准确性非常高。
表3
对比例1
除不进行步骤(1)的校准步骤外，其他方法和条件与实施例7相同。激光拉曼光谱仪自身存在峰位误差，激光器每次使用前需用标准样品(单晶Si片)对峰位进行校正；当峰位偏移较严重时，出现图7结果。同一样品，炭黑D峰、G峰峰位出现30cm-1-50cm-1左右向低波数偏移，拉曼检测图参见图7,(不校准也可能向高波数偏移)。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。