La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

RAMAN, MINERALI ED AMBIENTE C.Rinaudo Dipartimento di Scienze dellambiente e della vita- Università degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "RAMAN, MINERALI ED AMBIENTE C.Rinaudo Dipartimento di Scienze dellambiente e della vita- Università degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro."— Transcript della presentazione:

1 RAMAN, MINERALI ED AMBIENTE C.Rinaudo Dipartimento di Scienze dellambiente e della vita- Università degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro

2 PRINCIPI DELLA SPETTROSCOPIA RAMAN 1928C. V. Raman Nel 1928 il fisico indiano C. V. Raman aveva osservato che quando un materiale viene colpito da un fascio di radiazioni monocromatiche una piccola parte della radiazione diffusa presenta una lunghezza donda diversa da quella della radiazione incidente. In particolare la radiazione diffusa è costituita da: diffusione Rayleigh alla stessa lunghezza d'onda della radiazione incidente, molto intensa; diffusione Rayleigh alla stessa lunghezza d'onda della radiazione incidente, molto intensa; Righe Stokes a lunghezze d'onda inferiori rispetto a quella della radiazione incidente; Righe Stokes a lunghezze d'onda inferiori rispetto a quella della radiazione incidente; Righe anti-Stokes a lunghezze d'onda superiori rispetto a quella della radiazione incidente. Righe anti-Stokes a lunghezze d'onda superiori rispetto a quella della radiazione incidente.

3 Raman aveva osservato che la frequenza delle bande Stokes e anti-Stokes era indipendente dalla lunghezza donda della sorgente eccitatrice, ma dipendeva solo dalle vibrazioni dei legami chimici che costituiscono il composto in esame. Questo fa sì che lo spettro Raman costituisca una impronta digitale del campione in esame.

4 Strumentazione µ-Raman

5 Le vibrazioni possono essere di: stiramento simmetrico stiramento asimmetrico oppure di: deformazione I modi di deformazione possono essere: scissoring (a forbice nel piano); rocking (oscillazione nel piano); wagging (ondeggio fuori del piano); twisting (torsione fuori dal piano).

6 Spettroscopia µ-Raman applicata aminerali importanti da un punto di vista ambientale: i serpentini Tetrahedra SiO 4 OH - groups Mg 2+ La struttura cristallina è formata da strati tetraedrici, da strati ottaedrici e da un interstrato vuoto. Al centro di ogni tetraedro cè il Si, al centro di ogni ottaedro prevalentemente Mg.

7 incidence of pleural mesothelioma. spectral region > 1000 cm -1 : as Si-O b -Si spectral region ~ 900 cm -1 : s O-SiO- band 760 cm -1 : s Si-O b -Si band 679 cm -1 : 1 (Ag) Si-O b -Si Fig. 1 – prismatic and acicular fluoro-edenite. Characterization by Micro-Raman Fig. 4 – Raman spectra obtained on fluoro-edenite (see Fig. 1); deconvolutions carried out using OPUS software. Micro-Raman spectra of fluoro-edenite (Fig. 4) were recorded at the Department of Environmental and Life Science (University of Eastern Piedmont) using a Jobin Yvon µ-Raman HR-800 LabRaman spectrometer, equipped with a He-Ne ( λ = nm) laser, a CCD air-cooled detector, and an Olympus BX 41 microscope. Bands at frequencies < 650 cm -1 are the result of vibrational modes of the octahedral MO 6 (M= octahedral cation) and of deformation modes of the ribbons (Si 4 O 11 ) and the F-O bonds. Its chemical formula is: A (Na 0.56 K 0.15 ) B (Na 0.30 Ca 1.62 Mg 0.03 Mn 0.05 ) C (Mg 4.68 Fe Fe Ti ) T (Si 7.42 Al 0.58 )O 22 O3 (F 1.98 Cl 0.02 ) 2 FLUORO-EDENITE Fluoro-edenite is a new amphibole found in lavas from Mt Etna (Biancavilla-Sicily). Widely used in the past as a building material, it has been implicated in an abnormal incidence of pleural mesothelioma. spectral region > 1000 cm -1 : as Si-O b -Si spectral region ~ 900 cm -1 : s O-SiO- band 760 cm -1 : s Si-O b -Si band 679 cm -1 : 1 (Ag) Si-O b -Si Fig. 1 – prismatic and acicular fluoro-edenite. Characterization by Micro-Raman Fig. 4 – Raman spectra obtained on fluoro-edenite (see Fig. 1); deconvolutions carried out using OPUS software. Micro-Raman spectra of fluoro-edenite (Fig. 4) were recorded at the Department of Environmental and Life Science (University of Eastern Piedmont) using a Jobin Yvon µ-Raman HR-800 LabRaman spectrometer, equipped with a He-Ne ( λ = nm) laser, a CCD air-cooled detector, and an Olympus BX 41 microscope. Bands at frequencies < 650 cm -1 are the result of vibrational modes of the octahedral MO 6 (M= octahedral cation) and of deformation modes of the ribbons (Si 4 O 11 ) and the F-O bonds. Its chemical formula is: A (Na 0.56 K 0.15 ) B (Na 0.30 Ca 1.62 Mg 0.03 Mn 0.05 ) C (Mg 4.68 Fe Fe Ti ) T (Si 7.42 Al 0.58 )O 22 O3 (F 1.98 Cl 0.02 ) 2 FLUORO-EDENITE Per compensare le differenze di dimensioni dello strato ottaedrico rispetto a quello tetraedrico, nei minerali del serpentino sono adottate tre stategie: a) vicarianza di Al-Si nello strato tetraedrico e modeste rotazioni dei tetraedri : lizardite; b)arrotolamento degli strati: crisotilo; c)rotazione dello strato tetraedrico ogni 8 tetraedri: antigorite.

8 ν s (SiOSi) ν as (SiOSi)

9

10

11 CrisotiloAntigoriteLizardite 1105 m1096 m f- 692 mf683 mf690 mf 620 m635 m630 m -520 m510 m 389 mf375 mf mf 345 m-350 m 231 f230 mf233 mf

12 Ctl

13

14 Lizardite bastiteLizardite vena Lizardite mesh SiO Cr 2 O Al 2 O MgO Totale Cationi calcolati sulla base di 7 ossigeni anidri Si Cr Al IV Al VI Al Fe Mg Ni0.000

15 SPETTROSCOPIA µ-RAMAN APPLICATA AGLI ANFIBOLI FIBROSI Tetraedri SiO 4 gruppi OH - Ca 2+, Na + (coord. 8) Fe 2+, Mg 2+ (coord. 6) Fe 2+, Mg 2+, Fe 3+, Al 3+, Ti 4+ Actinolite : Ca 2 (Mg,Fe 2+ ) 5 [Si 8 O 22 (OH) 2 ] Amosite : (Fe 2+,Mg) 7 [Si 8 O 22 (OH) 2 ] Antofillite : (Mg,Fe 2+ ) 7 [Si 8 O 22 (OH) 2 ] Tremolite : Ca 2 Mg 5 [Si 8 O 22 (OH) 2 ] Crocidolite : Na 2 Fe 2+ 3 Fe 3+ 2 [Si 8 O 22 (OH) 2 ]

16 ν s (SiOSi) ν as (SiOSi)Antophyllite

17 Immagine SEM Actinolite ν s (SiOSi)

18 ν as (SiOSi)Amosite

19 ν s (SiOSi) ν as (SiOSi)Tremolite

20 ν s (SiOSi) ν as (SiOSi) Crocidolite SEM image

21 Amosite Chrysotile Tremolite νsνsνsνs ν as Amosite Anthophyllite Actinolite Tremolite , 1031 Crocidolite664, Chrysotile Antophyllite Crocidolite Actinolite

22 Località Monte Calvario ALTRI MINERALI FIBROSI NON CLASSIFICATI AMIANTI CARLOSTURANITE Serpentiniti di Sampeyre (Val Varaita) FLUORO-EDENITE Biancavilla (CT)

23 Fluoro-edenite Tremolite A(Na,K)B(Na,Ca,Mg, Mn) 2 C(Mg,Fe 2+,Fe 3+ Ti 4+ ) 5 T(Si,Al)O 22 O 3 (F,Cl) 2

24 C E D A B

25 Analisi chimiche semi-quantitative ottenute con SEM-WDS CAMPIONE 3RIF WT % P2O5P2O SiO TiO Al 2 O MgO CaO MnO FeO Na 2 O K2OK2O F Cl

26

27 Carlosturanite

28

29

30 Carlosturanite 127

31 Applicazione su cementi-amianti CC: Calcite Ch: crisotilo Cr: Crocidolite

32 Crocidolite

33 Spettro Raman del crisotilo Spettro Raman del cemento

34 In conclusione In conclusione a)la tecnica Raman permette una rapida identificazione di fasi mineralogiche con composizione chimica e struttura cristallina poco differenti e, tramite labbinamento ad un microscopio ottico, permette di individuare con precisione le singole fasi mineralogiche in campioni polimineralici; b)non necessita di preparazione del campione, quindi permette di asssociare limmagine ottica alla fase minerale.

35 Applicazioni a campioni istologici fibra cellula

36

37 La dott.ssa Daniela Gastaldi La dott.ssa Simona Cairo La dott.ssa Elisa Fornero Il dott. Mario Allegrina Il dott. Giovanni Albertazzi Senza il cui prezioso lavoro questi risultati non sarebbero stati raggiunti Desidererei rngraziare:

38 GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

39 PUBBLICAZIONIPUBBLICAZIONI Belluso, E., Fornero, E., Albertazzi, G., Cairo, S., Rinaudo, C. (2006) Micro-Raman as method to distinguish carlosturanite from serpentine minerals. Canadian Mineralogist (in press). Groppo, C., Rinaudo, C., Cairo, S., Gastaldi, D. & Compagnoni, R. (2006): Micro-Raman Spectroscopy for a quick and reliable identification of serpentine minerals from ultramafics, European Journal of Mineralogy, 18, Rinaudo C., S. Cairo, D. Gastaldi, A. Gianfagna, S. Mazziotti Tagliani, G. Tosi, C.Conti (2006) Characterization of fluoro-edenite by µ-Raman and µ-FTIR spectroscopy, Mineralogical Magazine 70(3), Rinaudo, C., Gastaldi, D., Belluso, E. & Capella S. (2005): Application of Raman Spectroscopy on asbestos fibre identification, Neues Jahrbuch für Mineralogie, 128/1, Rinaudo, C., Belluso, E. & Gastaldi, D. (2004): Assessment of the use of Raman spectroscopy for the determination of amphibole asbestos, Mineralogical Magazine, 68, Rinaudo, C., Gastaldi, D. & Belluso, E. (2003): Characterization of chrysotile, antigorite and lizardite by FT-Raman Spectroscopy, Canadian Mineralogist, 41, Rinaudo, C., Gastaldi, D. & Belluso, E. (2003): La spettroscopia Raman: tecnica di identificazione rapida di fibre di asbesto, Siti contaminati, 2,


Scaricare ppt "RAMAN, MINERALI ED AMBIENTE C.Rinaudo Dipartimento di Scienze dellambiente e della vita- Università degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro."

Presentazioni simili


Annunci Google