紫外吸收光譜儀

紫外吸收光譜儀

紫外吸收光譜儀是紫外可見光譜儀中的用途較廣的一種,其主要由光源、單色器、吸收池、檢測器以及數據處理及記錄(計算機)等部分組成,利用紫外-可見光譜法,可以研究金屬離子與有機物配體之間的絡合作用。

紫外吸收光譜儀的結構原理


1、光源 對光源的基本要求是應在儀器操作所需的光譜區域內能夠發射連續輻射,有足夠的輻射強度和良好的穩定性,而且輻射能量隨波長的變化應儘可能小。分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用於可見光區,如鎢絲燈鹵鎢燈;氣體放電光源用於紫外光區,如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的範圍在340-2500nm。這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關,在可見光區,輻射的能量與工作電壓4次方成正比。光電流與燈絲電壓的n次方(n>1)成正比。因此必須嚴格控制燈絲電壓,儀器必須配有穩壓裝置。氫燈和氘燈常用在在近紫外區測定。它們可在160-375nm範圍內產生連續光源。氘燈的燈管內充有氫的同位素氘,它是紫外光區應用最廣泛的一種光源,其光譜分佈與氫燈類似,但光強度比相同功率的氫燈要大3-5倍。 2、單色器 單色器是能從光源輻射的複合光中分出單色光的光學裝置,其主要功能:產生光譜純度高的波長且波長在紫外可見區域內任意可調。單色器一般由入射狹縫、准光器(透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件,起分光的作用。單色器的性能直接影響入射光的單色性,從而也影響到測定的靈敏度度、選擇性及校準曲線的線性關係等。能起分光作用的色散元件主要是稜鏡和光柵。 3、樣品池 樣品池用於盛放分析試樣,一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用於可見光區及紫外光區,玻璃吸收池只能用於可見光區。為減少光的損失,吸收池的光學面必須完全垂直於光束方向。在高精度的分析測定中(紫外區尤其重要),吸收池要挑選配對。因為吸收池材料的本身吸光特徵以及吸收池的光程長度的精度等對分析結果都有影響。 4、檢測器 檢測器的功能是檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化的一種裝置。常用的檢測器有光電池光電管和光電倍增管等。硒光電池對光的敏感範圍為300-800nm,其中又以500-600nm最為靈敏。這種光電池的特點是能產生可直接推動微安表或檢流計的光電流,但由於容易出現疲勞效應而只能用於低檔的分光光度計中。光電管在紫外-可見分光光度計上應用較為廣泛,其中光電倍增管是檢測微弱光最常用的光電元件。 5、輸出系統 它的作用是放大信號並以適當方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調節指零裝置以及數字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計裝配有微處理機,一方面可對分光光度計進行操作控制,另一方面可進行數據處理。

紫外吸收光譜儀的特點


1.用於有機化合物分析和檢定、同分異構的鑒別、一些無機材料結構測定等。 2.紫外光譜研究的是分子中生色基團和助色基團的特徵,而非整個分子的特性。 3.部分有機化合物在紫外區無吸收帶,有些物質的紫外光譜相同,應與紅外光譜、核磁共振譜等其他分析方法配合使用。 4.準確度較高,可定量分析。

紫外吸收光譜儀的原理


吸光光度法也稱做分光光度法,但是分光光度法的概念有些含糊,分光光度是指儀器的功能,即儀器進行分光並用光度法測定,這類儀器包括了分光光度計與原子吸收光譜儀(aas)。紫外-可見吸收光譜是物質中分子吸收200-800nm光譜區內的光而產生的。這種分子吸收光譜產生於價電子和分子軌道上的電子在電子能級躍遷(原子或分子中的電子,總是處在某一種運動狀態之中。每一種狀態都具有一定的能量,屬於一定的能級。這些電子由於各種原因(如受光、熱、電的激發)而從一個能級轉到另一個能級,稱為躍遷。)當這些電子吸收了外來輻射的能量就從一個能量較低的能級躍遷到一個能量較高的能級。因此,每一躍遷都對應著吸收一定的能量輻射。具有不同分子結構的各種物質,有對電磁輻射顯示選擇吸收的特性。吸光光度法就是基於這種物質對電磁輻射的選擇性吸收的特性而建立起來的,它屬於分子吸收光譜。

紫外吸收光譜儀的用途


1.固體研究中的特殊用途:玻璃結構研究 發光材料(特別是激光材料)的研究 材料光學性質研究(比如材料的呈色機制、寶玉石研究等) 2.定量分析:元素、化合物的定量分析。分光光度法,依據是朗珀-比爾定律。