一、荧光光谱仪介绍
一、荧光光谱仪原理
在吸收紫外和可见电磁辐射的过程中,分子会发生跃迁,产生激发电子态。大多数分子通过与其它分子的碰撞,以热的形式散发掉这部分能量。而部分分子则以光的形式放这部分能量,放射光的波长不同于所吸收辐射的波长。这一过程被称为光致发光。
分子发光包括荧光、磷光、化学发光、生物发光和散射光谱等。基于化合物的荧光测量方法称为分子荧光光谱法。当被测的荧光物质在激发光照射下发出荧光时,经过单色器变成单色荧光后照射于光电倍增管上,由其所发生的光电流经过放大器放大并输至记录仪。采用双单色器系统,可分别测量激发光谱和荧光光谱。
二、荧光光谱仪分类
荧光光谱仪是测定材料发光性能的基本设备,主要分为三种类型:
1. 基本型:适用于200-800 nm的紫外可见波段的稳态光谱测量。
2. 扩展型:覆盖200-1700 nm波段的紫外可见-近稳态光谱仪。
3. 综合型:覆盖上述两个波段,并具备测量瞬态光谱的功能。
三、荧光光谱仪主要部件
荧光光谱仪的主要部件包括光源、单色器、狭缝、检测器、样品池和测试仪器等。其中,光源提供不同波长的激发光;单色器则负责将光源发出的复色光变成单色光,同时将发出的荧光与杂散光分离;检测器通常为光电倍增管;样品池一般为四面透明的正方形石英池。
四、荧光光谱仪的主要用途
荧光光谱仪广泛应用于多个领域,包括但不限于:
1. 测量荧光激发光谱和发射光谱。
2. 同步荧光扫描光谱。
3. 三维光谱分析(3D)。
4. Time Base和CWA固定波长单点测量。
5. 荧光寿命测量,包括寿命分辨及时间分辨。
6. 计算机采集和处理光谱数据等。
五、荧光与磷光及分析技术
一、荧光与磷光现象及产生原理
荧光和磷光是分子在受到激发后的两种发光现象。荧光的产生是分子从第一激发单重态的最低振动能级跃回基态;而磷光则是分子从第一激发三重态的最低振动能级跃回基态。这两种现象的激发与发射光谱都提供了有关分子结构和化学环境的重要信息。
二、荧光光谱的特点及分析基础
荧光光谱具有多种特点,如Stokes位移、发射光谱形状与激发波长无关等。这些特点为荧光分析提供了定性和定量的基础。荧光寿命和量子产率等参数也为深入分析提供了依据。
三、荧光分析的应用及影响因素
荧光分析广泛应用于固体粉末、晶体、薄膜、液体等样品的分析。其优点包括灵敏度高、选择性强、试样量少等。荧光分析的结果受多种因素影响,如物质的化学结构、环境极性、黏度等。在进行荧光分析时,需要充分考虑这些因素。
六、其他光谱仪器简介
X射线荧光光谱仪(XRF光谱仪)利用高能量X射线或伽玛射线激发材料,从而产生特定波长的荧光辐射,常用于元素分析和化学分析。光谱仪则基于物质在不同波长的光照射下,分子吸收特定波长的光能引起振动能级的跃迁,进而形成吸收光谱,常用于分析物质的化学结构和组成。