棱镜单色器是利用不同波长的光在棱镜内折射率不同将复合光色散为单色光,这种现象称为棱镜的色散作用。常用的棱镜由玻璃或石英制成。可见光范围常采用玻璃棱镜,其色散力强,价格低廉,但是玻璃吸收紫外光,所以不宜用于紫外光区。紫外光范围常用石英作为材料,石英棱镜的工作波长范围为185~4000nm,在紫外光区有较好的分辨力,而且也适用于可见光区和近红外光区。棱镜单色器的特点是波长越短,色散程度越好。越趋向长波,色散程度越差,所以,单色器用棱镜的分光光度计,其波长刻度在紫外光区可达到0.2nm,而在长波段,只能达到5nm。紫外分光光度计的单色器是将光源发出的连续光谱分解成单色光,并能准确方便地“取出”所需要的某一波长的光的光学装置,它是光度计的心脏。单色器主要由狭缝、色散元件和透镜系统组成。其中色散元件是单色器的主要部件。常用的色散元件是棱镜、光栅,或者是两者的组合。
紫外分光光度法是根据物质的吸收光谱,来研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。车载紫外可见分光光度计选择
波长的准确性:*有16种偏差超过1nm,其余大多在01~1之间。其中突出的是Varian的Cary100/300,它们在6561nm处的波长准确性达到了002nm的水平。波长重复性大于05nm的*7种,01~05nm之间的占了多数,共有68种,还有相当数量的产品达到了优于01nm的水平。如Agilent的8453(002)、Beckman的DU7000series(005)、Camspec的M400T/PC(005)、GBC的Centra10/20/40(004)、Hitachi的U3010/3310(005)、PerkinElmer的Lambda系列(002~005)、ScincoCO的S-1100/3130/3150(002)、Shimadzu的MS1500(001)和UV1201(003)、Varian的Cary系列(0008~0025)等。虽然从原理上,固定光栅型的设计结构固定、简单,易于实现好的波长准确性和重复性,但扫描光栅的设计制造工艺已十分成熟。光谱范围紫外可见光谱区通常指190nm~780nm的波长范围,但实际的分光光度计设计中,经常将波长向长波方向拓展,进入短波近红外区。在120多种国外产品中,有52种波长≤900nm,其中≤800nm的*11种。而>900nm的有72种,占了多数。固定光栅型受硅阵列探测器的限制,1100nm是其波长的上限。扫描光栅型使用分立光电器件,波长的扩展更为灵活。
环境检测紫外可见分光光度计对比紫外分光光度计的带宽(bandwidth)很大程度上依赖于单色仪的狭缝的宽度。
为了保障在190~1100nm区域内的高信噪比,目前的仪器均采用两只光源灯互补使用,即在紫外区采用氘灯,而在可见区使用钨灯,两只灯的选择采用旋转光源镜来切换。
众所周知,紫外可见分光光度计的光源部需要经常更换光源灯(钨灯或氘灯),一般来说这种工作均由仪器厂家的工程师来进行;如果仪器用户自己可以掌握这种更换和调整技术,既能节约等待时间又能节省维修费用,可谓一举两得。
虽然有些用户也曾经自行尝试过这种工作,但往往效果不太理想,究其原因则是没有掌握要领,他们将这种更换光源灯的工作看做与更换室内照明灯泡的性质一样,认为只要换上的光源灯被亮即万事大吉;为此,我谈谈这方面的调整要领。
一般简易型分光光度计的光源室**设计了一支钨灯来涵盖整个波长区域的使用,由于钨灯的能量在紫外区很弱,因此、此类仪器在紫外区的测量信号的噪声较大。
也有**的紫外分光光度计,同理、光源灯就改用一支氘灯了。
双光束型则是通过一个斩光轮(mirroredchopperwheel)将一束光分成两束,分别测量对照样品和实际样品。可MIN光漂移(lampdrift)和减少测量时间。一些双光型光度计不利用斩光轮,而是利用一种光束分光器来代替,将一束光分成两束平行的光然后同时测量对照样品和目的样品。因为增加了测量的速度,所以双光束分光光度计在测量一些溶液随时间动态变化的研究中大有用处。光学构造(OPTICALCONFIGURATION)一般来说,紫外光分光光度计分为单光束和双光束两类。顾名思义,单光束型主要是依赖单束光进行测量。一束给定波长的光通过对照物,然后再通过实际样品溶液,就能得到吸光结果。 在选择紫外可见分光光度计之前, 需要了解仪器的基础构架,有哪些地方是消耗品,有想哪些需要维修保养。
紫外-可见吸收光谱为什么有些化合物是有色的,而另一些化合物却没有?共轭与颜色有什么关系?我们必须对光谱中可见光部分和附近的不同波长处的光吸收进行精确测量。商业光谱仪可对光谱中近紫外和可见部分光吸收进行精确测量。
可见光区域的光子能量为36-72kcal/mol,近紫外线区域(至200nm)的能量范围扩展至143kcal/mole。波长小于200nm的紫外线辐射难以处理,因此很少用作结构分析的常规工具。
当一束光照射物质时,上述能量会激发分子电子至更高能量的轨道。下图显示了有机分子中发生的各种电子激发的示意图,其包含六个跃迁。通常,只有三个低能量跃迁是通过200至800nm光的能量实现的,也就是说,能够吸收200-800nm区域光的分子应具有π电子系统和具有未成对电子对的杂原子。这种吸光基团称为生色团。
当样品分子暴露于具有与分子内可能的电子跃迁相匹配能量的光时,电子受光子激发从高的占据分子轨道(HOMO)跃迁到低的未占据分子轨道(LUMO),一些光能将被吸收,所产生的物质称为激发态物质。光谱仪记录吸收波长以及每个波长的吸收程度,所得光谱用吸光度(A)与波长的关系图表示。吸光度通常在0(无吸收)到2(99%吸收)的范围内。 分光光度法可以得出一些化学反应速度常数,并从两个或两个以上温度条件下得到的速度数据,得出反应活化能。**紫外可见分光光度计仪器
为了测量吸光值,分光光度计制造商通常使用光电倍增管(photo-multiplier tubes,PMTs)和光敏二极管。车载紫外可见分光光度计选择
吸收池是用于盛装待测液并决定待测溶液透光液层厚度的器皿,又称比色皿。吸收池一般为长方体,也有圆形或其它形状的。其底及两侧为毛玻璃,另两面为光学透光面。根据光学透光面的材质,吸收池又可分为玻璃吸收池和石英吸收池两种。玻璃吸收池用于可见光区测定,石英吸收池用于紫外光区的测定。吸收池的规格以光程为标志。常用的吸收池规格有0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等。光栅实现上就是一系列等宽、等距离的平行狭缝,它是利用光的衍射与干涉作用制成的。光栅作为色散元件具有不少独特的优点,光栅单色器的分辨率比棱镜单色器的分辨率高,可精确到0.2nm,而且可用的波长范围也比棱镜单色器的范围宽。所以,目前生产的紫外可见分光光度计大多采用光栅作为色散元件。 车载紫外可见分光光度计选择
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