紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的應(yīng)用與發(fā)展趨向之研究

季巖

摘 要：紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)有著廣泛的應(yīng)用范圍，其在機(jī)械制造、農(nóng)業(yè)林業(yè)以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的應(yīng)用價(jià)值。該文對(duì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理以及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，還對(duì)其未來(lái)發(fā)展前景進(jìn)行了展望，希望可以促進(jìn)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的推廣，使其發(fā)揮出更大的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 原理 應(yīng)用 發(fā)展

中圖分類號(hào)：TH744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0222-02

隨著科技的不斷發(fā)展，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，相關(guān)人員也對(duì)分光光度計(jì)儀器進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新，使得這種儀器的功能越來(lái)越多，應(yīng)用的價(jià)值也越來(lái)越高，下面筆者對(duì)其具體的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)工作原理

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)是由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器、信號(hào)顯示器組成的，其具有較高的靈敏度以及準(zhǔn)確度，使用濃度的范圍也比較廣，分析成本較低，操作也比較簡(jiǎn)單，所以在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)儀器時(shí)，首先讓光線通過(guò)狹縫投向單色器，比如棱鏡或者光柵。然后光線會(huì)被分解成連續(xù)的色帶，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后可以形成具有一定譜帶寬度的單色光。之所以讓光纖通過(guò)狹小的縫隙是為了在連續(xù)的色帶上截取一小段光譜，狹縫的大小會(huì)影響單色光譜帶的寬度。光線通過(guò)吸收池和光電倍增管后，光信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過(guò)放大處理后，可以在顯示器上直接顯示出來(lái)。

2 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的應(yīng)用

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)主要用于物質(zhì)定性、定量分析，可以對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)、純度、未知物含量以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行測(cè)定與研究。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)有著廣泛的應(yīng)用范圍，不同的實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)定方法也有較大差異。

2.1 化合物的鑒定

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)是化合物鑒定中常用的方法，實(shí)驗(yàn)人員主要是對(duì)未知純化合物的光譜和已知純化合物光譜進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)吸收峰數(shù)目、位置相對(duì)強(qiáng)度、吸收峰形狀等內(nèi)容均有較大程度的相似，則可以鑒定為同一化合物。

2.2 結(jié)構(gòu)分析

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)是根據(jù)物質(zhì)分子對(duì)波長(zhǎng)在200～760 nm范圍內(nèi)電磁波吸收特性來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，其具有重現(xiàn)性較好的優(yōu)點(diǎn)。不同物質(zhì)有著不同的分子空間結(jié)構(gòu)，而且吸收光能量的情況也有著較大差異，每種物質(zhì)都有著獨(dú)特的吸收光譜曲線，所以在對(duì)吸收光譜上的某些特征波長(zhǎng)的吸光度進(jìn)行分析與對(duì)比后，就能確定物質(zhì)的成分以及結(jié)構(gòu)。在分析實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員需要遵照以下規(guī)律：第一，在220～280 nm無(wú)吸收表明不含有苯環(huán)、共軛雙鍵等；第二，在210～250 nm范圍內(nèi)有吸收表明含有共軛雙鍵等。

2.3 純度檢驗(yàn)

在純度檢驗(yàn)中，主要是利用紫外吸收光譜測(cè)定化合物中是否含有雜質(zhì)，可以檢驗(yàn)出化合物中是否含有微量的具有紫外吸收的雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)人員只需要對(duì)化合物紫外可見(jiàn)光區(qū)是夠出現(xiàn)明顯的吸收峰進(jìn)行檢查，就可以判斷出是夠存在雜質(zhì)，從而達(dá)到化合物純度檢驗(yàn)的目的。

2.4 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)還可以用于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，利用分光光度法可以得出一些化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)，在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的溫度條件下，得到相應(yīng)的速度數(shù)據(jù)，從而判斷出反映活化能。

2.5 絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定

絡(luò)合物是金屬離子與有機(jī)物形成的物質(zhì)，其在紫外可見(jiàn)區(qū)具有吸收特性，所以，采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)方法，可以了解絡(luò)合物的組成，還可以對(duì)穩(wěn)定常數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

2.6 未知濃度的測(cè)定

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在測(cè)定物質(zhì)含量領(lǐng)域有著最為廣泛的應(yīng)用，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法，對(duì)摩爾吸光系數(shù)的樣品進(jìn)行吸光度的測(cè)定，結(jié)合公式A=εbc，就可以計(jì)算出未知濃度的大小。有的樣品摩爾吸光系數(shù)不確定，則需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行測(cè)定。以銻磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定磷含量為例，筆者對(duì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行分析與介紹。

實(shí)驗(yàn)前，準(zhǔn)備不同含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在一定波長(zhǎng)下得出吸光度值，然后繪制出吸光光譜曲線，具體如圖2所示。擬合線性方程：y=0.00478x+0.001，R=0.99994，線性關(guān)系良好。根據(jù)測(cè)定的未知樣品吸光度（y），帶入方程得到含量（x）。由此可見(jiàn)，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在未知濃度測(cè)定中有著良好的應(yīng)用。

2.7 注意事項(xiàng)

采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定方法時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行安全性檢查，在使用比色皿時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)人員的手指應(yīng)輕輕捏住比色皿的毛玻璃面，不能碰觸到透光面，會(huì)污染比色皿，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在測(cè)定溶液吸光度時(shí)，應(yīng)按照從稀到濃的順序，反之則容易出現(xiàn)測(cè)量誤差。另外，每臺(tái)機(jī)器都會(huì)應(yīng)配套專門的比色皿，而且不同比色皿之間不可隨意調(diào)換表面皿，不了解這些注意事項(xiàng)，容易引起實(shí)驗(yàn)誤差。

3 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，本質(zhì)上沒(méi)有太大的改變，但是相關(guān)儀器設(shè)備得到了優(yōu)化，隨著光學(xué)設(shè)計(jì)以及電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)研究人員設(shè)計(jì)出了新的軟件，降低了儀器使用的難度，提高了儀器設(shè)備的可靠性。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在應(yīng)用的過(guò)程中需要借助較多的檢測(cè)器，工作效率大大提高了，可以對(duì)大樣品進(jìn)行測(cè)試，還能對(duì)固體樣品進(jìn)行分析，增加了快速掃描等功能。在當(dāng)前社會(huì)，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量還應(yīng)用了高分辨數(shù)字成像這一新的技術(shù)，這也是這一領(lǐng)域新的創(chuàng)新。另外，國(guó)外有公司將二極管陣列的制造與光纖采樣相結(jié)合制造出了新的儀器，能對(duì)沸騰的液體進(jìn)行原位檢測(cè)，還能在線監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng)，與常規(guī)儀器相比，新的檢測(cè)方法可檢測(cè)濃度上漲了千倍。

4 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的原理以及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，其有著廣泛的應(yīng)用范圍，也收到了良好的應(yīng)用效果。科技在不斷進(jìn)步，測(cè)定儀器也在不斷優(yōu)化，隨著紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，其測(cè)定的精密度以及準(zhǔn)確度有著較大的提高，相關(guān)工作人員需要規(guī)范操作，減少實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的失誤，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而保證科研的嚴(yán)謹(jǐn)性。

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