现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱.ppt

检流计、微安表，电位计、数字电压表、记录仪、示波器及计算机等进行仪器自动控制和结果处理 1.4 检测器 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。 1.5 结果显示记录系统 2. 分光光度计的类型 简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。 自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。 2.1 单光束型 2.2 双光束型 2.3 双波长型 通过波长选择可方便地校正背景吸收：消除吸收光谱重叠的干扰，适合于混浊液和多组分化合物分析； 只使用一个吸收池：参比溶液即被测溶液，避免了单波长法中因被测溶液与参比溶液在组成、均匀性上的差异及两个吸收池之间的差异所引入的误差。 光路图： 光路图： 1. 定性分析 2. 定量分析 3. 纯度检查 结构辅助解析 第五节 紫外-可见吸收光谱法的应用 有机化合物紫外吸收光谱：反映结构中生色团和助色团的特性，可作为定性依据，但不完全反映分子特性； 计算吸收峰波长，可以确定共扼体系； 标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图。 1. 定性分析 紫外光谱相同，两种化合物有时不一定相同，只有当?max ，?max都相同时，可认为两者是同一物质。 无机物的吸收光谱： 计算吸收边---获得材料光学带隙值； 吸收峰的位移反应材料的尺寸、掺杂浓度、缺陷等信息； 反应薄膜材料透光性能---窗口层材料应用； 判断半导体带隙类型： 吸收系数α与光子能量的指数关系： 正比于1/2次方----直接带隙材料 正比于3/2次方----间接带隙材料 间接跃迁吸收+直接跃迁吸收 2. 定量分析 定量依据：朗伯-比耳定律， 吸光度 A= kcl 灵敏度高： ?max在104～105 之间（比红外大） 测量误差与吸光度读数有关：A=0.434时读数相对误差最小；吸光度在0.2-0.8之间，误差较小，测定较准确。 某些国家将数百种药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入药典，作为定性定量依据； 3. 纯度检查 如果一化合物在紫外区没有吸收，而其中的杂质有较强吸收，就可以方便地检出该化合物中的痕量杂质。 甲醇或乙醇中杂质苯：可利用苯在256nm处的B吸收带，而甲醇或乙醇在此波长处几乎没有吸收； 四氯化碳中二硫化碳杂质：可观察318nm处有无二硫化碳的吸收峰即可。 4. 有机化合物结构辅助解析 200-400nm 无吸收峰：饱和化合物或单烯化合物 220-280nm 无吸收峰：化合物中不含苯环、共轭双键、醛基、酮基、溴和碘 210-250 nm有强吸收峰(ε≥104)：表明含有一个共轭体系(K带) 。共轭二烯：K带?230 nm；?? ?-不饱和醛酮：K带?230 nm ，R带?310-330 nm 可获得的结构信息： 250-300 nm 有中等强度的吸收峰(ε=200-2000)：芳环的特征 吸收(具有精细解构的B带)，化合物含芳环 270-300 nm有随溶剂极性增大向短波方向移动的弱吸收带：化合物中有羟基基团 270-350 nm有弱吸收峰(ε=10-100)：醛酮 n→π* 跃迁产生的R 带 260nm, 300 nm, 330 nm有强吸收峰：有3、4、5个双键的共轭体系 光谱解析注意事项： 确认?max，并算出logε，初步估计属于何种吸收带； 观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系； 须考虑pH值的影响。 溶剂本身有紫外吸收，选用溶剂时须注意其最低波长极限： 3.3 溶剂选择的原则 比较未知物与已知物的吸收光谱时，必须采用相同的溶剂； 应竟可能地使用非极性溶剂，以便获得物质吸收光谱的特征精细结构； 所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。 1. 半导体材料的光吸收谱线 2. 半导体材料的吸收类型 3. 纳米材料的吸收光谱 第三节 半导体与纳米材料的光吸收 吸收光谱位置对比 半导体材料的几种吸收类型 产生激子吸收的材料 1. 常见半导体材料极低温状态 2. 染料分子与有机高分子半导体材料 ---微区晶体---分子吸收与晶体吸收的叠合 短程无序，长程有序 能级结构既有有机分子的特点 又类似无机材料的能带结构。 含有分立能级的能带 通过调节分子结构，获得带隙较小的高分子材料，可以扩展光吸收范围。 硫化铅+硒化镉量子点薄膜的吸收光谱 3. 半导体材料尺度纳米化—量子尺寸效应 影响纳米材料吸收光谱的因素 1. 材料状态 薄膜状态 分散的颗粒状态 分子链 ---自组装成纳米线 2. 材料形貌与