紫外可见漫反射光谱基本原理.docx

1、紫外可见漫反射光谱基本原理前言：1.紫外可见光谱利用的哪个波段的光？紫外光的波长范围为：10-400 nm;可见光的波长范围：400-760 nm;波长大于760 nm 为红外光。波长在 10-200 nm 范围内的称为远紫外光，波长在200-400 nm 的为近紫外光。而对于紫外可见光谱仪而言，人们一般利用近紫外光和可见光，一般测试范围为200-800 nm.2. 紫外可见漫反射光谱可以做什么？紫外可见漫反射（UV-Vis DRS ）可用于研究固体样品的光吸收性能，催化剂表面过渡金属离子及其配合物的结构、氧化状态、配位状态、配位对称性等。备注：这里不作详细展开，我们后面会结合实例进行分析。3

2、. 漫反射是什么？当光束入射至粉末状的晶面层时，一部分光在表层各晶粒面产生镜面反射（ specular reflection ）；另一部分光则折射入表层晶粒的内部，经部分吸收后射至内部晶粒界面，再发生反射、 折射吸收。如此多次重复， 最后由粉末表层朝各个方向反射出来，这种辐射称为漫反射光（ diffuse reflection ）。4. 紫外可见光谱的基本原理对于紫外可见光谱而言，不论是紫外可见吸收还是紫外可见漫反射，其产生的根本原因多为电子跃迁 .有机物的电子跃迁包括n- ,-跃迁等将放在紫外可见分光分度法中来介绍。对于无机物而言：a. 在过渡金属离子-配位体体系中，一方是电子给予体，另一方

3、为电子接受体。在光激发下，发生电荷转移，电子吸收某能量光子从给予体转移到接受体，在紫外区产生吸收光谱。其中， 电荷从金属（ Metal ）向配体 (Ligand) 进行转移， 称为 MLCT; 反之，电荷从配体向金属转移，称为 LMCT.b. 当过渡金属离子本身吸收光子激发发生内部d 轨道内的跃迁（d-d) 跃迁，引起配位场吸收带，需要能量较低，表现为在可见光区或近红外区的吸收光谱。c. 贵金属的表面等离子体共振：贵金属可看作自由电子体系，由导带电子决定其光学和电学性质。在金属等离子体理论中，若等离子体内部受到某种电磁扰动而使其一些区域电荷密度不为零，就会产生静电回复力，使其电荷分布发生振荡，

4、当电磁波的频率和等离子体振荡频率相同时，就会产生共振。这种共振，在宏观上就表现为金属纳米粒子对光的吸收。金属的表面等离子体共振是决定金属纳米颗粒光学性质的重要因素。 由于金属粒子内部等离子体共振激发或由于带间吸收，它们在紫外可见光区域具有吸收谱带。5. 紫外可见漫反射光谱的测试方法 积分球法积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳, 其典型功能就是收集光。积分球内壁涂白色漫反射层（一般为MgO 或者 BaSO4），且球内壁各点漫反射均匀。光源S 在球壁上任意一点B 上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。采用积分球的目的是为了收集所有的漫反射光，而通过积分球来测漫反射光谱的原理在于：由于样品对紫外可见光的吸收比参比（一般为BaSO4 ）要强，因此通过积分球收集到的漫反射光的信号要弱一些，这种信号的差异可以转化为紫外可见漫反射光谱。采用积分球可以避免光收集过程引起的漫反射的差异。6. 漫反射定律（ K-M 方程）漫反射定律描述一束单色光入射到一种既能吸收光，又能反射光的物体上的光学关系。注意点：1. 实际上，从上面的积分球方法中我们也可以看出，人们通常测量的不是绝对反射率R，而是一个相对于标准样品（一般为BaSO4 ）的相对反射率