仪器分析讲义-荧光光谱仪

王振领

2013.03.31荧光光谱分析

基本理论简介仪器构造及工作原理应用领域应用举例荧光光谱分析

基本理论发光(luminescence)的产生

HEAT（无发射跃迁）A

激发

发射AA*R具有这种发光行为的物质称为发光物质，亦称为荧光体、磷光体或发光体－Luminophor或Phosphor荧光光谱分析发光(luminescence)的分类发光物质可以被多种形式的能量激发，依据激发源的不同，可分为：光致发光（Photoluminescence)－电磁辐射（通常为紫外光）激发阴极射线发光（Cathodoluminescence)－高能电子束激发（10－30KV)场致发光（Fieldemissiondisplay)－低能电子束激发（0.50－10KV)电致发光（Electroluminescence)－电压激发（10－几百伏）X－射线发光（X-rayluminescence）－X-射线激发摩擦发光（Triboluminescence)－机械能激发化学发光（Chemiluminescence）－化学反应的能量激发

荧光光谱分析激发光谱（Excitationspectrum)激发光谱：指发光的某一谱线或谱带的强度随着激发光波长（或频率）的变化。激发光谱反映的是不同波长的光对材料的激发效果，用哪些波长的光激发有效，用哪些波长的光激发无效或效率低。测试方法：固定发射波长（em=固定值Xnm），在比Xnm低的一定波长范围内进行激发扫描.在激发光谱中X/2nm,X/3nm等处会出现光源的倍频峰，需滤掉。荧光光谱分析发射光谱（Emissionspectrum)发射光谱（亦称发光光谱）：指发光的能量按照波长或频率的分布情况，根据发光中心性质的不同可以是带状或线状谱，它决定了发光颜色。测试方法：固定激发波长（ex=固定值Xnm），在比Xnm高的一定波长范围内进行发射扫描.在发射光谱中2Xnm,3Xnm等处会出现光源的倍频峰，需选择合适的滤光片滤掉。荧光光谱分析荧光光谱分析

荧光光谱仪荧光光谱分析

荧光光谱仪荧光光谱分析

应用1）定性分析2）定量分析3）光催化材料荧光分析4）发光材料发光性能分析荧光光谱分析

应用举例李敏，王振领等，无机材料学报，2003，18，1261图6CeF3(a),CeF3:Tb3+(b)及CeF3:Tb3+/LaF3(核/壳)(c)纳米粒子溶液在紫外灯下的发光照片（254nm）.WangZhenling等，Chem.Mater.，2006，18，2030-2037.图7CeF3纳米粒子溶液的激发(a)、发射(b)和UV/vis吸收(c)光谱.发射光谱：峰值位于

327nm处的宽带归属于Ce3+的5d-4f

跃迁。激发光谱：由250nm处的强峰和几个肩峰组成,这是由于

Ce3+

的基态2F5/2

向激发态5d的不同能级间的跃迁造成的。

UV/vis

吸收光谱基本与其激发光谱一致。图9

乙醇溶液中Ce0.85Tb0.15F3纳米粒子的激发(a),

发射(b)及吸收(c)光谱.激发光谱、吸收光谱：与CeF3

纳米粒子的基本一致。发射光谱：300-400nm的弱峰属于Ce3+

的发射；

450-650nm的强峰归属于Tb3+

的发射(5D4-7FJ,J=6-3)。LaF3

体系Appl.Phys.Lett.

2008,93,141106.J.

RareEarth，2009,27,33-37.Diameter:750nm

thickness:300nm

NaGdF4:Yb3+,Er3+亚微米圆盘亚微米圆盘NaYF4:Yb,ErWangZhen