手机版
化工仪器网手机版
化工仪器网小程序
官方微信
公众号：chem17
扫码关注视频号
材料视界 | 珀金埃尔默LAMBDA 1050+高分辨率扫描应用
LAMBDA 1050+是珀金埃尔默紫外/可见/近红外分光光度计系列的最新产品。该仪器采用多种最新的光学设计技术，包括全波长范围检测器、高分辨率、高能量光学系统搭配低杂散光全息光栅和多种自动设置采样模块。
高分辨率光谱仪能够用来研究小分子的化学键，可观测到精细的振动结构。LAMBDA 1050+采用Littrow设计的双单色仪，以及适用于紫外/可见光波段的1440条/mm定制全息光栅和适用于近红外光波段的360条/mm定制全息光栅。LAMBDA 1050+在紫外/可见区的分辨率（光谱带宽）小于0.05 nm。
本文将使用碘蒸气探索LAMBDA 1050+的高分辨率功能。碘是常见卤素中最重的元素（原子序号=53，原子量=127），室温下以固态形式存在，与它的蒸汽处于升华平衡状态。碘蒸气表现为紫色气体，能够吸收可见光。该吸收对应的是从单线态电子基态的最低振动能级到三重激发态的高振动能级的自旋禁阻跃迁。
实验
碘晶体（ACS）购自Mallinckrodt Chemicals（1008）。为了提高实验的灵敏度，使用100 mm圆柱形长光程石英比色皿（珀金埃尔默#B0631098）和圆柱形比色皿支架（珀金埃尔默#C0550303）（如下图所示）。将少量碘晶体加入比色皿中，塞紧。
本报告中使用的耗材：
碘晶体（ACS）（购自Mallinckrodt Chemicals，1008）。
100 mm圆柱形长光程石英比色皿（珀金埃尔默#B0631098）
圆柱形比色皿支架（珀金埃尔默 #C0550303）
一段时间后，可以在比色皿中看到有紫色气体形式的碘蒸气形成。将比色皿略微加热，加快这一过程。
为了确保获得最准确的峰位置，在测量之前使用氘发射谱线进行波长校准。设置将LAMBDA 1050+参数设置为在630-500 nm范围内扫描，0.05 nm狭缝、1.00秒响应时间和0.01 nm的数据间隔。以空气（空光束）为参照进行背景校正。当使用0.05 nm狭缝进行本实验时，应注意光能量大大降低。因此，使用较低的积分时间来确保噪声水平将大大降低，低至正在记录的实际振动跃迁水平之下。这样便降低了错误识别有噪声的实际跃迁峰的可能性。在上述条件下，基线峰-峰噪声水平测定小于0.002 A。（图1）
图1.570 nm-500 nm波段的基线吸光度图，展示了0.05 nm狭缝校正的部分基线的峰-峰噪声放大图。该噪声水平远低于被监测的振动跃迁的吸光度水平（点击查看大图）
结果
获得的碘蒸气扫描结果以及用于比较的基线如图2所示。注意，在所述条件下，振动跃迁远高于峰-峰基线噪声级。
图2.在100 mm光程长度的比色皿中用0.05 nm狭缝获得的碘蒸气光谱（红色）。基线（蓝色）用于比较（点击查看大图）
波长低于550 nm时，仅观测到v" = 0跃迁；波长高于570 nm时，仅观测到v" = 1跃迁。波长在550 nm-570 nm之间时，可以看到一系列双峰（图3）。长波长一侧的峰是由v" = 1振动态产生的，而短波长一侧的峰是v" = 0振动态产生的。
图3.540-575 nm波段的放大图，图中显示了双峰区域。长波长一侧的峰是由v" = 1振动态产生的，而短波长一侧的峰是v" = 0振动态产生的（点击查看大图）
530-500 nm波段的光谱区域有一些很窄的振动跃迁，在此情况下，需要使用分辨率为0.05 nm的单色仪才能完全分辨出最尖锐的吸收峰。图4是517.6-515 nm波段的碘蒸气光谱的放大图。实际原始数据点叠加在图上，以绿色点表示。图上标记的是完全分离的相邻峰，间隔0.04 nm。蓝色圈标注的是分辨出来的最窄的峰，间隔0.03 nm。基线以与蓝色迹线和曲线图底部相同的比例叠加，表明基线噪声本身非常低，消除了在此吸光度水平上产生假峰的可能性。
图4.517.6-515.0 nm波段碘蒸气光谱（红色）放大区域，显示出多次清晰的振动跃迁。图上叠加的是扫描获取的原始数据点（绿点）和相同比例的基线（蓝色）。间隔为0.04 nm时，峰完全分离；间隔为0.03 nm时，峰在多个位置均可分辨出来（点击查看大图）
515.54-515.80波段区域大幅放大（图5），其中由原始数据点界定的峰可确定为三重峰，而两个相邻峰的实际间隔为0.02 nm（515.73和515.75 nm）。
图5.515.54-515.80波段区域大幅放大，其中由原始数据点界定的峰可确定为三重峰，而两个相邻峰的实际间隔为0.02 nm（515.73和515.75 nm）（点击查看大图）
结论
超高分辨率扫描是分光光度计应用的一大突破。高能量光学系统组合，采用最小的分辨率（小于0.05 nm）和业界最佳波长精度（0.025 nm），让您可以自信地获取优质高分辨率的参考数据。
通过碘蒸气作为案例进行研究，结果表明，通常在间隔为0.04 nm可以分辨出吸收峰，甚至在间隔为0.03 nm和0.02 nm时，也是可能分辨出吸收峰的！
LAMBDA 1050+在0.05 nm带通扫描时的噪声水平非常低，因此能够可靠地识别碘蒸气的多个振动跃迁。LAMBDA 1050+的分辨率已被证明，是研究小分子振动跃迁量子力学以及多种要求较高的工业和学术应用的理想工具。
参考文献
1.D.P. Shoemaker, C.W. Garland, and J.I. Steinfeld,Experiments in Physical Chemistry, 8th ed. McGrawHill,New York, 2009.
2.Rodney J. Sime, Physical Chemistry, Saunders College Publishing, Philadelphia, 1990.
3.George, Simon; Krishnamurthy, N., Absorption spectrum of iodine vapor – An experiment, American Journal of Physics, Volume 57, Issue 9, pp. 850-853 (1989).
关注我们
欢迎点击阅读原文提交需求
免责声明
- 凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- 本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
最新产品
采购中心
