紫外可见近红外光谱仪（UV/VIS/NIR）

1. 项目介绍

1.1 紫外可见近红外光谱（UV/VIS/NIR）是利用物质中的分子或基团吸收入射的紫外、可见及近红外光能量，产生特征性带状光谱，从而测定、分析、推断物质的组成、含量及结构的分析方法。该技术主要研究物质分子对光吸收的相对强度，可表征化合物中价电子的跃迁，辅助确定化合物的结构与性质。

1.2 本技术既可进行定性分析（主要分析分子中含有的官能团），也可进行定量分析，适用于无机及有机化合物。

1.3 UV/VIS/NIR广泛应用于化学、材料、生物、环境及制药等领域，可用于化合物鉴定、浓度定量、带隙计算、光学性能评价及反应动力学研究。

2. 样品要求

2.1 粉末样品：称样量不少于100 mg。样品量较少时会掺入硫酸钡压片后测试（硫酸钡作为空白用于扣背景），因此不建议回收样品。

2.2 薄膜/块体样品：尺寸控制在1 cm × 1 cm左右，测试时务必注明测试面。

2.3 液体样品：用量为10～15 mL。所用溶剂需无毒、无刺激性气味（非水溶剂需自备空白溶剂用于扣背景），并请告知样品浓度。

2.4 基底上带膜的块体样品：若需扣除基底影响，请准备2块空白基底。

2.5 反射率说明：紫外测试中的反射率均为相对反射率，即相对于某一标准样品的反射率，计算公式为 R‘∞ = R∞（样品）/ R∞（参比物）。常用参比物质为聚四氟乙烯标准品或硫酸钡（BaSO₄）白板。

3. 常见问题

3.1 紫外测试需要注意什么？

注明Y轴的数据模式。

3.2 Y轴的数据模式有哪些？

A（吸光度）、R（反射率）、T（透过率）。

3.3 如何计算吸收率？

收率其实是个不太严谨的概念，可理解为1-R%-T%的结果。但是实际应用中，吸收率的换算并不准确。因为无论是R%还是T%，本身测的都是相对的数值，且透过的测试和反射的测试，光打在样品的区域未必是一致的，导致1- R%-T%结果的误差，甚至出现负值。一般测试中，我们也不建议去算吸收率。严格意义讲，吸收率主要体现在特殊的薄膜材料，均质的，光学玻璃等。液体样品需要吸收率的数据，如果要用1-R%-T%去计算，确保样品比较稀，散射比较小或者可以忽略，这样R%就可以忽略；可预约透过率测试，得到透过率T%，再去1-T%。

3.4 紫外数据的吸光度可以大于1吗？

吸光度A的定义是透射率T的负对数：A=-lgT，公式中T是透射比，T不能大于 1， A是计算值，没有限定。根据朗伯比尔定律，吸光度超过1，说明90%的紫外光都被样品吸收了，因此吸光度超过1，表示浓度比较大，但并不是说没有透光率了，吸光度为1只是一个临界值而已。

3.5 什么是积分球，在什么情况下使用积分球？

光通过固体样品时，因产生折射而使光束改变方向，因此，光 路未放置样品时（100％光）与样品透射率测定时，入射检测器的光束 形状是不同的。若样品带有类似透镜的曲面时，两者之间的差异更大，下图a是直接受光的情况，测定光超出检测器的受光面，多数场合出现 透射率大幅度降低。与此相反根据样品的光折射，有时测定光集中于 受光面灵敏度高的部分，透射率的测定结果比预期的要好。为避免这样 的误差，需要有一个根据光束形状的变化能将透过样品的全部光能量均 一补足的受光部。欲达到此目的，图 b中的积分球是最合适的方式。 这种方式光束只要由入射窗进入球内，那么在球内的白色扩散面就均一反 射，然后通过球的小孔使光进入检测器。积分球唯一的缺点是球内产生 扩散反射，光能量损失较大，使灵敏度降低。

 3.6 为什么透过率 T可以超过 100％，吸收值A可以为负值？

A=log(1/T)，所以透过率超过 100％和吸收值为负等价。透过率的定义为投射光和入射光之比，可实际上并无法测量入射光。实际测 定值为参比/样品，当参比的吸收值高于样品时，透过率就会超过 100％， 吸收值即为负值。

3.7 如何使用UV更好的测定浓度高的溶液？

对于一般的紫外仪器，当吸光度超过 1ABS时，易出现测定误差。如果浓度再高则需要稀释或使用短光程池使吸收值降低后再测定， 也可以使用杂散光更低的仪器进行测量。

3.8 UV-3600和积分球测试反射率时样品在 1900-2600nm范围有向上有峰，什么原因呢?

这个问题是一个普遍的问题，是积分球白板硫酸钡吸收所致， 由于硫酸钡吸收了水分，然后再用它做参比，测试出来的样品反射率会 偏高，可以偿试使用纯度更高或者更加干燥的硫酸钡重新压制硫酸钡白 板可以解决该问题，同时，注意硫酸钡白板的干燥性。

3.9 紫外测试中反射图谱为什么会出现许多毛刺峰？

可能的原因：样品不均匀，导致出现毛刺峰；样品本身性质，在某波段会出现毛刺峰（参考文献）。可以 用Origin作图，平滑去掉毛刺峰即可。