《紫外光譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、紫外光譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用環(huán)境科學(xué)與工程鮑海燕20132129摘要：隨著現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，紫外光譜得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善，尤其在環(huán)境分析中的應(yīng)用越來越普遍。本文主要介紹紫外光譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用，并介紹其基本原理和儀器結(jié)構(gòu)，概述了紫外光譜法的特點(diǎn)以及注意事項。最終得到該方法是一種具有廣譜適用性的分析方法。關(guān)鍵詞：紫外光譜法，原理，應(yīng)用一、引言隨著全球各類污染事件的頻繁發(fā)生，環(huán)境污染越來越受到社會各界的關(guān)注，無論是水體污染，還是大氣污染，都需要借助于有效的監(jiān)測手段和先進(jìn)的監(jiān)測儀器來對環(huán)境中污染物的種類及濃度

2、進(jìn)行精確的分析和評價。紫外光譜法就是其中一種最基本的分析儀器之一，在環(huán)境分析化學(xué)等領(lǐng)域中得到了極為廣泛地應(yīng)用。二、紫外光譜的基本原理我們知道，物質(zhì)內(nèi)部存在多種形式的微觀運(yùn)動，每種運(yùn)動都有許多可能的狀態(tài)，不同狀態(tài)能量不同，即屬于不同的能級。分子的能級有三種：電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級。同一電子能級中有若干個振動能級，在同一振動能級中又有若干個轉(zhuǎn)動能級。相鄰兩個電子能級之間的能量差ΔEe一般在1～20eV，所對應(yīng)電磁波的波長為1000-50nm，處于紫外可見光區(qū)域，換言之，用紫外或可見光照射物質(zhì)可以引起分子內(nèi)

3、部電子能級的躍遷。其躍遷類型取決于分子中價電子的分布和結(jié)合的情況。我們知道，組成有機(jī)物分子共價鍵的價電子有：σ電子、π電子和n電子。分子中外層價電子的能級主要由5種分子軌道對應(yīng)的能級組成，有低能級到高能級排列依次為σ<π

4、，相應(yīng)吸收帶的波長在200nm附近，受雜原子性質(zhì)的影響較大。吸收強(qiáng)度相對較小。π→π*躍遷所需能量較小，吸收峰波長較大。孤立雙鍵π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶位于160～180nm的遠(yuǎn)紫外區(qū)；但共軛雙鍵體系中，吸收帶向長波方向移動進(jìn)入近紫外區(qū)。共軛體系越大，吸收帶波長越長。σ→σ*躍遷需要能量較高，相應(yīng)的吸收光波長較短，在150～160nm的遠(yuǎn)紫外光區(qū)域，超出了一般紫外分光光度計檢測范圍，不予討論。紫外光譜實際上就是紫外光與分子中電子能級相互作用產(chǎn)生的吸收光譜，所以又被稱為電子光譜。紫外吸收法是基于物質(zhì)對不同波長

5、的紫外光的吸收來測定物質(zhì)成分和含量的方法[1]。水體中的有機(jī)污染物特別是不飽和有機(jī)物以及部分無機(jī)離子對紫外光存在吸收[2]，所以可以通過測量水體紫外吸收光譜并結(jié)合相關(guān)算法來得到相應(yīng)水質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。水體中的污染物弟特定波長紫外光的吸收遵循朗伯比爾定律，如（1）所示，當(dāng)一束平行單色光通過均勻、非散射的稀溶液時，溶液對光的吸收程度與溶液的濃度吸收層厚度的乘積成正比。A=lgI0/I=KcL(1)式中：A為吸光度；I0為入射光強(qiáng)度；I為透射光強(qiáng)度；K為摩爾吸收系數(shù)（L.(mol.cm)-1）；c為吸光物質(zhì)的摩爾濃度

6、（mol/L）；L為吸收層厚度（cm）。實際測量過程中，式（1）中K和L皆為常數(shù)，吸光度A與濃度c成正比，且吸光度具有加和特點(diǎn)，即溶液對某一波長的吸收等于溶液中各個成分對該波長光的吸收之和，如（2）所示A=A1+A2+A3+...+An(2)所以，只要共存物質(zhì)不互相影響性質(zhì)，即不因共存物而改變本身的吸光系數(shù)，則總吸光度是各共存物吸光度的和，而各組分的吸光度由各自的濃度與吸光系數(shù)所決定。吸光度的這種加和性質(zhì)是計算分光光度法測定混合組分的依據(jù)。三、紫外光譜的儀器組成一般紫外分光光度計的波長范圍為200~400n

7、m，儀器主要有光源、單色器、吸收池、檢測器四部分組成。1、光源：目的是提供足夠強(qiáng)而且穩(wěn)定的光源。2、單色器：將連續(xù)光色散成單色光。由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡（產(chǎn)生平行光的準(zhǔn)直系統(tǒng)）、光柵或棱鏡（色散器件）、成像物鏡、出射狹縫（成像系統(tǒng)）組成。3、吸收池：紫外光必須用石英玻璃的吸收池。一般有參比池和樣品池，應(yīng)選擇參數(shù)盡量一致的吸收池。4、檢測器：將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并放大。隨著紫外分光光度計的發(fā)展，檢測器逐漸向光電管、光電倍增器和硅二極管陣列檢測器發(fā)展。四、紫外光譜的特點(diǎn)1、應(yīng)用十分廣泛由于多種無機(jī)物或有機(jī)物在紫外可

8、見區(qū)域均有吸收，因而可以利用此法進(jìn)行測定?；瘜W(xué)元素周期表上幾乎所有元素都能夠應(yīng)用此法進(jìn)行測定。2、具有較高的靈敏性隨著新型顯色劑的紛紛問世及應(yīng)用，紫外分光光度計在測定元素方面的靈敏性也有了大幅度提高。3、具有較好的選擇性有些元素只需控制顯色條件即可采用紫外分光光度計法進(jìn)行測定，例如，對于鎳、銅、鐵、鈷、銀、鈾等多種元素已經(jīng)存在系統(tǒng)的方法進(jìn)行測定。4、具有較高的準(zhǔn)確性普通的紫外分光光度計法，其相對誤差已經(jīng)控制在1%