荧光光谱仪原理及其使用方法哪些峰不是样品峰
X-荧光光谱仪基本理论及工作原理
自从1895年伦琴发现X-射线以来，产生的X-射线仪器多种多样。
但是进入80年代，由于20世纪末，半导体材料和计算及技术的迅速发展，出现了Si(Li) 探测器技术和能量色散分析技术。
最近十几年在国际上一种新的多元素分析仪器迅速发展起来。
已经成为一种成熟的，应用广泛的分析仪器。
他就是X-射线荧光能谱仪,全称为：能量色散X-射线荧光光谱仪。
以下介绍一下这种仪器的情况：一. X-荧光能谱技术基本理论1．X-荧光物质是由原子组成的，每个原子都有一个原子核，原子核周围有若干电子绕其飞行。
不同元素由于原子核所含质子不同，围绕其飞行的电子层数、每层电子的数目、飞行轨道的形状、轨道半径都不一样，形成了原子核外不同的电子能级。
在受到外力作用时，例如用X-光子源照射，打掉其内层轨道上飞行的电子，这时该电子腾出后所形成的空穴，由于原子核引力的作用，需要从其较外电子层上吸引一个电子来补充，这时原子处于激发态，其相邻电子层上电子补充到内层空穴后，本身产生的空穴由其外层上电子再补充，直至最外层上的电子从空间捕获一个自由电子，原子又回到稳定态（基态）。
这种电子从外层向内层迁移的现象被称为电子跃迁。
由于外层电子所携带的能量要高于内层电子，它在产生跃迁补充到内层空穴后，多余的能量就被释放出来，这些能量是以电磁波的形式被释放的。
而这一高频电磁波的频率正好在X波段上，因此它是一种X射线,称X-荧光。
因为每种元素原子的电子能级是特征的，它受到激发时产生的X-荧光也是特征的。
注意，这里的X-荧光要同宝石学中所描述的宝石样品在X射线照射下所发出可见光的荧光概念相区别。
2．X荧光的激发源使被测物质产生特征X-射线，即X-荧光，需要用能量较高的光子源激发。
光子源可以是X-射线，也可以是低能量的γ-射线，还可以是高能量的加速电子或离子。
对于一般的能谱技术，为了实现激发，常采用下列方法。
a. 源激发放射性同位素物质具有连续发出低能γ-射线的能力，这种能力可以用来激发物质的X荧光。
荧光光谱的原理及应用
荧光产生的条件
化合物能够产生荧光的必要条件是：
它吸收光子发生多重性不变的跃迁时所吸收的能量小 于断裂其最弱的化学键所需要的能量。
另外，化合物要能发生荧光，其结构中必须有荧光基团。 荧光基团都是含有不饱和键的基团，当这些基团是分子的
共轭体系的一部分时，则该化合物可能产生荧光。
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影响荧光的主要因素
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主要光谱参量
吸收谱反映出的是物质的基态能级与激发态能级之间所有的允许跃迁。 通常状态下的物质的表观颜色大部分时候取决于其吸收特性。
激发谱则反映的是基态与所有与该荧光发射有关的能级之间的跃迁。其所 呈现的关系比吸收谱要有选择性，但有时候又不如吸收谱来的直接。
电子跃迁到不同激发态能级 时，吸收不同波长的能量(如 能级图l2 ,l1)，产生不同吸 收带，但均回到第一激发单 重态的最低振动能级再跃迁 回到基态，产生波长一定的 荧光(如l’2 )。因此，发射 谱的形状与激发波长无关。
吸收光谱的短波方向。这是由于高温使更多的激发态分子处于高振动 能级，荧光主要从激发态的高振动能级发出所致。
既没发生斯托克位移也没发生反斯托克位移的荧光称共振荧光。
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镜像规则
荧光发射是光吸收的逆过程。荧光发射光谱与吸收光谱有类似镜影 的关系。但当激发态的构型与基态的构型相差很大时，荧光发射光 谱将明显不同于该化合物的吸收光谱。
照测定，并可通过公式计算目标化合物的荧光量子产率：
= s[Iεscs/(Isεc)]
s、 εs、cs和Is分别是参照物的荧光量子产率（已知）、摩尔消光系数、溶 液浓度和荧光强度； 、 ε 、c和I分别是被测物的荧光量子产率（未知）、摩 尔消光系数、溶液浓度和荧光强度。
参照物应是已知、无自吸收、无浓度猝灭、在被测物所用溶剂中可溶、易 纯化、稳定和对杂质不敏感的物质。常用的参照物如罗丹明B和喹啉硫酸氢盐 等。
荧光光谱仪的使用
安装前的准备
确定安装位置
选择一个平稳、无振动的台面，并确 保周围有足够的空间供操作和维修。
检查电源和接地
准备配件和工具
根据荧光光谱仪的说明书准备所需的 配件，如电源线、样品架、滤光片等， 并准备螺丝刀、扳手等安装工具。
确保荧光光谱仪的电源稳定，并有良 好的接地保护措施。
荧光光谱仪的安装步骤
连接电源和信号线
荧光光谱仪可用于水体、土壤、空气等环 境样品中污染物的检测，如重金属、农药 残留等。
生物医学研究
食品检测
荧光光谱仪可用于生物医学领域的研究， 如蛋白质组学、基因组学、细胞生物学等 ，可检测生物分子的结构和功能。
荧光光谱仪可用于食品中添加剂、农药残 留、重金属等的检测，以确保食品安全。
02
荧光光谱仪的安装与调 试
荧光光谱仪的维护与保 养
日常维护
清洁仪器表面
使用干燥的柔软抹布轻轻擦拭仪器表面，保持 清洁。
检查仪器连接
确保电源线和信号线连接牢固，无松动或破损。
保持仪器环境
确保仪器放置在干燥、无尘的环境中，避免阳光直射和高温。
常见故障排除
仪器启动故障
检查电源是否正常，仪器是否正确连接，并查看 仪器是否有异常声音或气味。
在操作过程中，应避免仪器受 到强烈的电磁干扰，以免影响 仪器的正常工作。
存放与运输安全规范
在存放仪器时，应将其放置在干燥、 通风的环境中，避免仪器受潮或受到 腐蚀。
在使用仪器前，应检查仪器的电源线 是否完好，如有破损应及时更换。
在运输仪器时，应将仪器放置在专用 的包装箱内，并确保仪器在运输过程 中不会受到剧烈的振动或碰撞。
安全防护措施与应急处理
01
在操作仪器时，应佩戴防静电手环，以避免因静电而引发意外事故。
荧光光谱仪使用方法
荧光光谱仪使用方法
荧光光谱仪是一种用于测量物质荧光光谱的仪器。
以下是一般荧光光谱仪的使用方法：
1. 开机准备：打开仪器电源，预热一段时间，确保仪器稳定。
2. 样品准备：根据实验需求，将待测样品制备成适当的形态（如溶液、固体等）。
3. 仪器设置：选择合适的激发光波长和荧光发射波长范围，并设置合适的狭缝宽度、扫描速度等参数。
4. 样品测量：将样品放入荧光光谱仪的样品池中，确保样品与激发光充分接触。
启动测量程序，记录荧光光谱数据。
5. 数据分析：根据测量得到的荧光光谱数据，进行数据处理和分析，如峰值波长、荧光强度等。
6. 关机：测量完成后，关闭仪器电源，清理样品池和仪器。
具体的使用方法可能因仪器型号和实验要求而有所不同。
在使用荧光光谱仪之前，建议仔细阅读仪器的使用手册，并接受相关培训。
X射线荧光光谱仪使用方法说明书
X射线荧光光谱仪使用方法说明书一、引言X射线荧光光谱仪是一种常用的分析工具，广泛应用于材料科学、地质学、环境监测等领域。
本说明书旨在详细介绍X射线荧光光谱仪的使用方法，以帮助操作人员正确地进行实验操作和数据分析。
二、X射线荧光光谱仪的基本原理X射线荧光光谱仪通过照射样品，利用样品中原子的X射线荧光信号进行元素分析。
当样品受到X射线的照射时，样品中的原子吸收X 射线能量并转化为内层电子的激发能量，随后这些电子会跃迁到低能级的壳层，释放出特定的能量。
光谱仪收集并分析这些荧光信号，得出样品中各种元素的含量和种类。
三、仪器的准备工作1. 确保X射线荧光光谱仪处于稳定的电源供应下；2. 清洁检查样品台面，确保无任何污染物；3. 放置待测样品，并确保其处于稳定的位置；4. 确保X射线管、样品间的距离适当。
四、实验步骤1. 打开X射线荧光光谱仪的电源，并预热10分钟；2. 校准仪器，包括峰位校准、能量刻度等，以保证实验结果的准确性；3. 设置工作模式和参数，如选择连续测量模式或单元素测量模式，并设置相应的参数；4. 确定测量范围和时间，根据待测样品的特性进行相应设置，以保证测量结果的准确性和稳定性；5. 点击开始测量按钮，启动测量程序；6. 测量完成后，关闭X射线荧光光谱仪的电源。
五、数据处理和分析1. 根据测量结果生成相应的光谱图，观察各峰位的位置和强度；2. 利用光谱软件进行数据分析，包括计算元素含量、元素比例等；3. 对数据进行统计和比对，与相关标准进行对比，以确定样品的性质和成分；4. 进行结果的解读和报告，提供详细的分析结果和结论。
六、安全注意事项1. 在实验操作中，严禁直接观察或照射X射线，以免对人体产生伤害；2. 使用符合规定的防护装备，如防护眼镜、防护服等；3. 严禁将样品与裸露的皮肤直接接触，以免造成污染或伤害；4. 遵守实验室安全操作规范，注意仪器的正常使用和维护；5. 定期检查X射线荧光光谱仪的安全性能，确保仪器正常工作。
利用荧光光谱仪进行材料表征的方法
利用荧光光谱仪进行材料表征的方法材料表征是材料科学领域中非常重要的研究方法之一。
而荧光光谱仪作为一种常用的分析仪器，可以广泛应用于材料表征的研究中。
本文将介绍利用荧光光谱仪进行材料表征的方法及其在材料科学研究中的应用。
一、荧光光谱仪的工作原理荧光光谱仪是一种基于荧光现象的分析仪器，它利用物质在受激发后发射出的荧光进行分析。
其工作原理可以简单概括为：将样品暴露在特定波长的激发光源下，样品吸收激发光能量后，部分能量被转化为荧光能量并发射出来。
荧光光谱仪通过检测样品发射的荧光光信号的强度和波长分布来分析样品的性质。
二、荧光光谱仪的材料表征方法1. 荧光光谱分析荧光光谱分析是利用荧光光谱仪测量样品的荧光光谱，通过分析荧光光谱的峰位、峰形和强度等参数，可以获取样品的结构、组成和性质信息。
例如，有机分子的荧光光谱可以用来研究分子结构、溶液浓度和化学反应等。
2. 荧光寿命测量荧光寿命是指荧光物质从受激发到发射完全衰减所经历的时间。
利用荧光光谱仪可以测量样品的荧光寿命，通过分析荧光寿命的长短和衰减过程，可以了解样品的激发态寿命、能级结构和光物理性质等。
荧光寿命测量在材料表征中广泛应用于荧光探针、生物传感器和能源材料等领域。
3. 荧光猝灭分析荧光猝灭是指荧光物质在特定条件下失去发射荧光的现象。
利用荧光光谱仪可以研究荧光猝灭现象，通过测量荧光强度的变化，可以分析样品中存在的猝灭物质、猝灭机制和猝灭效应等。
荧光猝灭分析在材料科学研究中常用于分析样品中的杂质、缺陷和表面反应等。
三、荧光光谱仪在材料科学研究中的应用1. 光电材料研究荧光光谱仪可以用于光电材料的研究，例如太阳能电池、发光二极管和光电探测器等。
通过测量材料的荧光光谱和荧光寿命，可以评估材料的光电转换效率、载流子寿命和能带结构等。
2. 生物医学研究荧光光谱仪在生物医学研究中也有广泛应用。
例如，通过荧光光谱分析可以研究生物分子的结构和功能，如蛋白质折叠和荧光探针的荧光强度变化等。
CaryEclipse荧光仪的原理、操作及注意事项(精)
CaryEclipse 荧光仪的原理、操作及注意事项一、荧光剖析法的基来源理处于基态的被测物质的分子在汲取适合能量，如光、化学、物理能后，其共价电子从成键分子轨道或非键分子轨道跃迁到反键分子轨道上去，形成分子激发态。
分子激发态不稳固，将很快衰变到基态。
在分子激发态返回到基态的同经常陪伴着光子的辐射。
这类现象就是发光现象。
荧光则属于分子的光致发光现象。
二、开机及基本操作步骤1.开电脑进入 Windows 系统。
2.开 Cary Eclipse 主机（注：保证样品室内是空的）。
3.双击 Cary Eclipse 图标。
4. 在 Cary Eclipse 主显示窗下，双击所选图标（Concentration为例）。
进入浓度主菜单5.能够任选 A 或 B 步骤进行操作A..新编一个方法步骤。
1）．单击 Setup 功能键，进入参数设置页面。
2）．按 Cary Control→ Options→Accessories→ Standards→Samples→Reports→Auto store 次序 ,设置好每页的参数。
而后按 OK 回到浓度主菜单。
3）．单击 View 莱单，选择好需要显示的内容。
基本选顷 Toolber；buttons ；Graphics；Report。
4 ）．单击 Zero 放空白到样品室内→按OK 。
提示： Load blank press ok to read （放空白按 ok 读）。
5）．单击 Start．出现标准／样品选择页。
Solutions Available （溶液有效）。
此左框中的标准或样品为不需要从头丈量的内容。
Selected for Analysis （选择剖析的标准和样品）。
此右框的内容为准备剖析的标准和样品。
6）．按 ok 进入剖析测试。
Present std1 （ 1.0 g/l）提示：放标准 1 而后按ＯＫ键进行读数。
Press OK to read.放标准 2 按 OK 进行读数。
荧光光谱的原理及应用文库
荧光光谱的原理及应用文库1. 荧光光谱的基本概念荧光光谱是指物质受到激发后，发射出来的荧光光线的频率分布情况。
光谱仪通过测量荧光的频率分布，可以得到荧光光谱图，从而对物质的性质和结构进行研究。
2. 荧光光谱的原理荧光现象是物质受到能量激发后，电子从低能级跃迁到高能级，然后再从高能级跃迁回低能级，释放出准确的频率的光子。
荧光光谱仪利用荧光的这种特性，通过激发物质并测量发射的荧光光子的频率、强度等信息，可以了解样品的性质和结构。
3. 荧光光谱的测量过程荧光光谱的测量过程一般包括以下几个步骤：•准备样品：将待测样品制备成适当的溶液或薄膜，确保样品与光谱仪的测量条件相适应。
•激发样品：使用合适的光源对样品进行激发。
激发的光源通常需具备合适的激发波长和足够的光强。
•收集荧光信号：利用光谱仪收集激发样品后发出的荧光信号，通常是使用专用的光学系统将荧光光子收集到光谱仪中。
•记录光谱信息：根据收集到的荧光信号，光谱仪会自动生成荧光光谱图，并记录频率分布和强度等相关信息。
4. 荧光光谱的应用领域荧光光谱在各个领域都有着重要的应用，主要包括以下几个方面：4.1 生物科学荧光光谱在生物科学中的应用很广泛，包括荧光染料标记、蛋白质结构分析、酶动力学研究等。
例如，可以利用荧光标记的抗体来进行细胞中特定蛋白质的定位和定量研究。
同时，荧光光谱也可以用于检测细胞内的钙离子浓度、pH值等生物参数的变化。
4.2 材料科学荧光光谱在材料科学中的应用主要体现在材料的性质表征和分析方面。
通过测量材料的荧光光谱，可以了解材料的能带结构、禁带宽度、缺陷态等信息，进而指导材料的设计和改进。
4.3 环境监测荧光光谱可用于环境中有机物的监测和分析。
例如，在水环境中，可以通过测量水样品的荧光光谱，判断其中是否存在有机物的污染，并评估污染程度。
此外，荧光光谱还可应用于大气中气体污染物的监测和分析。
4.4 化学分析荧光光谱在化学分析领域中也有广泛的应用。
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– 发生在激发波长的 2倍或3倍波长处
散射
颗粒的大小小于入射光的波长 . 光通过样品后频率不变 .由于弹性碰撞不存在能量 的转移.光线只是简单地改变方向， 波长不变. 粉末、悬浮液等样品 .
散射
样品吸收和发射光并伴随有能量转移的产生. 光通过样品后光的波长、频率发生了改变. 与入射光相比发射光的频率可能更高或者更低.
iii）镜像对称
通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。
蒽的荧光光谱和吸收光谱源自解释：能层结构相似性荧光为第一电子激发单重态的最
低振动能层跃迁到基态的各个振动能
层而形成，即其形状与基态振动能级
分布有关。
吸收
吸收光谱是由基态最低振动能层
跃迁到第一电子激发单重态的各个振
动能层而形成，即其形状与第一电子
激发单重态的振动能级分布有关。
岛津荧光光谱仪RF-5301PC
岛津国际贸易（上海）有限公司
分子发光
处于基态的分子吸收能量（电、热、化 学和光能）被激发至激发态，然后从不稳定的 激发态返回至基态并发射出光子，此种现象称 为发光。发光分析包括荧光、磷光、化学发光、 生物发光等。
物质吸收光能后所产生的光辐射称之为 荧光和磷光。
的发光
?芳香属分子
2）共轭效应：共轭度越大，荧光越强。
?平面环系统，绝大多数荧光物质含有芳香环或杂环
3）刚性结构：分子刚性 （Rigidity）越强，分子振动少，与
其它分子碰撞失活的机率下降，荧光量子效率提高。
如荧光素（? 大）与酚酞（? =0）；芴（? =1）与联苯（? =0.18）。
4）取代基： ? 给电子取代基增强荧光（ p-?共轭），如 -OH、-OR、 -NH2、-CN、NR2等；? 吸电子基降低荧光，如 -COOH、-C=O、 NO2、-NO、-X等；如苯环被卤素取代，从氟苯到碘苯，荧光逐渐
If = 荧光相对强度 ?f = 量子效率 I0 = 入射光强度 ? = 吸收系数 b = 光程长 该式只有? bc <<c0=.0浓5时度才成立，即荧光测定只有在极 稀溶液中才可测定，否则校正曲线向浓度轴弯曲。
减弱到消失
5）溶剂效应： ? 溶剂极性可增加或降低荧光强度（改变 ?—?*及 n—?* 跃迁的能量）； ? 与溶剂作用从而改变荧光物质结构
来增加或降低荧光强度。 6）温度：温度增加，荧光强度下降（因为内、外转换增加、粘度
或“刚性”降低）。因此体系降低温度可增加荧光分析灵敏度。 7）pH值：具酸或碱性基团的有机物质，在不同 pH值时，其结构
激发光谱告诉我 们什么？
? 化合物吸收波长 ? 吸收强度 ? 溶剂吸收波长
光谱
发射光谱告诉我 们什么？
? 化合物荧光波长 ? 荧光强度 ? 拉曼和瑞利散射
发射 光谱
样品峰
? 瑞利散射
– 激发波长峰 – 发射和激发相同波长的峰
? 拉曼散射
– 溶剂发射波长 (documented) – 与激发波长相差固定频率的波长
由于激发态和基态的振动能层分
布具有相似性，因而呈镜像对称。
S1 荧光
S0
产生荧光的条件
i）分子具有与辐射频率相应的荧光结构（内因）；
ii）吸收特征频率的光后，应可产生具一定量子效率的荧光。 即量子效率 ? 足够大：
发射的光量子数
? = ————————
吸收的光量子数
影响荧光及强度的因素
1）跃迁类型：具有 ?—?*及n—?*跃迁结构的分子才会产生荧光。 且具?—?*跃迁的量子效率比 n—?*跃迁的要大得多。
定性分析 任何荧光都具有两种特征光谱： 激发 光谱 与发射光谱 。它们是荧光定性分析的 基础。 1）激发光谱 改变激发波长，测量在最强荧光发射 波长处的强度变化，以激发波长对荧光强 度作图可得到激发光谱。 激发光谱形状与吸收光谱形状完全相 似，经校正后二者完全相同！这是因为分
2）发射光谱 发射光谱即荧光光谱。
一定波长和强度的激发波长 辐照荧光物质，产生不同波 长的强度的荧光，以荧光强 度对其波长作图可得荧光发 射光谱。
由于不同物质具不同的 特征发射峰，因而使用荧光 发射光谱可用于鉴别荧光物 质。萘激发、荧光、磷光如 右图所示。
激发光谱与发射光谱的关系
i）波长比较
与激发（或吸收）波长相比，荧光发射波长更长，即产生所谓
?最普通的是荧光 . 如果当 一个物质吸收一定波 长的光然后给出较长波长的光称为荧光 . 一些 油漆、纸张具有荧光特性 .
?其次是磷光 . 当一种物质吸收光，然后再发出 光称为磷光 .如果磷光物质暴露在阳光下，然后 再带到暗室内 ,给出的光称为磷光 .
?化学发光：当 2 种化学物质混合后给出的光 .
可能发生变化，因而荧光强度将发生改变；对无机荧光物质， 因pH值会影响其稳定性，因而也可使其荧光强度发生改变。 8）荧光猝灭： ?碰撞猝灭； ?静态猝灭； ?转入三重态的猝灭 ； ?电子转移猝灭； ?自猝灭。
测量 过程
? 提供能量 (光源) ? 选择激发波长 (吸收) ? 照射样品 ? 样品吸收与发射荧光 (发射) ? 选择发射波长 ? 测量
和2次光
瑞利散射峰350 ↙
拉曼峰397 ↙
2次光
699 ↙
792 ↓
外来峰的 校正
? 截止滤光片去除2次、3次等高次光 ? 差谱法去除拉曼和瑞利散射峰 ? 用高纯溶剂 (无荧光) ? 扫描溶剂确定拉曼峰 ? 维持测定温度与条件
高通和带通滤光片套件
高通滤光片用于去除散射光
定量
的关系
If = 2.3?f I0 ? bc=KC
Stokes位移。（振动弛豫失活所致） ii）形状比较
荧光光谱形状与激发波长无关。尽管分子受激到可到达不同能级 的激发态，但由于去活化（内转换和振动弛豫）到第一电子激发态 的速率或几率很大，好像是分子受激只到达第一激发态一样。
换句话说，不管激发波长如何，电子都是从第一电子激发态的最 低振动能层跃迁到基态的各个振动能层。
?萤火虫发光是一种生物发光 .萤火虫会产生 .荧 光素酶，导致发光 . 类似化学发光，两种生物 化学物质混合产生光 .
辐射跃迁
无辐射跃迁——去活化过程 处于激发态分子不稳定，通过辐射或非辐 射跃迁等去活化过程返回至基态 。这些过程 包括： 1）振动弛豫 在液相或压力足够高的气相中，处于激发 态的分子因碰撞将能量以热的形式传递给周围 的分子，从而从高振动能层失活至低振动能层 的过程，称为振动弛豫。 2）内转换