臺(tái)式電子順磁共振波譜儀(Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer,,EPR)是一種非常重要的研究化學(xué),、生物和材料科學(xué)的分析工具。該設(shè)備利用電子順磁共振現(xiàn)象,,探測(cè)各種物質(zhì)在外加磁場(chǎng)下電子自旋共振的信號(hào),,并使其變成能夠被測(cè)量的微波信號(hào)。該設(shè)備主要由磁鐵,、微波發(fā)生器,、檢波器等基本部件組成。運(yùn)作時(shí),,通過(guò)實(shí)驗(yàn)樣品與外加磁場(chǎng)形成一個(gè)微觀系統(tǒng),,在一定的微波頻率下,激發(fā)系統(tǒng)中自旋相同的電子進(jìn)行共振,,從而產(chǎn)生相應(yīng)的共振信號(hào),。通過(guò)對(duì)此信號(hào)的測(cè)量和分析,可以得到物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)和參數(shù)等相關(guān)信息,。
當(dāng)樣品放置在一個(gè)恒定磁場(chǎng)中,。強(qiáng)大磁場(chǎng)會(huì)將未成對(duì)電子的自旋定向,并且使之能夠以不同的角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn),。波譜儀利用輻射源產(chǎn)生特定的頻率的射線,,該射線與未成對(duì)電子的旋轉(zhuǎn)速度相匹配,從而使這些電子吸收輻射并從基態(tài)升至激發(fā)態(tài),即電子從低自旋狀態(tài)變?yōu)楦咦孕隣顟B(tài),。當(dāng)這些未成對(duì)電子重新退回到基態(tài)時(shí),,它們會(huì)釋放能量并發(fā)出電磁波信號(hào)。該信號(hào)由探頭接收,,并在顯示器上形成一個(gè)特征的共振峰,。
波譜圖通常顯示了兩條峰,一條是位于高電場(chǎng)的峰,,與電子在外項(xiàng)磁場(chǎng)的作用下從基態(tài)升至一重態(tài)能級(jí)有關(guān),;一條是位于低電場(chǎng)的峰,與電子從基態(tài)升至二重態(tài)能級(jí)有關(guān),。此時(shí)的輻射頻率等于共振頻率,,由波譜儀內(nèi)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和放射頻率大小,使其達(dá)到共振點(diǎn),,以獲取波形,。每個(gè)峰的位置和強(qiáng)度可以提供給物質(zhì)中未成對(duì)電子數(shù)量、旋轉(zhuǎn)狀態(tài),、局部環(huán)境等有關(guān)信息,。
臺(tái)式電子順磁共振波譜儀使用時(shí)需要注意以下事項(xiàng):
1.必須由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)并具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人員操作。使用前需先了解設(shè)備的相關(guān)技術(shù)參數(shù),,并按照使用說(shuō)明書上的步驟進(jìn)行操作,。
2.根據(jù)不同的研究目的和需要,樣品制備非常重要,。樣品制備應(yīng)該準(zhǔn)確按照操作手冊(cè)上的指示進(jìn)行,。
3.測(cè)量前需要確認(rèn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和條件,例如微波功率,、掃描范圍和信號(hào)增益等,,任何偏差都會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果。
4.使用后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗和維護(hù),,以保持其功能的穩(wěn)定,。