紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)（UV-Vis-NIR）,，其掃描波段覆蓋紫外光、可見光,、近紅外光區(qū)域,，利用物質(zhì)分子對(duì)紫外光、可見光,、近紅外光的吸收特性來(lái)進(jìn)行定量,、定性分析，在科研實(shí)驗(yàn)室以及工業(yè)領(lǐng)域是常見儀器之一,。

電磁波的區(qū)分

一,、吸收光譜產(chǎn)生的原理

紫外可見吸收光譜是由于分子（或離子）吸收紫外或者可見光（通常200-800 nm）后發(fā)生價(jià)電子的躍遷所引起的。由于電子間能級(jí)躍遷的同時(shí)總是伴隨著振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷,，因此紫外可見光譜呈現(xiàn)寬譜帶,。

（1）有機(jī)化合物電子躍遷

在有機(jī)化合物分子中有形成單鍵的σ電子、形成不飽和鍵的π電子以及未成鍵的孤對(duì)n電子,。當(dāng)分子吸收紫外或者可見光輻射后,，這些外層電子就會(huì)從基態(tài)（成鍵軌道）向激發(fā)態(tài)（反鍵軌道）躍遷，主要的躍遷方式有四種,，所需能量大小順序?yàn)椋?sigma;→σ* ＞n→σ*＞π→π*＞n→π*,。

電子能級(jí)及電子躍遷示意圖

①σ-σ*：吸收能量較高，一般發(fā)生在真空紫外區(qū),。飽和烴中的C-C屬于這種躍遷類型,。如乙烷C-C鍵σ→σ*躍遷，λ_max為135nm；

②n-σ*：含有O,、N,、S等雜原子集團(tuán)，如-NH2,、-OH可產(chǎn)生此躍遷,，摩爾吸光系數(shù)較小,；

③π-π*：有π電子的集團(tuán),，如C=C、C=O,、C≡C,，一般位于近紫外區(qū)，約200nm,、吸收強(qiáng)度很強(qiáng),；

④n-π*：含有雜原子的不飽和基團(tuán)：如C=O，C=S,，-N=N-等基團(tuán)會(huì)發(fā)生n→π*。發(fā)生這種躍遷能量較小,，吸收發(fā)生在近紫外或者可見光區(qū),。特點(diǎn)是強(qiáng)度弱，摩爾吸光系數(shù)小,，產(chǎn)生的吸收帶也叫R帶,。

（2）無(wú)機(jī)化合物電子躍遷

①電荷轉(zhuǎn)移躍遷：

與某些有機(jī)物相似，不少無(wú)機(jī)化合物會(huì)在電磁輻射的照射下,，發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷,，產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。輻射下,，分子中原定域在金屬M(fèi)軌道上的電荷轉(zhuǎn)移到配位體L的軌道,，或按相反方向轉(zhuǎn)移

②配位場(chǎng)躍遷：

元素周期表中第4和第5周期過(guò)渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別有4f和5f軌道,。這些軌道能量通常是簡(jiǎn)并（相等）的,，但是在絡(luò)合物中，由于配體的影響分裂成了幾組能量不等的軌道,。若軌道是未充滿的,，當(dāng)吸收光后，電子會(huì)發(fā)生躍遷,，分別稱為d-d躍遷和f-f躍遷,。

二、定性定量分析

（1）定性分析

由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu),，其吸收光能量的情況也就不會(huì)相同,，因此，每種物質(zhì)就有其特性的,、固定的吸收光譜曲線,。

（2）定量分析

朗伯比爾定律：

一束單色光，照射于一吸收介質(zhì)表面,，在通過(guò)一定厚度的介質(zhì)后,，由于介質(zhì)吸收了一部分光能，透射光的強(qiáng)度就要減弱,。吸收介質(zhì)的濃度愈大,、介質(zhì)的厚度愈大，則光強(qiáng)度的減弱愈顯著,，其關(guān)系為：

三,、儀器組成

紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)主要由光源、樣品池,、單色器,、檢測(cè)器等組成。光源產(chǎn)生紫外光,、可見光,、近紅外光，透過(guò)樣品池中的樣品,，樣品吸收后的剩余光經(jīng)過(guò)單色器色散,，被檢測(cè)器接收，從而對(duì)樣品進(jìn)行定性,、定量分析,，并對(duì)樣品的純度、結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定,。具有靈敏度高,、分辨率高、測(cè)量范圍廣,、測(cè)量速度快,、分析精度高、樣品用量少,、無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),。

紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖

四、應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)（UV-Vis-NIR）行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,，紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)可以對(duì)物質(zhì)的成分,、純度,、分子結(jié)構(gòu)以及各組分含量等參數(shù)進(jìn)行分析，能夠應(yīng)用在生物學(xué),、化學(xué),、材料學(xué)、光學(xué),、物理學(xué)等多種學(xué)科中,，可以廣泛應(yīng)用于電子、通訊,、石油,、化工、冶金,、醫(yī)藥,、食品、農(nóng)業(yè),、地質(zhì),、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。