新材料 | Ocean ST 微型光谱仪测量稀土盐的荧光

Ocean ST 微型光谱仪提供了应用灵活性，本文展示了稀土盐氯化铕和氯化铽的荧光测量，用于制造电动汽车电池和手机等电子设备。

Ocean ST 是一款功能强大的微型光谱仪，可在超紧凑的尺寸内提供出色的紫外响应、高速光谱采集和高信噪比 (SNR) 性能。与同类光谱仪不同，Ocean ST 用途广泛，适用于从 DNA/RNA 样品的吸光度和颜色测量到化学化合物的荧光和等离子体监测的各种应用。

本应用说明展示了稀土盐氯化铕 (EuCl3) 和氯化铽 (TbCl3) 的荧光测量。

 

关于稀土盐 

包括EuCl3、TbCl3 和氯化钐 (SmCl3) 在内的稀土盐是在研究和工业中具有多种用途的化合物，如用于制造电动汽车电池（如本页顶部的照片）、照明产品和在手机等便携式电子设备中。

稀土金属和盐通常使用昂贵的技术（如质谱法）进行测量，某些用户可能无法使用或过于复杂而无法轻松管理。在这些情况下，像 Ocean ST 微型光谱仪这样功能强大但简单的设备提供了一种有吸引力且可行的替代方案。       

 

氯化铕 (EuCl3) 的荧光 

EuCl3 是一种主要用于研究的无机化合物，受荧光激发时会发出微红色的光，使其在某些照明产品中具有吸引力。

为了测量 78 mM 浓度 EuCl3 溶液的荧光响应，我们使用了带有 Ocean Insight LSM LED（365 nm 和 385 nm）和 LDC-1 控制器的 Ocean ST-VIS 微型光谱仪（350-810 nm）。溶液在支架中的 1 cm 石英比色皿中取样，LED 光束与样品成 90°。激发侧的光纤直径为 400 µm，收集侧的光纤直径为 200 µm。对于比色皿支架中的液体样品，也可以使用分叉光纤。

模块化光谱设置的一个优点是可以轻松更换组件以优化测量。例如，在这些测量中，测试了 365 nm 和 385 nm 激发波长来比较每个波长的发射响应，然后将不同平均值的 boxcar 平均值应用于结果（图 1）。
图 1. Ocean ST 微型光谱仪测量氯化铕的荧光响应。系统灵活性使我们能够优化激发波长和boxcar。

Boxcar 平滑是一种在光谱数据中对一组相邻探测器元件进行平均的技术。Boxcar 宽度值越大，数据越平滑，SNR 越高。如果输入的值太高，会导致光谱分辨率下降，峰会变平。SNR 将提高平均像素数的平方根。    

 

氯化铽 (TbCl3) 的荧光

TbCl3 是一种化合物。其明亮的荧光（绿光）使 TbCl3 成为照明和 LCD 的绿色荧光粉的理想成分。使用与前面描述的类似设置，我们在 1 cm 石英比色皿中测量了 78 mM 浓度 TbCl3 溶液的荧光，我们使用了 365 nm LED 激发。Ocean ST-VIS 积分时间设置为 1 秒（积分时间可设置为 3.8 ms-6 s），并在 1 次和 5 次平均值处应用 Boxcar 平滑。结果如图 2 所示。

 图 2. 当用 365 nm LED 激发时，氯化铽溶液在 550 nm 附近显示出强烈的荧光峰。                           

     Ocean ST 的更多应用 

Ocean ST 微型光谱仪是多种测量类型的通用选项。除了此处展示的荧光测量外，Ocean ST 还是以下应用的最佳选择：

  • 紫外波长处的吸光度和辐照度。Ocean ST-UV 具有出色的紫外线响应（<300 nm）。

  • 等离子监测。在使用氖气放电发射源的模拟等离子监测装置中，Ocean ST-VIS 表现出比同类微型光谱仪更出色的响应。

  • 短波 NIR (645-1085 nm) 中的反射。Ocean ST-NIR 是测量塑料和其他固体表面反射率的便捷选择。

本文作者：海洋光学Rob Morris

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