紫外-可见吸收光谱在聚合物研究中的应用
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紫外分光光度法测定聚合物的共聚组成一、实验目的1. 熟悉紫外分光光度计的基本原理2. 掌握使用紫外—可见分光光度计测定聚(苯乙烯—异丁烯)共聚组成的方法。
二、实验原理在紫外光谱中,波长单位是以毫微米(nm)表示。
1毫微米等于10-9米,一般称185或200—400nm这一段为紫外光,因为他能通过空气和石英(水晶),而小于上述波长的紫外光,因能被空气中的氧吸收,只能在真空中进行工作,所以成为真空紫外光或远紫外光。
真空紫外光的测定操作不方便,仪器复杂,研究的较少,在实际工作中是不用的。
从400—800nm就是可见光。
一般的紫外分光光度计,是包括可见光在内的,这类仪器的光谱分为一般是185—1000nm(光栅型)或200—1000(石英棱镜型)。
本实验用的UV2450紫外—可见分光光度计,他的光谱范围是190—1100nm。
有机化合物的各个原子间,大部分是以共价键结合起来的,共价键有σ键合π键两种主要形式。
键和键中电子的运动各有不同形式的成键轨道,分别成为σ轨道和π轨道。
每一种成键轨道的存在,必然伴随有一个相应的反键轨道(用σ*和π*表示)。
稳定分子中的各个原子的价电子,都分布在σ轨道和π轨道中运动,电子要跃迁到σ*和π*轨道,则需要提高很多的能量(此键能高很多),隐刺在一般情况下,反键轨道σ*和π*都是空着的。
σ轨道中的电子跃迁到σ*轨道,所需能量比π→π*跃迁大得多。
有些原子如氮、氧、卤素等,他们的外层电子中只有一部分参加σ键和π键的生成,还有一对到二对电子在原来原子中的轨道中运动,称为孤电子对,它们的运动轨道,称为非键轨道,以“n”轨道表示,这些电子的轨道能量在由原子结合成分子的过程中基本没有变化。
各种轨道能级的变化见图2—24。
有机物的烷烃,C—C和C—H都只含有σ键,其能级如图2—24(1)所示。
烯类中的C C键,有一对电子在σ轨道中运动,另一对在π轨道中运动,有不同键的能级,如图2—24(2)所示。
紫外-可见光谱原理及简单应用学生姓名:所在院系:化学化工学院年级专业:学号:完成日期:紫外-可见光谱原理及简单应用摘要:在有机结构分析的四大类型谱仪中,紫外一可见光分光光度计是最廉价,也是最普及的仪器,且测定用样少,速度快,应尽量利用紫外光谱数据来解决结构分析上的问题。
准确测定有机化合物的分子结构,对从分子水平去认识物质世界,推动近代有机化学的发展是十分重要的。
本文就紫外光谱的基本原理及跃迁类型进行了简述,并例举说明了紫外光谱在含炔基有机硅聚物、有机药物及链型稠环化合物等的结构分析,天然产物结构及异构体的鉴别。
关键词:紫外-可见光谱炔基有机硅聚物链型稠环化合物蒽醌衍生物莎草酮引言准确测定有机化合物的分子结构,对从分子水平去认识物质世界,推动近代有机化学的发展是十分重要的。
采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。
在有机化学中应用最广泛的测定分子结构的方法是四大光谱法:紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱。
紫外和可见光谱(Ultraviolet and Visible Spectrum)简写为UV。
基本原理:在紫外光谱中,波长单位用nm(纳米)表示。
紫外光的波长范围是10~400 nm,它分为两个区段。
波长在10~200 nm称为远紫外区,这种波长能够被空气中的氮、氧、二氧化碳和水所吸收,因此只能在真空中进行研究工作,故这个区域的吸收光谱称真空紫外,由于技术要求很高,目前在有机化学中用途不大。
波长在200~400 nm称为近紫外区,一般的紫外光谱是指这一区域的吸收光谱。
波长在400~800 nm范围的称为可见光谱。
常用的分光光度计一般包括紫外及可见两部分,波长在200~800 nm(或200~1000 nm)。
分子内部的运动有转动、振动和电子运动,相应状态的能量(状态的本征值)是量子化的,因此分子具有转动能级、振动能级和电子能级。
通常,分子处于低能量的基态,从外界吸收能量后,能引起分子能级的跃迁。
实验中的光谱分析方法和常见问题解决光谱分析是一种测量和分析物质的光学性质的方法。
在实验中,光谱分析常用于确定物质的成分、结构和性质。
本文将介绍几种常见的光谱分析方法,并提出解决实验中可能遇到的一些常见问题的建议。
一、紫外可见光谱分析方法紫外可见光谱分析(UV-Vis)是一种常用的光谱分析方法,适用于测量物质在紫外光和可见光波段的吸收和发射光谱。
使用UV-Vis光谱仪,可以分析有机分子、配位化合物、药物等各种物质。
在进行UV-Vis光谱分析时,需要注意以下事项:1. 选择合适的溶剂:溶剂的选择要考虑样品的溶解度和光学透明度,避免溶剂本身在所选波长范围内有吸收峰。
2. 样品浓度的选择:样品浓度应选择在光谱仪检测范围之内,避免过浓或过稀造成信号的饱和或过低。
3. 内部参比物的使用:内部参比物可以用来校正光源强度和光路的变化,提高光谱数据的准确性。
二、红外光谱分析方法红外光谱是一种能够研究物质分子振动特性的方法,适用于分析有机物、聚合物、气体等物质。
通过测量样品在红外光波段的吸收光谱,可以获取物质的结构信息。
在进行红外光谱分析时,需注意以下事项:1. 选择适当的采样方法:红外光谱需要将样品制备成片状或液体样品,确保样品与光源接触紧密,避免测量结果受到干扰。
2. 样品预处理:某些样品可能存在吸湿或杂质影响,需要进行适当的预处理,如样品烘干、溶解等。
3. 光谱图谱解读:红外光谱图谱可根据振动频率进行解读,熟悉红外光谱图谱的各种峰位和对应的官能团信息,有利于对样品进行准确的分析。
三、原子吸收光谱分析方法原子吸收光谱(AAS)是一种常用的分析方法,用于测量和分析液体和固体中的金属元素和某些非金属元素。
AAS具有高灵敏度和选择性的特点,常用于环境监测、食品安全等领域。
进行AAS分析时,需要注意以下事项:1. 样品处理:样品需要经过适当的前处理,如溶解、提取等,以获得含有金属元素的溶液,便于后续的分析。
2. 标准曲线的建立:建立样品待测金属元素的标准曲线,用于后续样品浓度的计算和确定。
聚吡咯的表征方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:聚吡咯是一种具有广泛应用前景的功能性高分子材料,具有优异的导电性、光电性、吸湿性等特点。
对聚吡咯的表征方法至关重要,能够帮助研究人员深入了解其结构和性能,为其在导电材料、传感器、柔性电子器件等领域的应用提供技术支持。
一、物理性质表征方法1.红外光谱分析红外光谱是一种用于检测分子结构的有效方法,对于聚吡咯的结构表征尤为重要。
通过红外光谱分析,可以确定聚吡咯分子中吡咯环的对称伸缩振动、吡啶环的振动等特征峰,从而确定其结构。
2.核磁共振核磁共振是另一种常用的物理性质表征方法,通过核磁共振技术可以确定聚吡咯分子中各个原子的化学环境和相对位置关系,从而揭示其分子结构。
3.扫描电子显微镜扫描电子显微镜是一种高分辨率的表征方法,通过扫描电子显微镜观察聚吡咯的表面形貌和结构特征,可以帮助研究人员了解其微观结构和形貌特征。
1.电导率测量电导率是聚吡咯最重要的电学性质之一,通过电导率的测量可以评估聚吡咯材料的导电性能。
通常采用四探针法或四电极法来测量聚吡咯样品的电导率。
2.循环伏安法循环伏安法是一种用于研究电化学行为的方法,通过测量电压随时间的变化,可以获得聚吡咯的电化学稳定性、氧化还原反应过程等信息。
1.紫外-可见光吸收光谱紫外-可见光吸收光谱是研究聚吡咯光学性质的重要方法,可以通过测量聚吡咯在不同波长下的吸收光谱,评估其光学特性和能带结构。
光电导率是聚吡咯在受光激发下的导电性能,通过测量聚吡咯在不同光强下的电导率变化,可以评估其光电传输性能。
1.热重分析2.差示扫描量热分析差示扫描量热分析是另一种常用的热性质表征方法,通过测量聚吡咯在升温过程中的热容量变化,可以揭示其热稳定性和热分解动力学特性。
对聚吡咯的表征方法涵盖了物理性质、电学性质、光电性质和热性质的多个方面,通过综合运用这些表征方法,可以全面了解聚吡咯的结构和性能,为其在各个领域的应用提供技术支持和指导。
聚苯乙烯的紫外吸收光谱聚苯乙烯(Polystyrene)是一种普遍存在的聚合物,在日常生活中有许多应用,如家具、仪器外壳,甚至于食品容器等等。
它由两种单体苯乙烯和乙烯形成,是最常见的苯乙烯聚合物。
聚苯乙烯的结构是稳定的共轭内的线状分子。
聚苯乙烯的性能可以通过对它的光学性能分析来测定,其中最重要的就是紫外吸收光谱。
在紫外吸收光谱中,聚苯乙烯一般会呈现出三个波长区段下的特征吸收。
第一个波长区段是200-210nm,此处聚苯乙烯的吸收特征强度最强,其为残余官能团吸收的主要光谱,此处它的吸收率可以达到1.7 10^4cm^-1M^-1;第二个波长区段位于230-240nm,此时聚苯乙烯的吸收强度迅速减弱,可以达到7.5×10^3cm^-1M^-1;第三个波长区段位于270-280nm,聚苯乙烯的特征吸收强度迅速恢复,可以达到2.2×10^3cm^-1M^-1。
除了特征吸收外,通过对聚苯乙烯的紫外吸收光谱分析还可以了解到它的溶剂和掺杂物对它紫外吸收特性的影响。
研究表明,当聚苯乙烯掺杂了不同的溶剂和掺杂物时,它的吸收强度和吸收波长会有轻微的变化。
研究发现,当添加溶剂或掺杂物到聚苯乙烯中时,它的紫外吸收能力会因溶剂和掺杂物的不同而有所差异:如果添加的溶剂或掺杂物具有抑制作用,那么它的紫外吸收能力也会降低;相反,如果添加的溶剂或掺杂物具有增强作用,那么它的紫外吸收能力也会增加。
在工业应用中,利用聚苯乙烯的紫外吸收光谱可以有效检测聚苯乙烯的纯度,从而保证它的高质量。
这是因为不同物质在波长区段内的吸收波长和强度均不同,而且聚苯乙烯的紫外吸收光谱受溶剂和掺杂物的程度不同而发生变化,所以利用它们的紫外吸收光谱可以快速筛选出不同实验样品的纯度,同时也可以检测出某种物质在其中的含量大小。
综上所述,聚苯乙烯的紫外吸收光谱是一种强有力的分析手段,可以有效检测它的特性参数,帮助人们了解它的结构、性质和应用,从而保证它的高质量。
甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯地聚合反应综合化学实验——甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的聚合反应反应单体精制——甲基丙烯酸甲酯的精制⼀.实验⽬的1.了解甲基丙烯酸甲酯单体的贮存和精制⽅法;2.掌握甲基丙烯酸甲酯减压蒸馏的⽅法。
⼆.实验原理甲基丙烯酸甲酯为⽆⾊透明液体,常压下沸点为100.3 C?100.6 C .为了防⽌甲基丙烯酸甲酯在贮存时发⽣⾃聚,应加适量的阻聚剂对苯⼆酚,在聚合前需将其除去。
对苯⼆酚可与氢氧化钠反应,⽣成溶于⽔的对苯⼆酚钠盐,再通过⽔洗即可除去⼤部分的阻聚剂。
⽔洗后的甲基丙烯酸甲酯还需进⼀步蒸馏精制。
由于甲基丙烯酸甲酯沸点较⾼,加之本⾝活性较⼤,如果采⽤常压蒸馏会因强烈加热⽽发⽣聚合或其他副反应。
减压蒸馏可以降低化合物的沸点温度。
单体的精制常采⽤减压蒸馏。
三.主要仪器和试剂实验仪器:实验装置如图1 -1 ,其中包括250ml 三⼝烧瓶⼀个,⽑细管(⾃制),球形分馏柱,直形冷凝管,0?250 C温度计两根,250ml圆底烧瓶两个。
1 —蒸馏瓶;2 —⽑细管;3 —刺型分馏柱;4 —温度计;5 —直形冷凝管;6—分流头;7 —前馏分接收瓶;8 —接收瓶;9 —温度计实验试剂:甲基丙烯酸甲酯,氢氧化钠,⽆⽔硫酸钠四?实验步骤1. 在500ml分液漏⽃中加⼊250ml甲基丙烯酸甲酯单体,⽤5 % 氢氧化钠溶液洗涤数次⾄⽆⾊(每次⽤量40~50ml )然后⽤去离⼦⽔(蒸馏⽔)洗⾄中性,⽤⽆⽔硫酸钠(分⼦筛/硅胶)⼲燥⼀周。
2. 按图1-1安装减压蒸馏装置,并与真空体系、⾼纯氮体系连接。
要求整个体系密闭。
开动真空泵抽真空,并⽤电加热包烘烤三⼝烧瓶、分馏柱、冷凝管、接受瓶等玻璃仪器,尽量除去系统中的空⽓,然后关闭抽真空活塞和压⼒计、活塞,通⼊⾼纯氮⾄正压。
待冷却后,再抽真空、烘烤、反复三次。
3. 将⼲燥好的甲基丙烯酸甲酯加⼊减压蒸馏装置,加热并开始抽真空,控制体系压⼒为100mmHg 进⾏减压蒸馏,收集46 C的馏分。
紫外可见光谱法(UV-Vis Spectroscopy)是一种非常常用的分析方法,它可以通过检测物质对紫外光和可见光的吸收来分析物质的性质和组成。
该方法具有操作简单、快速、准确、灵敏度高等优点,因此被广泛应用于化学、生物、环境等领域。
以下是紫外可见光谱法的一些应用范围:
1.分析有机化合物:紫外可见光谱法可以用于分析有机化合物的结构和组成,如检测有机物中的芳香族化合物、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类等。
2.分析无机化合物:紫外可见光谱法也可以用于分析无机化合物的结构和组成,如检测水中的溶解氧、铁、氨氮等。
3.分析生物分子:紫外可见光谱法可以用于分析生物分子的结构和组成,如检测蛋白质、核酸、多糖等生物分子的含量和结构。
4.分析材料:紫外可见光谱法可以用于分析材料的结构和组成,如检测聚合物材料的分子量、分子量分布、结构等。
5.分析环境污染物:紫外可见光谱法可以用于分析环境污染物的结构和组成,如检测水中的污染物、空气中的污染物等。
总之,紫外可见光谱法是一种非常常用的分析方法,它在各个领域都有广泛的应用。
紫外光谱在化合物结构分析中的应用【摘要】紫外-可见光谱(ultraviolet一Visiblespeetroseopy,UV-Vis),也简称为紫外光谱(UV),属于吸收光谱的一种。
由于紫外光谱本身有许多特点:测量灵敏和准确度高,应用范围广,对很多金属元素和非金属元素及其化合物都能进行测定,也能定性或定量的测定大部分有机化合物;此外,仪器的价格比较便宜,操作简便、快速,易于普及推广,至今仍是有机化合物结构鉴定的重要工具。
因此,本文首先介绍紫外光谱用于定性分析的依据和一般规律,然后归纳了影响紫外-可见光谱的一些因素,最后举例说明紫外光谱在化合物结构分析中的应用。
【关键词】紫外-可见光谱定性分析影响因素结构分析光谱数据前言紫外吸收光谱是分子中最外层价电子在不同能级轨道上跃迁而产生的,它反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。
UV谱图的特征首先取决于分子中含有的双键数目、共轭情况和几何排列,其次取决于分子中的双键与未成键电子的共轭情况和其周围存在的饱和取代基的种类和数目,它主要提供了分子内共轭体系的结构信息[1]。
通常UV谱图组成比较简单,特征性不是很强,但用它来鉴定共轭发色基团却有独到之处。
UV吸收谱带的位置和摩尔消光系数的数值,一般无法判断官能团的存在,但它能提供化合物的结构骨架及构型、构象情况,因此至今仍为一项重要的测试分子结构的有用手段。
紫外-可见吸收光谱是化学分析中常用的一种快速、简便的分析方法,广泛用于有机[2-3]、无机[4]、生化[5]、涂料[6]、药物[7]等领域和国民经济部门[8]。
紫外光谱用于定性分析的依据和一般规律利用紫外光谱定性分析应同时考虑吸收谱带的个数、位置、强度以及形状。
从吸收谱带位置可以估计被测物结构中共轭体系的大小;结合吸收强度可以判断吸收带的类型,以便推测生色团的种类。
注意所谓吸收带的形状主要是指其可反映精细结构,因为精细结构是芳香族化合物的谱带特征。
第一篇波普分析一:填空:1.外力使高聚物从一个平衡状态通过分子运动到另一个状态需要一定的时间,称为松弛时间。
如果外力作用的时间比高聚物链段转变的松弛时间短很多,则表现为玻璃态,反之表现为高弹态。
2.通常所说的红外光谱指的是中红外区,主要对应分子中原子振动的基频吸收,是分子偶极距发生变化的振动产生红外吸收,而拉曼光谱是分子振动能级发生变化产生的。
3.红外光谱可采用吸光度和透过率来表示。
4.有机物在紫外光和可见光区域内的常见四种电子跃迁方式及其跃迁所需要能量大小顺序σ→σ* >n→σ*>π→π*>n→π*5.具有双键结构的基团对紫外光或可见光有吸收作用,这样的基团称为生色基。
(了解常见的生色基团与助色基团。
)6.处于静电场中的核自旋体系,当其拉莫运动进动频率与作用于该体系的射频场频率相等时,所发生的吸收电磁波的现象称为核磁共振。
7.质谱分析方法是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。
8.X射线可分为两种:白色x射线(连续X 射线)和特征x射线(标识X射线)。
9.布拉格方程:2dsinθ=nλ二:简述与分析:1.简述高聚物的聚集态结构及其特征。
高聚物聚集态结构可区分为一次结构(或近程结构)、二次结构(或远程结构)、三次结构(或聚集态结构)和高次结构等层次一次结构是指大分子的化学组成,均聚或共聚,大分子的相对分子质量,链状分子的形态如直链、支化、交联。
此外也包括大分子的立体构型如全同立构、间同立构、无规立构、顺式、反式等的区别二次结构是指单个大分子的形态如无规线团、折叠链、螺旋链等三次结构是具有不同二次结构的单个大分子聚集在一起形成不同的聚集态结构。
例如许多无规线团可以组成线团胶团或交缠结构。
高次结构是指三次结构以及与其他物质构成尺寸更大的结构,如由折叠链形成的片晶构成球晶。
2.高聚物的结构与性能测定方法分别有哪些。
(1)高聚物结构测定方法①测定链结构的方法有X射线衍射法(大角)、电子衍射法、中心散射法、裂解色图-质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极矩法、旋光分光法、电子能谱等。
聚合物材料中晶体紫外光吸收谱的研究在聚合物材料的研究中,晶体的紫外光吸收谱是一个非常重要的指标。
通过研究晶体的紫外吸收谱,可以了解到晶体的电子能带结构、能级分布和能带之间的跃迁过程等信息。
因此,对于光电子学、能源、材料等领域的应用,晶体的紫外吸收谱研究具有极其重要的研究意义。
目前,聚合物材料中晶体紫外吸收谱的研究主要是通过实验和计算两种方式进行。
实验上,通过紫外-可见吸收光谱仪对样品进行光谱分析,观察吸收峰和吸收带的形态和位置,进而探究晶体的电子结构和跃迁行为。
而计算上,主要是通过密度泛函理论计算,模拟晶体结构的电子性质和光学性质。
这两种方法的研究结果可以相互印证,提高研究结果的可靠性。
在光电子学中,聚合物作为一种重要的光伏材料,其晶体的紫外吸收谱研究对其发展具有重要的意义。
据研究发现,聚合物材料的光电性能与晶体结构密切相关,分子内的空穴传输是在聚合物材料显著的非晶态中发生的。
而聚合物晶体中的扩散带隙(抗脉冲激光撞击后的吸收带),可以用来定量确定电荷载流子的受激发射能量。
这些参数都可以通过晶体的紫外吸收谱得到,因此,该研究已成为了聚合物光电材料领域研究的一个重要分支。
除了在光电子学中的应用外,在能源储存领域中,聚合物材料的晶体紫外吸收谱研究也得到了广泛的关注。
据研究表明,聚合物材料的吸咯特性是决定其电池性能的一个关键因素。
在聚合物材料中,紫外吸收带的位置和形状直接影响到其在电池中承担的电荷传输。
因此,聚合物材料电池制备中的紫外吸收谱优化也成为了新型能源储存材料研究中的重要组成部分。
总之,聚合物材料中晶体的紫外光吸收谱研究是一个多领域交叉的综合性课题,在聚合物光电子学和新型能源储存材料领域中得到了广泛的研究和应用。
未来,随着仪器技术的推广和计算模拟方法的进步,相信聚合物材料中晶体紫外吸收谱的研究会变得更加系统完善,为新材料的开发和应用提供更强有力的支撑。
ACQ、AIE聚合物纳米粒子发光性能及其在喷墨印花中的应用作者:梁小琴梁梨花朱尽顺马明月来源:《现代纺织技术》2024年第04期摘要:为探究聚集诱导猝灭(ACQ)型和聚集诱导发光(AIE)型聚合物纳米粒子(PNPs)的发光性能,以及二者在喷墨印花中的应用效果,采用细乳液聚合技术原位包覆ACQ染料尼罗红(NR)和AIE染料四苯基乙烯(TPE),制得ACQ-PNPs和AIE-PNPs。
采用重量法、动态光散射、扫描电镜、紫外-可见分光光度法和荧光光谱法等研究了染料用量对PMMA/NR NPs和PMMA/TPE NPs的最终转化率、颗粒特征和发光性能的影响;将poly (MMA-co-20%BA)/NR NPs和poly(MMA-co-20%BA)/TPE NPs乳液配制成墨水,用于棉织物的喷墨打印,探究两类墨水在棉织物上的喷墨印花效果。
结果表明:当染料质量分数低于1.5%时,NR和TPE染料对PMMA/NR NPs和PMMA/TPE NPs体系聚合反应最终转化率和纳米粒子尺寸影响均较小,PMMA/NR NPs荧光强度随NR染料质量分数的增加呈现先增加后趋于稳定的趋势,而PMMA/TPE NPs荧光强度与TPE染料近乎呈线性正相关。
此外,经poly (MMA-co-20%BA)/NR和poly(MMA-co-20%BA)/TPE NPs墨水喷墨打印后的棉织物,其图案分别呈现出明亮的红色和蓝色荧光。
研究表明,在合适的染料浓度范围内,采用细乳液聚合法制得的ACQ和AIE聚合物纳米粒子乳液在喷墨印花领域中均有良好的应用前景。
关键词:聚集诱导发光;聚集荧光猝灭;聚合物纳米粒子;细乳液聚合;发光性能;喷墨印花中图分类号:TS194.9 文献标志码:A 文章编号:1009-265X(2024)04-0084-09荧光染料具有响应灵敏、视觉冲击力强等特点,在纺织染色、生物检测、化学传感等领域应用广泛[1-3]。
相较于易受外界环境影响的小分子荧光染料,由聚合物基体保护的荧光聚合物纳米粒子(PNPs)具有稳定性高、水分散性好和表面结构易修饰等优点,因此引起各领域的广泛关注[4-7]。