国仪量子携手清华磁共振实验室为您答疑解惑!顺磁小课堂第二十期
顺磁小课堂(第二十期)
作为波谱学的重要分支,电子自旋的直接表征工具,电子顺磁共振波谱学具有不可替代的重要作用。部分初学者常面临基本原理不清、谱图解析困难、仪器操作不熟练等问题。
为帮助大家更好地运用电子顺磁共振波谱技术,国仪量子携手清华大学磁共振实验室推出“顺磁小课堂”栏目,一一解答大家在学习、实验中遇到的问题。
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我们将邀请专业人员为您解答!
01
多选题:氮氧自由基常被用于自旋标记物是因为()?
A. 性质稳定,易于合成
B. 可根据需要与多种母体分子结合
C. 只需很低的浓度,即可得到很强的EPR信号
D. 其EPR谱图可反应被研究物种的多种信息,且便于分析
答:ABCD
02
判断题:EPR可用于地质年代的测定。
A. 对
B. 错
答:A
自然界的物质受到电离辐射时会形成顺磁中心,这些顺磁中心的浓度与辐射剂量正相关,并且因辐照时间的延长而累积增加。用EPR检测这些物质所得到信号的强度与其中顺磁中心的浓度成正比,从而由此推断地质的年代。
03
图形题:下图为某样品的功率饱和曲线,定量测试时微波功率可以选在()?
A. a点
B. b点
C. c点
D. 曲线上任意一点即可
答:A
如果取EPR测定的未成对电子数为N0,EPR吸收线下的面积为S0,则S0与N0的关系为:
(1)
其中,ω0为电磁波频率,T为绝对温度,g为g因子,k为玻尔兹曼常数,β为玻尔磁子,H12为腔内电磁波的能量密度。
(2)
其中,C为与谐振腔几何形状有关的常数,Q0为谐振腔的无损Q值,Γ为反射系数,P0为微波功率。
由1式可知EPR吸收信号下的面积S0与腔内电磁波的能量密度H12之间成正比,即S0∝H12。另外,根据2式可知,腔内电磁波的能量密度H12和微波功率之间也成正比关系,即H12∝P0。由以上两个关系可知,EPR吸收信号下的面积S0和微波功率P0之间也成正比关系:S0∝P0 (3)
由于3式只是在样品没有发生微波引起的饱和时才能成立,因此,在进行定量时,要在使样品不发生饱和的微波功率水平下进行EPR测定。由图可知,a点所处区域随微波功率增大信号幅度线性增大,为未饱和区。b点所处区域随微波功率增大信号幅度增大的速率降低,为欠饱和区。c点所处区域随微波功率增大信号幅度增大速率近为零,甚至信号幅度略有减小,为饱和区。只有a点处于微波功率未饱和区,因此该题选A。
顺磁小课堂·往期回顾
供稿:
清华大学 杨海军 李勇
国仪量子 石致富 范莹莹
审核:杨海军
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