Khảo sát phổ phát quang của dung dịch thuốc nhuộm Rhodamine bằng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng

MỞ ĐẦU1 1.Lí do chọn đề tài:1 2.Mục tiêu của đề tài:1 3.Đối tượng, phạm vi nghiên cứu. 1 4.Nhiệm vụ nghiên cứu:1 5.Các phương pháp nghiên cứu. 2 6.Cấu trúc phần nội dung:2 B. NỘI DUNG3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÍ THUYẾT PHÁT QUANG3 VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG3 1.1.Khái niệm:3 1.2.Cơ chế của sự phát quang phân tử:4 1.3.Phổ phát quang. 5 1.4.Cường độ phát quang:5 1.5.Phân loại các hiện tượng phát quang.5 1.5.1.Phân loại theo thực nghiệm:6 1.5.1.1.Phát quang của tâm bất liên tục:6 1.5.1.2.Phát quang tái hợp:6 1.5.1.3.Phát quang tự phát:7 1.5.2.Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài:7 1.5.2.1.Dịch quang:7 1.5.2.2.Lân quang:7 1.5.3.Phân loại theo cách kích thích:8 1.6.Các định luật cơ bản của hiện tượng phát quang.8 1.6.1.Định luật về sự không phụ thuộc của phổ phát quang vào ánh. 8 1.6.2.Định luật Stock-Lomen:9 1.6.3.Định luật đối xứng gương của phổ hấp thụ và phổ phát quang:10 1.6.4.Định luật Kirchhoff:10 1.7.Sự phát quang của các dung dịch thuốc nhuộm10 1.8.Phương pháp quang phổ:11 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC THUỐC NHUỘM RHODAMINE13 2.1.Rhodamine B:14 2.2.Rhodamine 6G:15 CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MÁY QE65000. 16 3.1.Nguồn gốc:16 3.2.Chức năng:16 3.3.Các thông số của máy:17 3.4.Sơ đồ quang học và nguyên tắc hoạt động:18 3.5.Cách đo phát quang.20 3.5.1.Cài đặt chương trình:20 3.4 2.1.Chế độ và thông số:20 3.5.2.2.Lấy phổ tối:21 3.5.2.3.Thao tác đo:21 3.5.2.4.Xử lí số liệu bằng phần mềm chuyên dụng:21 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM . 22 4.1.Kết quả đo với dung dịch Rhodamine 6G:22 4.2. Kết quả đo với dung dịch Rhodamine B:31 C. KẾT LUẬN41 A.MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài: Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề nổi bật và bức thiết nhất hiện nay. Trong đó việc sử dụng các hóa chất độc hại (thuốc nhuộm ) trong thực phẩm là việc làm hoàn toàn bị cấm trên toàn thế giới nhưng một số nhà sản xuất vì chạy theo lợi nhuận nên vẫn lén lút sử dụng, điều này đã gây những tác hại khôn lường đến người tiêu dùng. Chính vì vậy, việc tìm hiểu các các thuốc nhuộm này cụ thể là Rhodamine là một việc làm có ý nghĩa thiết thực. Hiện nay phòng thí nghiệm chuyên đề của khoa Vật lí đã được trang bị máy QE6500, chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu: “Khảo sát phổ phát quang của dung dịch thuốc nhuộm Rhodamine bằng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng”. 2.Mục tiêu của đề tài: Tìm hiểu máy QE65000 và ứng dụng vào việc khảo sát phổ phát quang của dung dịch Rhodamine 6G và Rhodamine B trong Ethanol. 3.Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Máy QE65000 Phổ phát quang của một số thuốc nhuộm. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phổ phát quang của một số thuốc nhuộm bằng phương pháp quang phổ. 4.Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu về máy QE65000 Nghiên cứu những vấn đề lí luận về sự phát quang và phương pháp quang phổ. Nghiên cứu về tính chất của các thuốc nhuộm. Nghiên cứu thực nghiêm: -Khảo sát phổ phát quang của một số dung dịch thuốc nhuộm -Xác định khoảng làm việc tuyến tính của máy. 5.Các phương pháp nghiên cứu Phân tích và tổng hợp lí thuyết Phương pháp thực nghiệm. 6.Cấu trúc phần nội dung: Chương 1: Tổng quan lí thuyết phát quang Chương 2: Tổng quan về các dung dịch thuốc nhuộm. Chương 3:Tổng quan về máy QE65000 và phần mềm chuyên dụng: Chương 4:Kết quả thực nghiệm

doc45 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 29/01/2013 | Lượt xem: 3575 | Lượt tải: 6download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Khảo sát phổ phát quang của dung dịch thuốc nhuộm Rhodamine bằng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
A.MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài: Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề nổi bật và bức thiết nhất hiện nay. Trong đó việc sử dụng các hóa chất độc hại (thuốc nhuộm..) trong thực phẩm là việc làm hoàn toàn bị cấm trên toàn thế giới nhưng một số nhà sản xuất vì chạy theo lợi nhuận nên vẫn lén lút sử dụng, điều này đã gây những tác hại khôn lường đến người tiêu dùng. Chính vì vậy, việc tìm hiểu các các thuốc nhuộm này cụ thể là Rhodamine là một việc làm có ý nghĩa thiết thực. Hiện nay phòng thí nghiệm chuyên đề của khoa Vật lí đã được trang bị máy QE6500, chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu: “Khảo sát phổ phát quang của dung dịch thuốc nhuộm Rhodamine bằng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng”. 2.Mục tiêu của đề tài: Tìm hiểu máy QE65000 và ứng dụng vào việc khảo sát phổ phát quang của dung dịch Rhodamine 6G và Rhodamine B trong Ethanol. 3.Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Máy QE65000 Phổ phát quang của một số thuốc nhuộm. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phổ phát quang của một số thuốc nhuộm bằng phương pháp quang phổ. 4.Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu về máy QE65000 Nghiên cứu những vấn đề lí luận về sự phát quang và phương pháp quang phổ. Nghiên cứu về tính chất của các thuốc nhuộm. Nghiên cứu thực nghiêm: -Khảo sát phổ phát quang của một số dung dịch thuốc nhuộm -Xác định khoảng làm việc tuyến tính của máy. 5.Các phương pháp nghiên cứu Phân tích và tổng hợp lí thuyết Phương pháp thực nghiệm. 6.Cấu trúc phần nội dung: Chương 1: Tổng quan lí thuyết phát quang Chương 2: Tổng quan về các dung dịch thuốc nhuộm. Chương 3:Tổng quan về máy QE65000 và phần mềm chuyên dụng: Chương 4:Kết quả thực nghiệm B. NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÍ THUYẾT PHÁT QUANG VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG 1.1.Khái niệm: Một số chất khi được rọi sáng (bằng tia tử ngoại, tia X, tia γ) sẽ phát bức xạ có thành phần khác thành phần quang phổ của ánh sáng tới và được xác định chỉ với thành phần hoá học và cấu tạo của chất đó. Dạng bức xạ này gọi là bức xạ phát quang. Không phải tất cả các chất đều có khả năng phát quang. Đối với những chất có khả năng phát quang, muốn quan sát được ánh sáng phát quang của nó, chúng ta phải truyền cho nó một năng lượng nào đó. Bức xạ phát quang có những tính chất đặc biệt: +Ở cùng một nhiệt độ, bức xạ phát quang có cường độ lớn so với cường độ bức xạ nhiệt (đối với cùng một khoảng quang phổ) +Sự phát quang của một chất còn có thể tiếp tục kéo dài một khoảng thời gian nào đó sau khi ngừng kích thích. Khoảng thời gian này được gọi là thời gian phát quang dư hay thời gian phát quang. +Bức xạ phát quang là bức xạ riêng: Mỗi chất có phổ phát quang riêng của nó. Thống nhất những tính chất trên, Vavilôp đã nêu lên định nghĩa về hiện tượng phát quang: “Sự phát quang của một vật là sự phát bức xạ còn dư (ngoài những bức xạ nhiệt của vật đó ở cùng nhiệt độ) trong vùng quang phổ cho trước và có thời gian phát quang lớn hơn 10-10s”. 1.2.Cơ chế của sự phát quang phân tử: Ta biết rằng năng lượng của phân tử là tổng năng lượng của điện tử, năng lượng dao động và năng lượng quay. Tất cả các năng lượng ấy đều bị lượng tử hoá, trong đó, năng lượng của điện tử là lớn nhất và năng lượng quay là bé nhất. 3’ 2’ 1’ 0’ 3’’ 1’’ 0’’ 2’’ Hình 1.1 Trong hình vẽ 1.1: Mức 0’’,0’ là các mức năng lượng dao động thấp nhất của trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích II của phân tử. Mỗi một giá trị nhất định của năng lượng điện tử có một số giá trị khả dĩ của năng lượng dao động. Nếu bỏ qua năng lượng quay thì ứng với trạng thái I và II chúng ta có một số mức năng lượng 0’’,1’’,2’’,3’’ và 0’,1’,2’,3’. Các giá trị năng lượng này bằng tổng số năng lượng điện từ và năng lượng dao động. Sự phân bố các phân tử nằm trên các mức dao động tuân theo phân bố Bolzman: (1.1) Trong đó: Ni: Số phân tử trên mức i. N0: Tổng số phân tử. Ei: Năng lượng dao động ứng với mức i. k: Hằng số Bolzman. T: Nhiệt độ tuyệt đối. Từ công thức (1.1) ta thấy ở nhiệt độ phòng thì kT<<E nên các phân tử ở các mức năng lượng dao động thấp nhất O’’. Khi hấp thụ năng lượng, các phân tử sẽ chuyển từ mức O’’ lên các mức O’,1’,2’,3’. Các phân tử sống trên mức kích thích và sau khi được sắp xếp lại để thoả mãn công thức Bolzman, các phân tử sẽ trở về mức năng lượng bé hơn để bức xạ ánh sáng. 1.3.Phổ phát quang Phổ phát quang là hàm số phân bố năng lượng do chất phát quang bức xạ theo tần số hoặc bước sóng. Phổ phát quang cũng như phổ hấp thụ được xác định bởi : -Thành phần, cấu trúc của tâm phát quang. Quyết định sự hình thành các mức năng lượng, tính chất của mức năng lượng, xác suất chuyển dời giữa các mức năng lượng, đặc biệt là các mức siêu bền. -Môi trường bên ngoài: Làm thay đổi vị trí các mức và tách các mức, thay đổi xác suất chuyển dời đặc biệt có thể làm các mức chuyển bị cấm không còn tác dụng thủ tiêu các mức siêu bền tương ứng, giải phóng điện tử ở mức siêu bền bằng cách chuyển lên mức năng lượng cao do trao đổi nhiệt, phân bố lại các tâm theo các mức dao động có năng lượng khác nhau. 1.4.Cường độ phát quang: Cường độ phát quang phụ thuộc vào xác suất chuyển dời và số tâm nằm ở mức khởi điểm. Trong đa số các trường hợp, xác suất chuyển dời giữa các mức dao động ứng với các trạng thái điện tử khác nhau là như nhau nên cường độ phát quang chỉ phụ thuộc vào số tâm nằm ở mức khởi điểm. 1.5.Phân loại các hiện tượng phát quang. 1.5.1.Phân loại theo thực nghiệm:PHÁT QUANG Phát quang của tâm bất liên tục Phát quang tái hợp Phát quang tự phát Phát quang cưỡng bức Phát quang tự phát Phát quang cưỡng bức Phát quang do tái hợp trực tiếp Phát quang do tái hợp phức tạp qua những giai đoạn trung gian Phát quang cưỡng bức Phát quang tự phát 1.5.1.1.Phát quang của tâm bất liên tục: Là loại phát quang mà quá trình diễn biến từ khi hấp thụ năng lượng đến khi bức xạ đều xảy ra trong cùng một tâm nhất định. Tâm này có thể là phân tử, tập hợp phân tử hoặc ion. Đặc điểm của sự phát quang này là các quá trình xảy ra trong tâm bất liên tục hoàn toàn độc lập với nhau. Sự tương tác giữa những tâm bất liên tục cũng như ảnh hưởng của môi trường bên ngoài đối với chúng là hoàn toàn không đáng kể. Do đó, khả năng phát quang chỉ do những quá trình xảy ra trong nội bộ tâm qui định mà không có sự tham gia của các tác nhân ngoài. 1.5.1.2.Phát quang tái hợp: Là quá trình phát quang trong đó, những quá trình chuyển hoá năng lượng kích thích sang năng lượng phát quang đều có sự tham gia của toàn chất phát quang. Khi đó, vị trí kích thích không trùng với vị trí bức xạ (do có sự mất mát năng lượng). Sự trao đổi năng lượng từ vị trí kích thích sang vị trí bức xạ phải qua một quá trình trung gian-quá trình phân li và quá trình tái hợp của những hạt mang điện (tái hợp với những thành phần mới chứ không phải các thành phần vừa phân li). Trong hai loại phát quang trên, cho dù quá trình có xảy ra tại một vị trí duy nhất hay qua nhiều vị trí trung gian, giai đoạn cuối cùng cũng là khâu chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản để phát quang, có thể là phát quang tự phát hay phát quang cưỡng bức. 1.5.1.3.Phát quang tự phát: Xảy ra khi phân tử ở trạng thái kích thích chuyển về trạng thái cơ bản do tác dụng của trường nội tại của phân tử. Đặc điểm của sự phát quang tự phát là không phụ thuộc vào tác dụng của những yếu tố bên ngoài. II I III Hình 1.2 1.5.1.4.Phát quang cưỡng bức: là phát quang chỉ xảy ra dưới tác dụng của những yếu tố bên ngoài. Quá trình phát quang cưỡng bức gồm 2 giai đoạn (Hình 1.2): Giai đoạn 1: Chuyển điện tử từ mức III về mức II do tác dụng ngoài của năng lượng kích thích Giai đoạn 2: Chuyển điện tử từ mức II về mức I và phát quang. 1.5.2.Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài: 1.5.2.1.Dịch quang: là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn cỡ 10-8, 10-9 s và bé hơn. 1.5.2.2.Lân quang: là sự phát quang có thời gian phát quang tương đối lớn hơn từ 10-8 s đến hàng giờ. Tuy nhiên, sự phân biệt này cũng chỉ tương đối, còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên người ta ít dùng. 1.5.3.Phân loại theo cách kích thích: Kích thích bằng ánh sáng trong vùng quang học (tử ngoại đến hồng ngoại): quang phát quang. Kích thích bằng chùm electron có năng lượng cao: Âm cực phát quang (Cathodoluminescence) Kích thích bằng hiệu điện thế của dòng điện: Điện phát quang (electroluminescence) Kích thích bằng năng lượng cơ học: Ma sát phát quang (tuboluminescence) Kích thích bằng tia X: Phát quang tia X (X-ray luminescence) Kích thích bằng năng lượng của phản ứng hoá học: Hoá phát quang 1.6.Các định luật cơ bản của hiện tượng phát quang. 1.6.1.Định luật về sự không phụ thuộc của phổ phát quang vào ánh sáng kích thích. “Phổ phát quang của các phân tử phức tạp trong các môi trường tích tụ (rắn, lỏng) không phụ thuộc vào ánh sáng kích thích.” Giải thích: Khi dùng các ánh sáng kích thích có bước sóng khác nhau, các phân tử sẽ bị kích thích lên các mức năng lượng dao động khác nhau. Nhưng các phân tử chỉ tồn tại ở đây trong một thời gian nhỏ hơn thời gian trung bình và chuyển về mức năng lượng của điện tử, phần năng lượng dao động đã bị tiêu hao trong thời gian này. Lúc này hệ là các phân tử kích thích có sự phân bố ổn định về năng lượng. Sự phân bố này hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào ánh sáng kích thích. Do đó, khi phân tử chuyển từ trạng thái này xuống trạng thái cơ bản sẽ bức xạ ra các ánh sáng có phổ như nhau. 1.6.2.Định luật Stock-Lomen: Năm 1852,Stocke lần đầu tiên phát biểu định luật về sự phát quang như sau:: “Ánh sáng phát quang bao giờ cũng có bước sóng dài hơn là ánh sáng bị chất hấp thụ” Định luật này có thể giải thích được bằng thuyết photon ánh sáng: Giả sử năng lượng của photon bị phân tử hấp thụ là: (1.2) Năng lượng của photon được phát ra bởi phân tử: (1.3) Một phần năng lượng của photon bị hấp thụ được dùng để kích thích chất phát quang, phần còn lại biến thành nội năng của vật (Năng lượng chuyển động nhiệt của phân tử) Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: (1.4) Tần số trung bình của ánh sáng phát quang bao giờ cũng nhỏ hơn tần số trung bình của ánh sáng hấp thụ. Sự hao phí năng lượng dẫn đến làm thay đổi tần số của ánh sáng phát quang-sự hao phí Stocke 0 Kg (Jg) g Nhiều trường hợp, phổ hấp thụ và phổ phát quang có phần chồng chập lên nhau. (Hình 1.3) Hình 1.3 Như vậy, theo định luật 1.6.1, nếu dùng ánh sáng kích thích có bước sóng nằm trong vùng chồng chập của phổ hấp thụ và phổ phát quang để kích thích thì ta cũng thu được phổ phát quang không đổi. Lúc này, định luật Stocke không được thoả mãn. Phần phổ không thoả định luật Stocke được gọi là phần đối Stocke. Từ (1.4) ta thấy khi E=0 thì do đó . Sự phát quang này là sự phát quang cộng hưởng Về sau, Lomen chính xác hoá định luật: “Toàn phổ phát quang và cực đại của nó bao giờ cũng dịch về phía sóng dài so với toàn phổ hấp thụ và cực đại của nó.” 1.6.3.Định luật đối xứng gương của phổ hấp thụ và phổ phát quang: (định luật Lopsin) “Phổ phát quang và phổ hấp thụ biểu diễn theo hàm số của tần số đối xứng gương qua đường thẳng vuông góc với trục tần số và đi qua giao điểm của 2 phổ. 1.6.4.Định luật Kirchhoff: “Tỉ số giữa năng suất hấp thụ và năng suất phát xạ là một hàm theo bước sóng bức xạ λ và nhiệt độ môi trường T” 1.7.Sự phát quang của các dung dịch thuốc nhuộm Ở dạng dung dịch, đa số các thuốc nhuộm đều bị phân li thành ion. Phổ hấp thụ và phổ phát quang của thuốc nhuộm gồm 2 phần: -Phần nằm trong vùng khả kiến: thường gồm một dải rộng, chiếm khoảng 150nm, đường cong của phổ hấp thụ giảm nhanh ở phía sóng dài, còn ở phía sóng ngắn giảm tương đối chậm; đường cong của phổ phát quang thì ngược lại. -Phần nằm ngoài vùng khả kiến thường có 1 hay 2 dải ở vùng tử ngoại, có cường độ yếu. Vùng hồng ngoại không hấp thụ được bao nhiêu. Các thuốc nhuộm tuân theo tốt các định luật cơ bản như: Định luật về sự không phụ thuộc của phổ phát quang vào bước sóng của ánh sáng kích thích, định luật Stocke-Lommen, Định luật đối xứng gương…Tuy nhiên, phần sóng dài của phổ hấp thụ thường chồng lên phần sóng ngắn của phổ phát quang nên xuất hiện bức xạ đối Stocke. Các dung dịch thuốc nhuộm có hiệu suất phát quang khá lớn ở nhiệt độ phòng. 1.8.Phương pháp quang phổ: Để xác định phổ phát quang người ta dùng sơ đồ máy cho như hình 1.4: L1: Nguồn sáng kích thích. A:Chất phát quang cần nghiên cứu. S: Phổ quang kế. L2: Nguồn so sánh l1,l2,l3: các thấu kính. Gọi: : độ chói của ánh sáng phát quang ở tần số : độ chói của ánh sáng của nguồn so sánh ở tần số : tỉ số 2 độ chói được xác định bằng thực nghiệm. Ta có: Đối với các tần số và ta có : Nếu lấy độ chói ở tần số cực đại của ánh sáng phát quang làm đơn vị thì: Hay Như vậy độ chói của ánh sáng phát quang ứng với tần số nào đó được xác định bằng tỉ số và được xác định bằng phương pháp trắc quang thông thường. có thể xác định được nếu biết sự phân bố năng lượng của đèn so sánh. Muốn so sánh phổ phát quang với phổ của nguồn đã biết trước sự phân bố năng lượng người ta có thể dùng phương pháp chụp ảnh qua máy quang phổ. Chụp ảnh của nguồn so sánh và chụp ảnh của phổ phát quang. Sau đó so sánh độ đen của 2 ảnh thu được, người ta có thể suy ra được sự phân bố năng lượng của phổ phát quang. Đối với những phổ có cường độ thấp thì phải dùng máy quang phổ có quang lực lớn và chụp với khe rộng, thời gian lâu, có thể từ vài giây đến vài giờ. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC THUỐC NHUỘM RHODAMINE Rhodamine là một trong những thuốc nhuộm, được sử dụng chủ yếu để nhuộm len, lụa và làm laser công suất màu. Ngoài ra, Rhodamine còn được dùng để nhuộm tế bào trong công nghệ sinh học. Nhìn chung, các thuốc nhuộm Rhodamine khá độc, tan nhiều trong nước, methanol, ethanol. Các thuốc nhuộm Rhodamine có màu sắc tươi sáng, hấp dẫn nên người ta còn dùng để nhuộm màu thực phẩm. điều này không đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Họ Rhodamine có rất nhiều chất: Rhodamine 123 Tetramethyl Rhodamine Rhodamine Red NHS_Rhodamine Rhodamine 6G Rhodamine B… 2.1.Rhodamine B: Hình 2.1 PCông thức phân tử: C28H31N2O3Cl. PKhối lượng phân tử: 479,02 g/mol PCAS No. 81-88-9 Hình 2.2 PCông thức cấu tạo: Hình 2.2 [12] PTính chất hoá lí: -Tinh thể màu tối, có ánh xanh (Hình 2.1). Ở dạng bột có màu tím đỏ. -Độ tan trong 100 gam dung môi: +Dung môi H2O: 0.78g (200C) +Dung môi ethanol: 1.47g -Dung dịch Rhodamine B trong H2O và trong ethanol có màu đỏ, ánh xanh, phát quang mạnh, (Hình 2.3). Dung dịch Rhodamine B/Ethanol loãng, phát quang trong vùng bước sóng 550nm đến 650nm Hình 2.3 -PH từ 1.5-2.5 PCông dụng: -Chất nhuộm màu đỏ trong công nghiệp: nhuộm len, lụa, da, giấy, xà phòng.. . -Trong công nghệ sinh học: nhuộm tế bào. -Trong hoá phân tích: dùng để nhận biết các aion có thể tích lớn, và kim loại như Zn, Antimo(V), Vofram(VI)… nhờ phản ứng màu. -Nhờ tính chất phát quang, người ta sử dụng Rhodamine B như chất chỉ thị để kiểm soát lượng chất kích thích ở thực vật (đặc biệt ở cây ớt). PĐộc tính: -Gây ung thư nếu tích tụ trong cơ thể. -Gây ô nhiễm khi thải ra môi trường. -Độc khi tiếp xúc với mắt, da, giác mạc, màng phổi. -Gây khó chịu nếu hít phải, ngộ độc nếu ăn với lượng lớn. [14] PTên gọi khác: R.60, Tetraethyl rhodamine; D & C Red No. 19; rhodamine B chloride; C.I. Basic Violet 10; C.I. 45170 2.2.Rhodamine 6G: Hình 2.4 PCông thức phân tử: C28H31N2O3Cl. PKhối lượng phân tử: 479,02 g/mol PCAS No. 989-38-8 PCông thức cấu tạo: (hình 2.5) [12] PTính chất hoá lí: -Dạng bột màu nâu đỏ, hay vàng (Hình 2.4). Hình 2.5 -Tan trong nước cho màu đỏ rực, có ánh sáng phát quang màu vàng-xanh lá cây. Tan trong ethanol có màu đỏ vàng, phát quang màu lục trong vùng bước sóng từ 500nm đến 600nm -PH từ 1đến 3. PCông dụng: Hình 2.6 -Làm chất chỉ thị phát quang đổi màu từ cam đến hồng. -Dùng để xác định RE(VII), In, Tl, bằng phương pháp phát quang. -Chất nhuộm màu da cam trong công nghiệp và trong công nghệ sinh học -Làm laser màu có hiệu suất lượng tử cao (Hình 2.6) -Làm kính lọc màu. PĐộc tính: -Gây ung thư. -Ảnh hưởng đến sự phát triển của buồng trứng và bạch huyết cầu. -Gây sừng hoá dạ dày. -Giảm thể trọng (nếu dùng thường xuyên) (Theo nghiên cứu ở chuột) [15] PTên gọi khác: R.59, Rhodamine 590, R6G, Rh6G, C.I. Pigment Red 81, C.I. Pigment Red 169, Basic Rhodamine Yellow, C.I. 45160. CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MÁY QE65000 3.1.Nguồn gốc: Số seri: QEB0080 Hãng sản xuất:OCEAN OPTICS.inc Sản xuất năm:2007 3.2.Chức năng: -Đo phát quang, phát quang toàn phần, phát quang tương đối. -Đo hấp thụ. -Đo truyền qua. -Đo phổ Raman… 3.3.Các thông số của máy: Bộ phận Thông số Kích thước Kích thước 182x110x47 Khối lượng 1.18kg Máy lọc sóng Máy lọc Hanamatsu S7031-1006 đen, mỏng FFT-CCD Tầm lọc 200-1100nm Độ phân giải 1024x58 (toàn phần 1044x64)/24.6 2 Độ nhạy 400nm,22 electron /lần đếm, 250nm: 26 photon / lần đếm Phương diện quang học Loại f/4 đối xứng chéo Czerny-Turner Tiêu cự 101.6mm Kích thước cửa sập độ rộng 5 Cách tử tự chọn HC1-QE hoạt động trong vùng UV-NIR Vật liệu kết nối quang học Cáp quang SMA loại P1000-2-UV-VIS Quang phổ Dãi quang phổ 200-950nm Độ phân giải quang học ~0.14-7.7 nm FWHM Tỉ lệ tín hiệu nhiễu 1000:1 (toàn phổ) Dòng tối 2.5 RMS lần đếm Thời gian tích phân 8ms đến 15 phút Ánh sáng lạc mất <0.08% ở 600nm, <0.4% ở 435 nm Điện tử Năng lượng tiêu thụ 500mA @ 5VDC không có pin nhiệt điện. 3A @ 5VDC có pin nhiệt điện. Tốc độ truyền tải dữ liệu Quang phổ toàn phần của bộ nhớ cổng USB 2.0 là 4ms, cổng USB 1.1 là 8ms. Cổng vào/ra 10 chương trình kĩ thuật số GPIOs kèm theo . Nhiệt độ Nhiệt độ giới hạn 00C đến 500C. Máy vi tính Hệ thống mở Windown 98/Me/2000/XP, mac OSX và Linux khi dùng cổng USB, 32-bit Windown OS khi dùng cổng tương tự. Giao diện USB 2.0 @ Mbps, RS-32 (2 dây) 115kb Chu vi giao diện SPI (3 dây) I2C mạch tích hợp 3.4.Sơ đồ quang học và nguyên tắc hoạt động: Sơ đồ quang học của máy QE65000: Xem hình 1 phụ lục 1.Cổng nối SMA 905: Truyền tải tín hiệu quang Loại: P1000-2-UV-VIS đảm bảo tính chính xác và đồng tâm của các sợi quang. 2. Khe vào: Điều chỉnh lượng ánh sáng vào. SLIT-5, kích thước:5μm x 1mm, độ phân giải: ~2.0px, độ rộng của cửa sập quyết định lượng ánh sáng đi vào. Khe là cố định, chỉ có các kĩ thuật viên mới có thể thay đổi. 3. Bộ lọc hấp dẫn longpass: Lọc ánh sáng tử ngoại. OF1-WG305,bộ lọc longpass truyền ánh sáng >305nm. Những bộ lọc này được cài đặt cố định giữa khe và tấm phủ khe ở vách ngăn của cổng nối SMA 905 4&6: Gương trực chuẩn và gương hội tụ: Trực chuẩn và hội tụ ánh sáng vào cách tử Gương cầu lõm hấp thụ UV, tăng độ phản xạ trong VIS-NIR và vì thế tăng độ nhạy của máy phổ. Gương cầu lõm thường được dùng cho phép đo phổ phát quang. Những gương này cũng hấp thụ gần như tất cả các tia tử ngoại làm giảm hiệu ứng kích thích sự tán xạ phát quang. Không giống như phần lớn các gương tráng bạc, gương cầu lõm sẽ không bị oxi hoá. Gương trực chuẩn để tạo chùm sáng song song đến cách tử, gương hội tụ dùng để điều chính độ rộng của chùm ánh sáng đơn sắc chiếu đến bộ lọc. 5.Cách tử và dải sóng: Cách tử HC1-QE có thể hoạt động trong vùng tử tử ngoại đến hồng ngoại gần với hiệu suất tốt nhất ở bước sóng từ 200-950nm 7.Vùng đen của bộ lọc sóng: Vùng đen của bộ lọc sóng trong máy QE65000 Hamamatsu S7031 FFT-CCD cung cấp 90% hiệu suất lượng tử. 8. Bộ tách sóng với bộ lọc OFLV: OFLV-QE là một trong những bộ lọc nhiều giá trị theo thứ tự, dùng để khử hiệu ứng second-order và được dùng với cách tử HC-1 khi khoảng bước sóng là 200-950 nm với QE 65000. 9.Nguồn kích thích: Đèn Xenon PX2 phát xung ổn định với 2 chế độ trong khoảng 220-750nm, Sử dụng cho cả phép đo hấp thụ và phát quang với những mẫu có nhiệt độ xác định. Thời gian sống 109 xung khoảng 230 ngày liên tục ở 50Hz. Nguyên tắc hoạt động: Ánh sáng kích thích từ đèn Xenon được dẫn trong cáp quang đến buồng chứa mấu. Dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại, mẫu sẽ phát quang. Ánh sáng phát quang được dẫn trong cáp quang đến khe của máy QE65000. Khe có độ rộng thích hợp để điều chỉnh lượng ánh sáng vào máy. Tại khe có bộ lọc để lọc bớt ánh sáng tử ngoại. Ánh sáng tiếp tục chiếu đến gương trực chuẩn đê được chùm ánh sáng song song đến cách tử. Cách tử có nhiệm vụ tách ánh sáng trắng thành chùm ánh sáng đơn sắc. Chùm ánh sáng đơn sắc này chiếu đến gương hội tụ để điều chỉnh độ rộng thích hợp khi chiếu đến bộ tách sóng detector. Tại đây, detector sẽ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện nhờ CCD. Sau đó tín hiệu được lọc một lần nữa để đảm bảo loại được hiệu ứng Second-order. Tín hiệu điện được xử lí bằng phần mềm Ocean Optic SpectraSuite cho chúng ta kết quả là phổ phát quang của mẫu. 3.5.Cách đo phát quang. 3.5.1.Cài đặt chương trình: Bước 1: Vào File/New/Absolute Irradiance Mesurement hoặc kích vào biểu tượng trên thanh Irradiance Toolbar để vào cửa sổ Wizard, tạo đồ thị Bước 2: Kích Next để chọn nguồn: QE65000. Bước 3. Kích Next, ta có 2 sự lựa chọn: -Chọn chế độ cài sẵn từ file: Get Irradiance Calibration from File -Chọn chế độ mới mới:New Calibratioon a.Chọn chế độ cài sẵn từ File: +Chọn nguồn:QE65000 +Chọn cáp: P1000 +Chọn thời gian lấy tích phân (thời gian đo) và các thông số khác theo mục đích sử dụng. +Quét phổ tối (không chọn đèn) b.Chọn mới: Ta cũng lựa chọn các thông số như trên sau đó lưu lại trong 1 file mới. 3.5.2.Quá trình đo: 3.5.2.1.Chế độ và thông số: Thời gian lấy tích phân :100s Số lần quét để lấy trung bình:1 Tốc độ phát xung: Hard Nguồn:QE65000 Kết quả hiển thị ở đồ thị A Chế độ đo phát xạ toàn phần 3.5.2.2.Lấy phổ tối: Sau khi đã kiểm tra các thông số, ta tiến hành lấy phổ tối. Chú ý: ta không chọn đèn (không kích chọn …Lamp). Kích vào nút Perform Single Accquition. Máy sẽ quét phổ tối và tự động trừ phổ tối cho ta. 3.5.2.3.Thao tác đo: Khởi động chương trình Spectra Suite. Chương trình sẽ tự động quét phổ tối. Kích chọn đèn (Lamp enable). Đặt cuvet vào buồng chứa mẫu. Kích chọn Perform Single Accquition để đo 1 từng lần một hoặc chọn Reset Selected Acquition để đo liên tục. 3.5.2.4.Xử lí số liệu bằng phần mềm chuyên dụng: Chọn Coppy để coppy kết quả vào chương trình Origin. Kích phải, chọn Plot/Line để vẽ đồ thị Chọn công cụ Area để quét diện tích phổ Vào Analyss/Caculute/Intergrating để tính diện tích, xác định đỉnh, và bề rộng và độ cao đỉnh phổ. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1.Kết quả đo với dung dịch Rhodamine 6G: Nhận xét: -Đỉnh phổ:, phát quang màu lục. -Độ rộng phổ: -Khoảng làm việc tuyến tính: Từ 10-4 mg/ml đến 10-3 mg/ml. 4.2. Kết quả đo với dung dịch Rhodamine B: Nhận xét: --Đỉnh phổ:, phát quang màu lục. -Độ rộng phổ: -Khoảng làm việc tuyến tính của máy QE65000 đối với Rhodamine B: từ nồng độ 2.10-3 mg/ml đến 7.10-3 mg/ml C. KẾT LUẬN Thực hiện theo mục tiêu nghiên cứu của đề tài, sau một thời gian nghiên cứu, tôi đã thu được các kết quả sau: -Tìm hiểu và sử dụng thành thạo máy quang phổ QE65000. -Sử dụng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng để khảo sát phổ phát quang của Rhodamine 6G và Rhodamine B với các nồng độ khác nhau. -Từ các kết quả thu được chúng ta hoàn toàn có thể kết luận: Khi sử dụng máy quang phổ QE65000 với các mẫu thích hợp, có thể cho ta kết quả nhanh, chính xác và độ nhạy cao. -Đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên và thầy cô giáo khi tìm hiểu về máy quang phổ QE65000.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docKhảo sát phổ phát quang của dung dịch thuốc nhuộm Rhodamine bằng máy quang phổ QE65000 và các phần mềm chuyên dụng.doc
Luận văn liên quan