矿粉反射率 | 量子荧光|微型光纤光谱仪-ag贵宾会

反射光谱学是一门通用技术，能被用于鉴别和描述一系列包括矿粉、月球样品中的颗粒、天然沉积物、土壤和沉积岩心样品的粉状样品。在本应用说明中，反射光谱学被用于鉴别矿粉样品。

jaz光谱仪被用于获得纯样品和粉末混合物的反射光谱，以评价反射光谱学鉴别矿粉样品的能力。

背景

反射光谱学是对样品反射或漫反射的光的测量，是波长的函数 。当光与样品相互作用时，光能够通过样品，被样品吸收或反射。这些相互作用连同其他作用如折射、散射和发射形成了一个样品光谱分布图，其取决于样品的化学成分、尺寸、形状和其他特性。因此光谱学技术如反射光谱学能通过相对简单的测量详细描绘一个样品的光是如何与样品相互作用的。

反射光谱学能够提供有关化学成分信息的光谱数据以及其他样品特性，对于粉料的描述是极为有效的工具。粉末特性如颗粒尺寸、形状和化学成分等样品细节影响了产生反射光谱的形状。反射光谱学对粉末的应用包括粉基化妆品的配色和反射率、表面粉末涂料的特性和粉末混合物中粉末浓度的测定。例如，涂料中使用的粉末粒度与涂料光泽度有关。

海洋光学模块光谱谱仪，可以在实验室环境以外的设置中进行反射测量，提供了测量样品的自由性。与jaz-px脉动氙灯光源结合的便携式海洋光学jaz光谱仪是在实验室或野外设置进行横跨整个uv-vis范围进行反射测量的理想工具。

测量条件

获得了纯碳黑和碳酸钙矿粉的反射光谱以及两个粉末混合体的光谱。碳酸钙一般在粉末涂料中用于调整样品的光泽度。碳酸钙颗粒的粒度影响样品的光泽。碳黑粉末在一系列产品包括塑料、调色剂和油墨中被用作颜料。用于测量的纯样品图谱显示在图1中，混合体显示在图2中。

图1 纯矿粉样品（碳黑和碳酸钙）

图2 矿粉混合体样品（99:1，80:20和50:50碳酸钙比碳黑混合体）

ocean optics（海洋光学）jaz光谱仪和jaz-px脉动氙灯光源用于反射测量。jaz光谱仪配置了xr-1扩展范围光栅和25 µm 入射狭缝，其覆盖波长范围约180-880 nm，具有约1.7 nm fwhm的光学分辨率。所有的测量利用了相同的采集参数：100µs积分时间，10 µs频闪的内触发设置，平均50次平滑度为5。一个反射支架（stage-rtl-t）用于固定400 µm反射探头（qr400-7-sr），其与图3所示的样品成90度角度。漫反射标准样品（ws-1）用作测量的基准。从反射探头的尖部到反射标准样品表面的距离被最优化以提供最高的强度并保持始终该距离。固定高度的容器充填了每个粉状样品并用抹刀抹平以保证在整个测量期间使探头尖和样品表面之间的距离保持一致。

图3：实验装置

结果

纯粉末和粉末混合体的反射率光谱显示在图4和图5中。正如图4所示，由于颜色、化学成分和颗粒特性方面的差异，纯样品（碳和碳酸钙）具有独特的反射光谱。当纯样品如图5所示以不同浓度混合时，得到的光谱显示出反射率作为浓度的函数的变化。从这些反射光谱看，这些相对简单的仅含有两个粉末样品的混合物中，，每个粉末的相对浓度能是互相接近的。使用反射光谱学进行更精确的浓度测定将需要进行涵盖范围更广的浓度的额外样品的测量。

图4：纯碳和碳酸钙矿石样品的反射光谱

图5：矿粉化合物的反射光谱

图5中光谱显示在740 nm左右有一个下降。在反射中的这个下降很可能是由于在这个波长范围中的水分吸收。水的吸收光谱带发生在靠近740 nm、840 nm和970 nm的近红外中。这个光谱特性表明：虽然样品似乎是干燥的，但是还是存在一些湿气。

图4和图5中的纯碳样品显示的负反射光谱是由于碳样品很暗的性质。这些负值大概是由碳粉和漫反射标准样品之间的反射强度方面的巨大差异产生的。相对于导致很低和负反射值的白色漫反射标准样品，碳粉样品具有低得多的反射强度。由于碳黑样品的更强的近红外线吸收，负反射率值也能发生。使用具有与碳样品反射率更相似的反射率的更暗反射标准样品，将提高测量的精确度并避免发生负反射值。

结论

正如矿样品得到的光谱数据中所示，通过使用ocean optics（海洋光学）jaz光谱仪、jaz-px光源和一个400µm反射探头，反射光谱学能鉴别和区别纯矿样品。粉末混合体测量的光谱数据说明了反射率光谱具有评价混合体成分和合成物浓度的能力。

无论是测量月球尘、矿样品、化妆品使用的矿粉还是海洋底部的沉淀物，反射光谱学都是描述样品特征的有力工具，特征描述提供了有关化学成分的信息以及样品中颗粒形状和尺寸的情况。使用灵活的模块化光谱学仪器如jaz光谱仪，反射测量仪器能被带出实验室直接测量以提供极高的在原地进行实时测量的灵活性。

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