积分球用于测定反射光谱的方法（2种）：
代替法：其基本原理如
右图5所示，从外部过来的 辐射通过小孔1进入球内， 落在样品表面2上，用外部 光度计通过小孔3测量球壁 辐射强度，然后用标准物 代替样品进行重复测量， 强度的相对值用来量度以 标准物为基准的样品反射 能力。
图5 代替法
• 比较法：样品和标准物在整个测
2R
注：K 为吸收系数，S 为散射系数，
R∞ 表示无限厚样品的反射系数R 的极限值。
F (R∞ ) 称为减免函数或Kubelka—Munk函数。
● 实际测定的是R′∞, 不是绝对反射率 R∞，即相对
一 个标准样品的相对反射率。
● 其值依赖于波长 F(R′∞)—波长
● 对应于透射光谱的消光系数
● 在一个稀释的物种的情况下正比于物种的浓度
（相似于 Lambert-Beer law)。
1.5 漫反射光谱的表达 朗伯比尔定律描述入射光和吸收光之间的关系。 漫反射定律描述一束单色光入射到一种既能吸 收光，又能反射光的物体上的光学关系。
A=-㏑T
LogF (R
)

LogK

LogS

Log
1 R
2R
2
图4 吸收光谱曲线与漫反射光谱曲线
比色分析法：比较有色溶液深浅来确定物质含量 的方法，属于可见吸收光度法的范畴。
分光光度法：使用分光光度计进行吸收光谱分析 的方法。
紫外可见波长范围：
远紫外光区：10-200 nm； 近紫外光区：200-400 nm； 可见光区：400-780 nm。
注：由于O2、N2、CO2、H2O等在真空紫外区(60-200 nm)均有
1.1 固体中金属离子的电荷跃迁
在过渡金属离子-配位体体系中，一方是电子给予体，另 一方为电子接受体。在光激发下，发生电荷转移，电子吸收
某能量光子从给予体转移到接受体，在紫外区产生吸收光谱。
当过渡金属离子本身吸收光子激发发生内部d轨道内的跃 迁（d-d)跃迁，引起配位场吸收带，需要能量较低，表现为
吸收，测定这一范围光谱时须将光学系统抽真空并充入惰性
气体。所以真空紫外分光光度计非常昂贵，在实际应用中受
到一定的限制。
故通常所说的紫外-可见分光光度法，实际上是指近紫 外-可见分光光度法(200-780 nm) 。
1.3 漫反射光谱(DRS)
当光照射到固体表面时，发生反射和散射（如图1、2）
镜面反射：
目录
1. 紫外可见漫反射光谱基本原理 2. 紫外可见漫反射光谱研究方法 3. 紫外可见漫反射在催化剂表征中的应用 4. 结语
1.UV-Vis DRS 基本原理
漫反射光谱是一种不同于一般吸收光谱的在紫 外、可见和近红外区的光谱，是一种反射光谱，与 物质的电子结构有关。
漫反射光谱不仅可以用于研究催化剂表面过渡 金属离子及其配合物的结构、氧化状态、配位状态、 配位对称性，而且在光催化研究中还可用于催化剂 的光吸收性能的测定；可用于色差的测定等等。
漫反射光。
反射峰通常很弱，同时，它与吸收峰基本重合，仅仅使吸收
峰稍有减弱而不至于引起明显的位移。对固体粉末样品的镜面 反射光及漫反射光同时进行检测可得到其漫反射光谱。
图3 漫反射光示意图
1.4 漫反射定律（Kubelka—Munk 方程式）[5，13]
F (R )

K
/SBiblioteka 1 R 2在可见光区或近红外区的吸收光谱。
收集这些光谱信息，即获得一个漫反射光谱，基于此可 以确定过渡金属离子的电子结构（价态、配位对称性）。
1.2 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis)
定义：根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可 见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方 法[4]。包括比色分析法和分光光度法。
2. UV-Vis DRS的研究方法
2.1 仪器：
紫外—可见分光光度计（附带漫反射测定装置— 积分球）
基本组成：
光源
单色器
样品室
检测器
显示器
可见光区：钨灯。其辐射波长范围在320～2500 nm 紫外区：氢、氘灯。发射180～375 nm的连续光谱
• 紫外可见与紫外可见漫反射分光光度计的区别：
前者：采用透射方式 ，所测样品为溶液。 后者：采用漫反射的方式（积分球），所测样品为固
量过程中构成球壁的一部分，如图6 所示，对入射到样品2和标准物3上 的辐射，其球壁上的辐射强度进行 比较。在一个理想的积分球中，样 品和标准物应该同样被照明，以便 在直接照明样品和标准物时所测的 强度比等于相对反射率[14]。
• 注：附设在积分球上的检测器有
入射光
反射角=入射角 光不被吸收！
反射光
图1 镜面反射图
漫反射：
入射光
反射光
图2 漫反射图
当光束入射至粉末状的晶面层时，一部分光在表层各晶粒
面产生镜面反射；另一部分光则折射入表层晶粒的内部，经部
分吸收后射至内部晶粒界面，再发生反射、折射吸收。如此多 次重复，最后由粉末表层朝各个方向反射出来，这种辐射称为
紫外可见漫反射光谱及其在催化剂表 征中的应用
主讲人：冯芳
概论
随着光谱技术的迅速发展, 光学测量在表面表征 中已占有非常重要的位置[1]。由测量染料、颜料而发 展起来的紫外—可见漫反射光谱(可以用UV-Vis DRS或 DRUVS表示)是检测非单晶材料的一种有效方法。近几 年,紫外—可见漫反射光谱在多相催化剂研究中,用于 研究过渡金属离子及其化合物结构、氧化还原状态、 配位对称性和金属离子的价态等,尤其是研究活性组分 与载体间的相互作用[ 2,3],日益受到重视。该方法具有 很高的分辨率,灵敏度高,设备简便,是测试物质表面结 构的快速方法之一。
体、粉末、乳浊液和悬浊液。
漫反射光和积分球：
• 漫反射光：指从光源发出的光进入样品内部，经过
多次反射、折射、散射及吸收后返回样品表面的光。
• 积分球：它可以把样品和标准物中反射回来的辐射
通量收集起来，通过辐射在球上的检测器测量。积分 球内部是一种具有反射能力很强的涂料做涂层，这种 涂料要满足标准物那样的要求。历来，这种涂料是采 用MgO，但由于近来广泛使用BaSO4做标准物，所以 BaSO4用作积分球涂料已成为发展趋势。最近有一种多 氟烃也用作涂料使用，它在化学和机械上的稳定性优 于MgO和BaSO4，使积分球在DRUVS光谱能量范围内更有 效。