安捷倫 Cary 5000 UV-Vis-NIR 分光光度計(jì)與 Harrick Praying Mantis 漫反射附件相結(jié)合，適用于更深入地了解樣品在寬溫度范圍內(nèi)發(fā)生的化學(xué)轉(zhuǎn)化。

Cary 5000 UV-Vis-NIR 用于采集過渡金屬離子的吸收光譜，通過吸收帶的數(shù)量和位置來解釋元素的電子構(gòu)型以及其化學(xué)環(huán)境的性質(zhì)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是其能夠處理非常弱的光信號(hào)水平（非常低的透射率/反射率）。即使在樣品具有低反射率或在極端采樣條件下（例如使用反應(yīng)室）測(cè)量時(shí)，也可以獲得高精度讀數(shù)。

而 Praying Mantis 附件憑借其設(shè)計(jì)的靈活性，支持在溫度和氣體氣氛可控的環(huán)境下，對(duì)固體樣品進(jìn)行細(xì)致入微的反射研究。

本文案例采用 Cary 5000 UV-Vis-NIR 分光光度計(jì)（圖 1）和一個(gè)裝有高溫反應(yīng)室的 Praying Mantis 附件（圖 2）進(jìn)行，該附件已安裝校準(zhǔn)并與粉末池一起使用。

反應(yīng)室（圖 3）可以引入反應(yīng)氣體并與樣品發(fā)生反應(yīng)，從而可以實(shí)現(xiàn)原位反應(yīng)研究，確定反應(yīng)速率，鑒定中間產(chǎn)物和反應(yīng)產(chǎn)物。該反應(yīng)室由一個(gè)帶有三個(gè)窗口的圓頂封閉，其中兩個(gè)窗口用于光進(jìn)出反應(yīng)室，而第三個(gè)窗口則用于觀察或照射樣品。由此便可以利用反應(yīng)室進(jìn)行光化學(xué)研究。

從光譜圖上來看，Ni2+ 離子表現(xiàn)出三個(gè)吸收帶，兩個(gè)在可見光區(qū)（約 400 和 600 nm），一個(gè)更寬的在近紅外區(qū)（約 1200 nm）。當(dāng)溫度高達(dá) 110℃ 時(shí)，390 nm 波段的位移證明了水合硝酸鎳轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基硝酸鎳，而在 230℃ 以上形成 NiO。

在近紅外光譜范圍內(nèi)，羥基硝酸鹽從室溫到 110°C 之間的發(fā)展（1153 nm 波段的移位到 1240 nm），以及鎳鹽和載體的脫水（1450 nm 的 -OH 損失）。在 1950 nm 和 2300 nm 處發(fā)現(xiàn)了另外兩個(gè)由吸附的水和氧化鋁羥基組成的能帶。通過在 1950 nm 處初始強(qiáng)帶的減弱可以清楚地看到脫水過程，在 250℃ 熱處理后，氧化鋁表面保留了一些羥基。