技術(shù)解讀 | 電子順磁共振（EPR）：相對(duì)定量與絕對(duì)定量

國(guó)儀量子+

2022.6.09

電子順磁共振（EPR）技術(shù)是目前唯一可直接探測(cè)樣品中未成對(duì)電子的方法，其中，定量電子順磁共振方法可提供樣品中未成對(duì)電子自旋數(shù)目，這在研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、解釋反應(yīng)機(jī)理和商業(yè)應(yīng)用方面具有重要的意義。因此，通過電子順磁共振技術(shù)獲取樣品的未成對(duì)電子自旋數(shù)目一直是研究的熱點(diǎn)。

目前的定量電子順磁共振方法主要有兩種：相對(duì)定量EPR與絕對(duì)定量EPR。

相對(duì)定量EPR

相對(duì)定量EPR方法是通過比較未知樣品EPR吸收譜圖的積分面積與標(biāo)準(zhǔn)樣品EPR吸收譜圖的積分面積來完成相對(duì)定量分析。因此在相對(duì)定量EPR方法中，需要引入一個(gè)已知自旋數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)樣品。

EPR吸收譜圖積分面積的大小不僅與樣品中未成對(duì)電子自旋數(shù)目有關(guān)，還與實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置、樣品的介電常數(shù)、樣品的尺寸和形狀及樣品在諧振腔中的位置等因素相關(guān)。因此在相對(duì)定量EPR方法中，要想獲得較為準(zhǔn)確的定量結(jié)果，需要標(biāo)準(zhǔn)樣品與未知樣品性質(zhì)相似、形狀大小相近且在諧振腔內(nèi)的位置一致。

定量EPR誤差來源

絕對(duì)定量EPR

絕對(duì)定量EPR方法是指通過EPR測(cè)試可直接獲取樣品中未成對(duì)電子自旋數(shù)目，而無需使用標(biāo)準(zhǔn)樣品。

在絕對(duì)定量EPR實(shí)驗(yàn)中，想要直接獲取樣品中未成對(duì)電子自旋數(shù)目，需要知道待測(cè)樣品EPR譜圖（通常為一階微分譜）的二次積分面積值、實(shí)驗(yàn)參數(shù)、樣品體積、諧振腔分布函數(shù)及校正因子。首先通過EPR測(cè)試得到樣品的EPR譜圖，再對(duì)EPR一階微分譜圖進(jìn)行二次積分面積處理，得到二次積分面積值，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)參數(shù)、樣品體積、諧振腔分布函數(shù)及校正因子，便可直接獲取樣品中的未成對(duì)電子絕對(duì)自旋數(shù)目。

國(guó)儀量子電子順磁共振波譜儀

國(guó)儀量子公司最新開發(fā)的未成對(duì)電子自旋絕對(duì)定量功能可用于直接獲取樣品中未成對(duì)電子的自旋數(shù)目，無需使用參考樣品或標(biāo)準(zhǔn)樣品。其中，諧振腔分布函數(shù)與校正因子，在儀器出廠前已進(jìn)行設(shè)置。譜圖測(cè)試完成后，用戶只需在軟件中輸入相關(guān)參數(shù)，即可直接獲得樣品中的未成對(duì)電子自旋數(shù)目。其中，用戶輸入?yún)?shù)包括：樣品直徑、樣品長(zhǎng)度、電子自旋量子數(shù)、測(cè)試溫度、二次積分面積以及樣品中心到儀器頂端放樣夾位置的距離。該功能可使用戶方便、快速地獲取測(cè)試樣品中的未成對(duì)電子自旋數(shù)目。

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