材料視界 | 使用二維、三維同步熒光光譜法在環(huán)境監(jiān)測、石油勘探中油品鑒別應(yīng)用

同步熒光光譜是一種非常實用的工具，能夠為諸如原油及其餾分等熒光化合物的復(fù)雜混合物生成一個簡化的“指紋”。這項技術(shù)為淡水或海水中的環(huán)境樣品分析工作提供了一種快捷的方法，能夠幫助識別樣品中的油品種類，確定或排除疑似污染源。這項技術(shù)也可用在鉆井液碳?xì)浠衔锏目碧焦ぷ髦校瑢︺@井液中的油品特征進行分辨。

同步熒光光譜法需要同時使用兩個單色器對樣品進行掃描，且兩個單色器之間的差值保持恒定。這一差值可以是波長—恒定波長差同步發(fā)光*（CWSL），也可以是能量（頻率—cm^-1）—恒定能量差同步發(fā)光*（CESL）。后者的優(yōu)勢在于能夠“抹除”與熒光恒定能量差的假象（例如拉曼光譜帶），從而給出一個“更干凈的”二維光譜。

可以生成一個同步光譜的三維矩陣，用X軸表示激發(fā)光單色器的波長，Y軸表示熒光強度，Z軸則根據(jù)采用的同步模式，表示波長（nm）或頻率（cm^-1）的增量（δ）值。

三維熒光光譜的另一個特征是“波脊”，在波脊處，兩個單色器色儀處于相同波長（或波長的倍數(shù)）。

油品易溶于己烷、環(huán)己烷這類溶劑，一般采用這類溶劑溶解樣品，并使用石英熒光比色皿（四邊透明）進行測定。出于對波長范圍和耐溶劑性的考慮，一次性比色皿在這里并不適用。

應(yīng)使用高純度溶劑，因為其它等級的溶劑往往含有芳烴類雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也會發(fā)出熒光。為了使讀數(shù)落在儀器的量程內(nèi)，可能需要對溶液的濃度進行調(diào)整。

三維同步光譜可使用FL 6500（脈沖氙燈）和FL 8500（150 W連續(xù)氙燈）兩種型號測定。

共有三個樣品以恒定波長差同步發(fā)光三維光譜方式測定——航空燃油（煤油）、燃油、科威特原油，其結(jié)果如下所示。二維同步譜已針對最高峰位的波長差進行優(yōu)化，并在各個數(shù)據(jù)組的最右下角予以顯示。

圖1.航空燃油（煤油）環(huán)己烷溶液的二維、三維恒定波長差同步發(fā)光光譜。（點擊查看大圖）

圖2.燃油環(huán)己烷溶液的二維、三維恒定波長差同步發(fā)光光譜。（點擊查看大圖）

圖3.原油環(huán)己烷溶液的二維、三維恒定波長差同步發(fā)光光譜。請注意三維特征位置相較于成品油發(fā)生的偏移。（點擊查看大圖）