EPR测试

EPR基本原理

     物质的结构决定其性质，性质是物质结构的外在表现。做自旋运动的电子可以看做一个微小的磁体，电子具有电荷，同时电子像一个陀螺一样绕一个固定轴旋转，形成具有南北极的自旋磁矩。它是直接检测和研究未成对电子顺磁性物质的一种波谱学技术。

       电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子，它能进行两种运动；一种是在围绕原子核的轨道上运动，另一种是对通过其中心的轴所作的自旋。由于电子的运动产生力矩，在运动中产生电流和磁矩。在外加恒磁场H中，电子磁矩的作用如同细小的磁棒或磁针，由于电子的自旋量子数为1/2，故电子在外磁场中只有两种取向：一与H平行，对应于低能级，能量为-1/2gβH；一与H逆平行，对应于高能级，能量为+1/2gβH，两能级之间的能量差为gβH。若在垂直于H的方向，加上频率为v的电磁波使恰能满足hv=gβH这一条件时，低能级的电子即吸收电磁波能量而跃迁到高能级，此即所谓电子顺磁共振。在上述产生电子顺磁共振的基本条件中，h为普朗克常数，g为波谱分裂因子（简称g因子或g值），β为电子磁矩的自然单位，称玻尔磁子。

        若轨道中所有的电子都已成对，则他们的自旋磁矩就完全抵消，导致无顺磁性。因此ERP研究对象必须有未成对电子。

应用范围

       电子顺磁共振(EPR)是在基础科学和应用科学领域中，检测含有未偶电子的顺磁物质(如自由基、过渡金属离子等)的一种重要方法。目前科研领域方面，主要用于分析材料中的空位、金属价态，光催化自由基实验，PMS催化氧化实验，抗氧化实验(自由基抑制、清除)等方面。

利用它可以进行

①空位

空位的概念是固体结构化学或材料学中的，指的是晶格格位无应有原子之?结构。常见的空位有氧空位、碳空位、氮空位、硫空位等。

②过渡金属价态

分析样品中的金属价态，常见的有3+Ti、2+Mn、3+Cr等。

③自由基

羟基自由基、超氧自由基、硫酸根自由基、单线态氧、氢自由基、烷基自由基等。

④空穴

空穴指的是一电子相对应的带正电荷的载流子，一般是材料反应过程中，由于电子缺失产生的电子空穴。

检测案例

送样要求：

① 固体粉末样品至少要有5mg，为了保证信号强度，尽量20mg以上

② 固体块状样品三维尺寸必须控制在长宽高中有两边是2mm以内，可以提供长条样品，如果样品可以裁剪，可提供大片由我们进行处理（样品管是内径2mm的石英管）

③ 液体样品体积须大于0.2mL