Na espectroscopia UV visível no infravermelho próximo, espectroscopia Raman, espectroscopia de fluorescência e análise de espectroscopia de absorção atômica, os materiais da célula da amostra e da janela do caminho óptico afetam diretamente a relação sinal-ruído e o limite de detecção. Os tubos de quartzo tornaram-se o transportador preferido para testes espectrais de gases, líquidos, pós e até mesmo amostras fundidas em alta temperatura devido à sua transmitância extremamente alta na região ultravioleta profunda (≥ 185 nm), fluorescência de fundo extremamente baixa, excelente inércia química e resistência a altas temperaturas e alta pressão.

FAQ (Perguntas Frequentes)

Q1: Por que o tubo de quartzo é usado em vez do tubo de vidro comum em testes espectrais?  

R: O vidro comum (como o vidro borossilicato) corta quase completamente na região ultravioleta (<350 nm), e impurezas como ferro e sódio podem produzir picos de absorção característicos, interferindo no sinal da amostra. A faixa de transmissão do tubo de quartzo pode ser estendida para 185-2500 nm e o fundo é plano, tornando-o particularmente adequado para análise de banda UV e detecção de traços.

Q2: Para quais técnicas espectroscópicas os tubos de quartzo são adequados?  

A: Incluindo principalmente: ① Espectrofotometria UV visível (célula de fluxo líquido/gás); ② Espectroscopia de fluorescência (material de quartzo de baixa fluorescência); ③ Espectroscopia Raman (quartzo de baixo fundo reduz a interferência do pico de quartzo); ④ Espectroscopia de absorção atômica (tubo de proteção ou tubo de amostra do atomizador do forno de grafite); ⑤ Detecção online de infravermelho próximo (célula de fluxo de caminho longo).

Q3: Quais são os requisitos especiais para tubos de quartzo em diferentes aplicações espectrais?  

R: Sim, é. Por exemplo:

-Quartzo sintético (com baixo teor de OH e transmitância de 185nm>80%) é necessário para uso na região ultravioleta;  

-A espectroscopia de fluorescência deve usar 'quartzo de baixa fluorescência' ou 'quartzo ultra puro' para evitar picos falsos na fluorescência de fundo do quartzo;  

-Espectroscopia de alta temperatura (como análise de sal fundido) requer tubos de quartzo resistentes ao calor de paredes espessas;  

-Recomenda-se o uso de 'quartzo não luminescente' para espectroscopia Raman para suprimir o pico de espalhamento Raman do próprio quartzo.

Q4: Podemos personalizar tubos de quartzo com formas irregulares ou estruturas especiais de caminho óptico?  

R: Absolutamente possível. Oferecemos soluções personalizadas, como tubos de células de fluxo retangulares, células de longo caminho tipo Z, tubos de amostra com interfaces de fibra óptica padrão, tubos de temperatura constante de camada dupla, microcapilares (com diâmetros internos de até 0,1 mm) e células de gás seladas por flange.

Q5: Pode ser fornecido um relatório de detecção para a transmitância de tubos de quartzo?  

R: Ok. Cada lote de materiais é acompanhado por uma curva de transmitância (190-2500 nm) medida por um espectrofotômetro UV visível no infravermelho próximo, e valores de transmitância específicos para comprimentos de onda principais, como 200 nm, 254 nm e 365 nm, são marcados.

Principais necessidades e soluções do usuário

-Requisito 1: Obtenha fluxo luminoso suficiente na região ultravioleta profunda para evitar que os sinais da amostra sejam submersos em ruído

Fornecemos tubos de quartzo sintético com transmitância ≥ 85% a 200 nm e ≥ 80% a 185 nm, que são muito superiores aos do quartzo comum (cerca de 50% a 200 nm).

-Requisito 2: Evite absorção de impurezas ou interferência de fluorescência do próprio tubo de quartzo no espectro da amostra

Usamos matéria-prima de quartzo de alta pureza (impurezas metálicas totais <5ppm) e realizamos tratamento de recozimento especial no tubo de análise fluorescente, reduzindo a intensidade de fluorescência de fundo para menos de 1/5 do quartzo comum.

-Requisito 3: Precisa ser perfeitamente compatível com a câmara de amostra do espectrômetro existente ou sistema de circulação

Oferecemos tamanhos personalizados na faixa de diâmetro externo de 2 a 100 mm e comprimento de 10 a 300 mm e podem ser combinados com juntas de PTFE ou PEEK, ranhuras para anéis de vedação e interfaces ópticas padrão (SMA, FC, etc.).

-Requisito 4: Teste espectroscópico in situ sob condições de alta temperatura ou alta pressão

Podemos produzir tubos de quartzo com resistência à pressão de 5MPa e resistência à temperatura de até 1100 ℃, e podemos integrar ramificações de entrada e saída de gás para monitoramento espectral de reação catalítica in-situ de alta pressão.

Valores fundamentais e vantagens de aplicação do produto

1. Vantagem de desempenho óptico - garantindo a autenticidade e reprodutibilidade dos dados

Faixa de transmitância: 185-2500 nm (quartzo sintético), cobrindo ultravioleta profundo até infravermelho próximo, atendendo aos requisitos da maioria das tecnologias espectroscópicas

Transmitância UV: 200nm ≥ 85%, 254nm ≥ 90%, maior sensibilidade na região UV, reduzindo a necessidade de energia da fonte de luz

Planicidade do fundo: As flutuações na faixa de 190-1100 nm são inferiores a 3%, com uma linha de base reta e sem necessidade de correção de fundo complexa

Fundo de fluorescência: Sob excitação a 350 nm, a intensidade de fluorescência a 450 nm é inferior a 0,1% de umidade relativa e não há picos falsos no espectro de fluorescência, tornando a quantificação mais precisa

Fundo Raman: A intensidade do pico característico de quartzo (cerca de 465cm ⁻⊃1;) é controlada para ser a mais baixa, reduzindo a obstrução do sinal Raman da amostra pelo pico de quartzo

2、 Estrutura e capacidade de personalização - adaptável a vários instrumentos espectrais e formas de amostra

-Amostras líquidas: Tubo de célula de fluxo (tipo Z, tipo direto), tubo de prato colorimétrico (caminho óptico padrão de 10 mm), tubo de camisa de controle de temperatura

-Amostras de gás: tubo de célula de gás de longo caminho (caminho óptico 0,5-2m), microtubo de gás (diâmetro interno 1-3mm)

-Sólido/Pó: Tubo de amostra rotativo, tubo capilar (usado para difração de raios X/combinação Raman)

-Amostras de alta temperatura: uma estrutura combinada de tubos resistentes ao calor com extremidades abertas (que podem ser usados ​​com fornos tubulares) e tubos embutidos com barcos de amostragem

-Sistema de pressão: tubo de quartzo resistente à pressão com interface roscada ou flangeada (pressão de trabalho ≤ 5MPa)

3. Cenários típicos de aplicação espectral e sugestões de personalização

Espectrofotometria UV-VIS: reagentes bioquímicos, soluções de medicamentos, tubo de célula de fluxo retangular, caminho óptico de 10 mm, conector SMA de extremidade dupla - alcança detecção de fluxo contínuo e economiza volume de amostra

Espectroscopia de fluorescência: Complexos de terras raras, pontos quânticos, tubo transparente de quatro lados de quartzo de baixa fluorescência com camisa de temperatura constante - elimina o fundo de quartzo, melhora a relação sinal-ruído em mais de 3 vezes

Espectroscopia Raman: Polímero, mineral, materiais de bateria, capilar de quartzo não luminescente (diâmetro interno 0,5-1 mm) - reduz a interferência do pico de quartzo para obter espectros Raman de amostra pura

Espectroscopia de absorção atômica: análise de elementos de metais pesados, tubo protetor externo do forno de grafite + tubo de injeção de amostra - resistente a altas temperaturas, fácil de limpar, sem efeito de memória

Espectroscopia de reação catalítica in situ: pó de catalisador + gás de reação, tubo de célula de fluxo de alta temperatura e alta pressão (com entrada e saída de gás e janela de quartzo) - monitoramento em tempo real de intermediários de reação, dados mais dinâmicos

Detecção on-line por infravermelho próximo: óleo, álcool, laticínios, tubo reto de caminho longo (50-200 mm), resistência à pressão e à corrosão - o caminho longo melhora a sensibilidade da detecção de amostras de absorção fraca

Que problemas práticos de aplicação podem ser resolvidos?

Problema 1: Os tubos de vidro comuns absorvem fortemente a região ultravioleta, resultando na incapacidade de detectar amostras de baixa concentração

-Causa raiz: Os íons metálicos de transição e as bandas laterais de absorção intrínseca no vidro estão localizados próximos a 350nm.

-Solução: O tubo de quartzo sintético estende a banda de comprimento de onda disponível para 185 nm, e a absorvância da amostra ultravioleta pode ser medida com precisão, reduzindo o limite de detecção em uma ordem de grandeza.

Problema 2: O pico de fluorescência do tubo de quartzo se sobrepõe ao da amostra, resultando em falsos positivos

-Causa raiz: O quartzo comum contém centros de defeitos de impureza, que produzem fluorescência de amplo espectro sob excitação UV.

-Solução: O quartzo de baixa fluorescência é usado e tratado com uma atmosfera de hidrogênio de alta temperatura, resultando em uma intensidade de fluorescência de fundo de apenas 15% ou menos que a do quartzo comum, garantindo a detecção precisa de amostras de fluorescência fraca.

Problema 3: Na análise de injeção de fluxo, há vazamento ou desalinhamento da interface da tubulação ou do caminho óptico

-Causa raiz: Os tubos de quartzo padrão não possuem conectores correspondentes e os usuários podem facilmente desviar-se ao transferi-los por conta própria.

-Solução: Podemos integrar ou processar com precisão os desenhos de interface fornecidos pelo usuário (como roscas 1/4-28 UNF, soquetes de fibra SMA 905, etc.) para garantir uma eficiência de acoplamento óptico de ≥ 95%.

Pergunta 4: Durante testes de espectroscopia in situ em alta temperatura, podem ocorrer bolhas ou explosões no tubo de quartzo

-Causa raiz: Alto teor de hidroxila (OH) no material leva à nucleação de bolhas em altas temperaturas; A espessura irregular da parede pode causar estresse térmico.

-Solução: Fornecemos quartzo de baixo OH (OH ≤ 10ppm) e usamos tecnologia de desenho de tubo de controle de espessura de precisão, com uma tolerância de espessura de parede de ± 0,1 mm e uma resistência segura à temperatura de até 1100 ℃.

Por que nos escolher?

1. Grau de material transparente opcional

Oferecemos três graus: ① Quartzo de alta pureza (tipo econômico); ② Quartzo sintético (grau óptico, maior transmitância UV); ③ Quartzo ultra puro de baixa fluorescência (específico para fluorescência/Raman). Cada tipo é acompanhado por uma curva de transmitância medida.

2. Capacidade de processamento para estruturas irregulares de caminho óptico

Temos um conjunto completo de processos, incluindo corte irregular CNC, soldagem de precisão com chama de hidrogênio e oxigênio e polimento de face final de grau óptico (rugosidade Ra ≤ 0,02 μm), que pode produzir piscinas em forma de Z, tubos ópticos dobrados em forma de W, bolhas integradas ou estruturas de lentes.

3. A limpeza atende aos requisitos de nível espectral

Limpeza de precisão em 18 etapas (lavagem ácida + enxágue com água ultra pura + secagem por infravermelho), sem gordura e sem poeira, pode ser usada diretamente para análise de vestígios sem a necessidade dos usuários limparem novamente.

4. Forte consistência de lote

Para espectrômetros multicanais ou controle de qualidade do processo de produção (como testes on-line em fábricas farmacêuticas), garantimos que a diferença do caminho óptico dos tubos de quartzo no mesmo lote seja ≤ ± 0,05 mm e o desvio de transmitância seja ≤ 2%.

Caso de aplicação do cliente (anônimo)

Caso 1: Uma empresa de instrumentos analíticos bem conhecida (equipada com uma célula de fluxo espectrofotômetro UV visível)

Antecedentes: O cliente desenvolveu um espectrofotômetro UV Vis de feixe duplo de última geração, que requer uma célula de microfluxo (caminho óptico de 10 mm, diâmetro interno de 2 mm, volume de amostra <50 μ L). O fornecedor original forneceu tubos de quartzo com uma transmitância de apenas 65% abaixo de 220 nm, e o desvio do caminho óptico entre lotes atingiu ± 0,2 mm, resultando em baixa reprodutibilidade da absortividade molar medida pelo usuário.  

Solução: Fornecemos tubos de células de fluxo de quartzo sintético em forma de Z com polimento óptico na face final, transmitância de 200 nm de 88% e tolerância de caminho óptico de ± 0,05 mm.

Resultado:

-A energia na região ultravioleta do instrumento foi aumentada em 30% e a relação sinal-ruído atingiu o nível líder do setor.  

-A reprodutibilidade da absorbância (RSD) do instrumento do cliente diminuiu de 2,1% para 0,4%.  

-Esta piscina de circulação tornou-se uma configuração padrão deste modelo de instrumento para os clientes, com fornecimento acumulado de mais de 5.000 peças.  

- Feedback do cliente: 'Você resolveu nosso problema de longa data com lotes de transmitância UV

Caso 2: Uma equipa de investigação catalítica na Europa

Antecedentes: Para estudar os intermediários de superfície de catalisadores em reações de reforma a seco de metano, é necessária uma célula de espectroscopia Raman in-situ com alta temperatura (800 ℃), pressão normal e gás de reação acessível. A principal dificuldade reside no forte pico de fundo Raman (cerca de 465 cm ⁻⊃1;) gerado por tubos de quartzo em altas temperaturas, que cobre precisamente o deslocamento Raman das principais ligações Ni-O no catalisador (cerca de 500-550 cm ⁻⊃1;).  

Solução: Personalizamos um tubo capilar de quartzo não luminescente (diâmetro externo 6 mm, diâmetro interno 4 mm, comprimento 150 mm) e realizamos tratamento de recozimento especial para suprimir o pico Raman intrínseco do quartzo. Integre simultaneamente duas ramificações de entrada e saída de gás e um par de janelas de quartzo.  

Resultado:

-A intensidade máxima do tubo de quartzo em 465cm ⁻⊃1; diminuiu para 30% do quartzo comum, e o pico característico do Ni-O era claramente distinguível.    

Caso 3: Uma estação de monitoramento ambiental (usando espectroscopia de absorção atômica para medir o chumbo na água)

Antecedentes: Use espectrômetro de absorção atômica com forno de grafite para detectar vestígios de chumbo em água potável (requisito de limite de detecção <1 μ g/L). O tubo protetor de quartzo importado foi originalmente utilizado, mas após 30 utilizações, apareceu sedimento branco na parede interna, causando efeito memória e levando ao aumento dos valores do branco. O custo de substituição de tubos importados é alto (cerca de 2.000 yuans por peça) e o prazo de entrega é de até 8 semanas.  

Solução: Personalizamos tubos de proteção externos (diâmetro externo 18 mm, diâmetro interno 14 mm, comprimento 120 mm) e tubos de injeção de amostra (diâmetro externo 3 mm, diâmetro interno 2 mm) que correspondem ao instrumento, usando quartzo de alta pureza e realizando tratamento de passivação da parede interna.  

Resultado:

-A absorbância do branco diminuiu de 0,045 para 0,008, e o limite de detecção do método foi otimizado de 0,9 μ g/L para 0,3 μ g/L.  

-Resolvi o dilema do cliente de tempo de inatividade e espera por materiais.  

Caso 4: Uma empresa farmacêutica (monitoramento on-line por infravermelho próximo do processo de secagem em leito fluidizado)

Antecedentes: O monitoramento em tempo real do teor de umidade é necessário durante o processo de secagem de grânulos farmacêuticos. A sonda de aço inoxidável foi originalmente usada em conjunto com a fibra óptica, mas as partículas tinham tendência a aderir à janela de luz, causando desvio de sinal. Espero usar um tubo de fluxo de quartzo de longo caminho (comprimento de caminho de 200 mm) como uma célula de fluxo de desvio para permitir que as partículas fluam através do tubo para detecção NIR contínua.  

Solução: Personalize um tubo de quartzo reto com diâmetro interno de 20 mm, diâmetro externo de 24 mm e comprimento de 220 mm. Ambas as extremidades são equipadas com juntas de mandril de qualidade sanitária e o corpo do tubo é jateado para evitar a saturação do sinal causada pela reflexão total da luz na parede interna do tubo.  

Resultado:

-O tratamento fosco torna o sinal de reflexão difusa NIR mais estável e reduz o RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) do modelo de previsão de umidade em 32%.  

-As partículas não aderem e podem funcionar continuamente durante 3 meses sem desmontar ou lavar.  

-Ajudamos os clientes a obter controle em tempo real do processo de secagem, reduzindo o tempo de secagem de um único lote em 15% e economizando aproximadamente 400.000 yuans em consumo de energia anualmente.  

-Avaliação do engenheiro de processo: 'Embora este tubo de quartzo não seja um acessório original do instrumento, ele entende melhor as dificuldades do nosso processo do que a solução original de fábrica

Quer você seja um engenheiro de pesquisa e desenvolvimento de instrumentos espectrais, um pesquisador de laboratório ou um integrador de sistema de detecção on-line - podemos personalizar o tubo de quartzo de grau espectral mais adequado com base em sua faixa de comprimento de onda, morfologia da amostra, padrões de interface e orçamento.  

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Luverre Quartz é um fabricante especializado em tubos de quartzo e outros itens de quartzo. Temos mais de 18 anos de experiência na produção de tubos de quartzo, seremos seu parceiro confiável em tubos de quartzo e outros itens de quartzo.

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