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- 傅里葉紅外光譜儀的發展
- 傅里葉紅外光譜儀是七十年代發展起來的第三代紅外光譜儀的典型代表。它是根據光的相干性原理設計的,是一種干涉型光譜儀,具有優良的特性,完善的功能,并且應用范圍極其廣泛,同樣也有著廣泛的發展前景。[查看全部]
傅里葉紅外光譜儀的發展
傅里葉紅外光譜儀可以同時測定樣品所有頻率的信息,掃描速度快,分辨率和靈敏度高,也可和多種儀器聯用,主要應用于跟蹤化學反應過程,分析和鑒別各種化合物和化學鍵,高聚物的聚集態取向以及表面研究等。
傅里葉紅外光譜儀原理
傅里葉紅外光譜儀是一種干涉型紅外光譜儀,由光學系統、電子電路、計算機數據處理、接口和顯示系統等部分組成。其光學系統由光源、動鏡、定鏡、分束器、檢測器等幾個主要部分組成。
傅里葉紅外光譜儀光源發出一束光,通過分束器、定鏡、動鏡后形成干涉光透過樣品池進入檢測器。由于動鏡不斷運動,使兩束光線光程差隨動鏡移動距離不同,呈周期性變化。樣品放在檢測器前,由于某種樣品對某些頻率的紅外光吸收,使檢測器接收到的干涉光強度發生變化,從而得到各種樣品的干涉圖。借助傅里葉變換函數,將光強隨動鏡移動距離變化的干涉圖轉換為光強隨頻率變化的頻域圖,這一變化過程通過計算機完成,Z后得到紅外吸收光譜圖。
傅里葉紅外光譜儀結構
傅里葉紅外光譜儀主要由紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測器、計算機數據處理系統、記錄系統等組成,是干涉型紅外光譜儀的典型代表,不同于色散型紅外儀的工作原理,它沒有單色器和狹縫,利用邁克爾遜干涉儀獲得入射光的干涉圖,然后通過傅里葉數學變換,把時間域函數干涉圖變換為頻率域函數圖。
1、光源:傅里葉紅外光譜儀為測定不同范圍的光譜而設置有多個光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈(近紅外)、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠紅外)。
2、分束器:分束器是邁克爾遜干涉儀的關鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然后再使之復合,如果可動鏡使兩束光造成一定的光程差,則復合光束即可造成相長或相消干涉。對分束器的要求是:應在波數v處使入射光束透射和反射各半,此時被調制的光束振幅Zda。根據使用波段范圍不同,在不同介質材料上加相應的表面涂層,即構成分束器。
3、探測器:傅里葉紅外光譜儀所用的探測器與色散型紅外分光光度計所用的探測器無本質的區別。常用的探測器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。
4、數據處理系統:傅里葉紅外光譜儀數據處理系統的核心是計算機,功能是控制儀器的操作,收集數據和處理數據。
傅里葉紅外光譜儀的特點
傅里葉紅外光譜儀的優勢:
1、多路優點,夾縫的廢除大大提高了光能利用率。樣品置于全部輻射波長下,因此全波長范圍下的吸收必然改進信噪比,使測量靈敏度和準確度大大提高。
2、分辨率提高,分辨率決定于動鏡的線性移動距離,距離增加,分辨率提高。
3、波數準確度高。由于引入激光參比干涉儀,用激光干涉條紋準確測定光程差,從而使波數更為準確。
4、測定的光譜范圍寬。
5、掃描速度極快,在不到1s時間里可獲得圖譜,比色散型儀器高幾百倍。
傅里葉紅外光譜儀的缺陷:
1、樣品制作比較麻煩,并且會破壞樣品原本形態或表面污染。因此就不能應用在一些如對珠寶,鉆石,紙 幣,郵票,筆跡等的真偽鑒定上了。針對這些缺陷,漫反射傅里葉變換紅外光譜技術和衰減全反射傅里葉變換紅外光譜技術很好的解決了這一問題。
2、紅外光譜的定性分析時要將測得的圖譜與已知樣品圖譜或標準圖譜進行對比,而同一化合物在不同狀態,不同溶劑中都會顯出不同的光譜,此外,濃度、溫度、樣品純度、儀器的分辨率等因素對分析結果也有影響。因此紅外光譜的解析十分的復雜,并且工作量十分的大。
隨著計算機技術的發展,紅外光譜定性分析實現了計算機檢索和輔助光譜分析,但是,這種檢索能力受到存儲數據量的限制,因為新合成的化合物越來越多,建立圖譜庫的工作量越來越大。
傅里葉紅外光譜儀發展趨勢
由于傅里葉紅外光譜儀應用的廣泛性,得到了許多科技工作者以及各國廠家的關注及推崇。近年來他們對其光源、干涉儀、檢測器及數據處理等各系統進行了大量的研究和改進,使之日趨完善。如儀器精密度的提高,紅外光譜儀在分辨率和掃描速度等方面達到了很高的指標。紅外光譜儀的調整、控制、測試及結果的分析大部分由計算機完成。雖然相對于之前的紅外光譜儀而言,傅里葉紅外變換紅外光譜儀有了很大的提高。
現在人們開始研究一種稱之為輔助紅外光譜解析的方法,這是一種人工智能技術,它能根據未知物圖譜中吸收帶的特征頻率、強度及形狀等信息,利用計算機進行演繹推理,完成對未知物官能團的分析。目前仍處于研究階段。相信不久的將來,會開發出在解析化學結構方面具有完善功能的計算機人工智能系統。
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傅里葉紅外光譜儀的原理
傅里葉紅外光譜儀是基于對干涉后的紅外光進行傅里葉變換的原理而開發的紅外光譜儀。可以對樣品進行定性和定量分析,廣泛應用于醫藥化工、地礦、石油、煤炭、環保、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。
紅外光譜簡介
紅外線和可見光一樣都是電磁波,而紅外線是波長介于可見光和微波之間的一段電磁波。紅外光又可依據波長范圍分成近紅外、中紅外和遠紅外三個波區,其中中紅外區(2.5~25μm;4000~400cm-1)能很好地反映分子內部所進行的各種物理過程以及分子結構方面的特征,對解決分子結構和化學組成中的各種問題Z為有效,因而中紅外區是紅外光譜中應用Z廣的區域,一般所說的紅外光譜大都是指這一范圍。
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紅外光譜屬于吸收光譜,是由于化合物分子振動時吸收特定波長的紅外光而產生的,化學鍵振動所吸收的紅外光的波長取決于化學鍵動力常數和連接在兩端的原子折合質量,也就是取決于的結構特征。這就是紅外光譜測定化合物結構的理論依據。
紅外光譜作為“分子的指紋”廣泛的用于分子結構和物質化學組成的研究。根據分子對紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、強度、形狀以及吸收譜帶和溫度、聚集狀態等的關系便可以確定分子的空間構型,求出化學建的力常數、鍵長和鍵角。
從光譜分析的角度看主要是利用特征吸收譜帶的頻率推斷分子中存在某一基團或鍵,由特征吸收譜帶頻率的變化推測臨近的基團或鍵,進而確定分子的化學結構,當然也可由特征吸收譜帶強度的改變對混合物及化合物進行定量分析。而鑒于紅外光譜的應用廣泛性,繪出紅外光譜的傅里葉紅外光譜儀也成了科學家們的zhong點研究對象。
傅里葉紅外光譜儀工作原理
傅里葉紅外光譜儀是根據光的相干性原理設計的,因此是一種干涉型光譜儀,它主要由光源(硅碳棒,高壓汞燈),干涉儀,檢測器,計算機和記錄系統組成,大多數傅里葉紅外光譜儀使用了邁克爾遜干涉儀,因此實驗測量的原始光譜圖是光源的干涉圖,然后通過計算機對干涉圖進行快速傅里葉變換計算,從而得到以波長或波數為函數的光譜圖,因此,譜圖稱為傅里葉紅外光譜,儀器稱為傅里葉紅外光譜儀。
傅里葉紅外光譜儀的典型光路系統,來自紅外光源的輻射,經過凹面反射鏡使成平行光后進入邁克爾遜干涉儀,離開干涉儀的脈動光束投射到一擺動的反射鏡B,使光束交替通過樣品池或參比池,再經擺動反射鏡C(與B同步),使光束聚焦到檢測器上。
傅里葉紅外光譜儀無色散元件,沒有夾縫,故來自光源的光有足夠的能量經過干涉后照射到樣品上然后到達檢測器,傅里葉紅外光譜儀測量部分的主要核心部件是干涉儀,干涉儀是由固定不動的反射鏡M1(定鏡),可移動的反射鏡M2(動鏡)及分光束器B組成,M1和M2是互相垂直的平面反射鏡。分光束器以45°角置于M1和M2之間,分光束器能將來自光源的光束分成相等的兩部分,一半光束經分光束器后被反射,另一半光束則透射通過分光束器。
在邁克爾遜干涉儀中,當來自光源的入射光經光分束器分成兩束光,經過兩反射鏡反射后又匯聚在一起,再投射到檢測器上,由于動鏡的移動,使兩束光產生了光程差,當光程差為半波長的偶數倍時,發生相長干涉,產生明線;為半波長的奇數倍時,發生相消干涉,產生暗線,若光程差既不是半波長的偶數倍,也不是奇數倍時,則相干光強度介于前兩種情況之間,當動鏡聯系移動,在檢測器上記錄的信號余弦變化,每移動四分之一波長的距離,信號則從明到暗周期性的改變一次。
傅里葉紅外光譜儀測量中,主要由兩步完成:diyi步,測量紅外干涉圖;第二步,通過計算機對該干涉圖進行快速傅里葉變換計算,從而得到以波長或波數為函數的頻域譜,即紅外光譜圖。
傅里葉紅外光譜儀的主要特點
信噪比高:
傅里葉紅外光譜儀所用的光學元件少,沒有光柵或棱鏡分光器,降低了光的損耗,而且通過干涉進一步增加了光的信號,因此到達檢測器的輻射強度大,信噪比高。
重現性好:
傅里葉紅外光譜儀采用的傅里葉變換對光的信號進行處理,避免了電機驅動光柵分光時帶來的誤差,所以重現性比較好。
掃描速度快:
傅里葉紅外光譜儀是按照全波段進行數據采集的,得到的光譜是對多次數據采集求平均后的結果,而且完成一次完整的數據采集只需要一至數秒,而色散型紅外光譜儀則需要在任一瞬間只測試很窄的頻率范圍,一次完整的數據采集需要十分鐘至二十分鐘。
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傅里葉紅外光譜儀的結構
傅里葉紅外光譜儀利用不同化合物對紅外光吸收率不同的物理原理,為人們分析物質結構和組成提供了全新的方法,分析的結果也更加精確。
傅里葉紅外光譜儀組成部分
一臺完整的傅里葉紅外光譜儀由光學臺和計算機(含打印機)組成,光學臺主要包括光源、干涉儀、檢測器以及樣品室、光闌、氦氖激光器、電路板、各種紅外反射鏡等。在一臺較高級的傅里葉紅外光譜儀上,只要通過更換光源、干涉儀的分束器以及檢測器等簡單操作,就可使儀器從中紅外光譜工作范圍拓展至近、遠紅外光譜工作范圍。
目前,計算機不但安裝有對檢測器傳送過來的信號進行傅里葉變換處理的軟件,還安裝有對形成的紅外譜圖進行分析處理的軟件,這些軟件的操作都已高度智能化,非常便于傅里葉紅外光譜儀使用者使用。
傅里葉紅外光譜儀的紅外光源
紅外光源應能發射高強度連續穩定的紅外光,中紅外光源主要有能斯特燈、硅碳棒光源以及陶瓷光源。
能斯特燈是由氧化鋯、氧化釔、氧化釷混合物燒結而成的中空棒或實心棒,其兩端繞有鉑絲作為電極,工作時不用水冷卻,發出的光強較強,但機械強度較差,使用前需預熱。
硅碳棒是一種SiC(硅碳)燒結的兩端粗中間細的實心棒,傳統硅碳棒的優點是光源能量高、功率大、發光面積大、較堅固;缺點是耗能高,熱輻射強,使用時其兩端需要用水冷卻電極接觸點,目前已基本不用。經改進的硅碳棒光源,雖然發光面積小,但紅外光強,而且熱輻射很弱,不需要水冷卻。
陶瓷光源是陶瓷器件保護下的鎳鉻鐵合金線光源,早期的陶瓷光源為水冷卻光源,現在使用的基本改為空氣冷卻光源。
由于50cm-1以下遠紅外區域大部分化合物基本沒有吸收譜帶,而硅碳棒光源、陶瓷光源基本能覆蓋整個中紅外波段范圍及大部分遠紅外區域,因此可用作中、遠紅外光譜測定的光源。如果需要測定50~10cm-1遠紅外區間的遠紅外光譜,則使用高壓汞弧燈光源。測試近紅外光譜使用的光源是鹵鎢燈或石英鹵素燈,石英鹵素燈也叫白光光源。
紅外光源是有使用壽命的,為延長紅外光源的使用壽命,現在有的儀器公司將光源的能量設置為可自動調節的三擋,當傅里葉紅外光譜儀不工作時,光源的能量自動調節為Zdi擋;當傅里葉紅外光譜儀工作時,光源的能量自動調節為中擋;當使用紅外附件時,為提高信噪比,光源的能量自動調節為Zgao擋。通過這些方式的調節,可大大延長紅外光源的使用壽命。
傅里葉紅外光譜儀的干涉儀
干涉儀是傅里葉紅外光譜儀的核心部分,是傅里葉紅外光譜儀與色散或光柵型紅外光譜儀Z為區別的器件,傅里葉紅外光譜儀的性能指標主要由干涉儀決定。
雖然干涉儀的設計原理均基于邁克爾遜干涉儀,基本組件包括動鏡、固定鏡和分束器,但為提高傅里葉紅外光譜儀的性能指標,各儀器公司開發出具有ZL技術的各種干涉儀,促使干涉儀的種類和性能不斷發展。目前,干涉儀的主要種類有:空氣軸承干涉儀、機械軸承干涉儀、皮帶移動式干涉儀、雙動鏡機械轉動式干涉儀、雙角鏡耦合干涉儀、動鏡扭擺式干涉儀、角鏡型邁克爾遜干涉儀、角鏡型楔狀分束器干涉儀、懸掛扭擺式干涉儀等。
干涉儀的性能除了受其設計結構影響外,受到分束器種類的影響也很大,根據邁克爾遜干涉儀工作原理,分束器應能將一束紅外光分裂為相同的兩部分,50%光通過分束器,50%光被分束器反射,不同種類分束器對不同波數范圍的分光效果是不同的。
目前常用的中紅外分束器是在溴化鉀或碘化銫基片上鍍上1μm厚的鍺薄膜,分別制成KBr/Ge分束器和CsI/Ge分束器,兩種分束器均很容易吸潮而損壞,其中CsI/Ge分束器比KBr/Ge分束器更容易吸潮。
傅里葉紅外光譜儀測量遠紅外光譜常用的分束器有兩種,一種是聚酯薄膜分束器,另一種是固體基質分束器。由于遠紅外光的波長較長,當遠紅外光通過聚酯薄膜分束器時,會發生干涉,因此測量遠紅外光譜時,不同遠紅外區域所需聚酯薄膜分束器的厚度求是不一樣的,對于絕大多數固體或液體化合物,使用6.25μm厚度的即可滿足要求;固體基質分束器的測量范圍為650~50cm-1,也完全滿足絕大多數固體或液體化合物的遠紅外光譜測量。
傅里葉紅外光譜儀的檢測器
傅里葉紅外光譜儀檢測器用于檢測干渋光通過試樣后剩余能量的大小,要求具有較高的靈敏度、較快的響應速度和較寬的響應波數范圍。目前中紅外光譜常用的檢測器主要有DTGS檢測器和MCT檢測器。
DTGS檢測器由氘代硫酸三甘肽晶體(DTGS)制成,將DTGS晶體切成幾十微米厚的薄片,再從薄片引出兩個電極連通前置放大器,信號經前置放大器放大后并進行模數轉換,再發送到計算機進行傅里葉變換,DTGS晶體越薄,靈敏度越高。DTGS晶體易受潮而損壞,其外部需用紅外窗片密封保護,因此根據密封材料,又將其分為DTGS/KBr、DTGS/CsI和DTGS/KRS-5檢測器。
MCT檢測器由半導體碲化鎘和半金屬化合物碲化汞混合制成,根據兩種化合物含量比例,又分為MCT/A、MCT/B、MCT/C三種,MCT/A檢測器比MCT/B、MCT/C檢測器的靈敏度高,響應速度也較快。傅里葉紅外光譜儀MCT檢測器使用的波數范圍比DTGS檢測器窄一些,但靈敏度和響應速度都比DTGS檢測器好,可是使用比較麻煩,需要液氮冷卻。
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傅里葉紅外光譜儀的特點
傅里葉紅外光譜儀,相信大家都不陌生。它憑借著自身的強大優勢取代了傳統的分光光譜儀在電子、化學、醫學和食品等行業領域上有著廣泛的應用。尤其是在食品行業的真假辨別和有害殘留物的檢測中起到重要的作用,為人們帶來健康安全的食品提供保證。
傅里葉紅外光譜儀的特點
1、掃描速度快
傅里葉紅外光譜儀的掃描速度比色散型儀器快數百倍,而且在任何測量時間內都能獲得輻射源的所有頻率的全部信息,即所謂的“多路傳輸”。對于穩定的樣品,在一次測量中一般采用多次掃描、累加求平均法得干涉圖,這就改善了信噪比。在相同的總測量時間和相同的分辨率條件下,傅里葉變換紅外光譜法的信噪比比色散型的要提高數十倍以上。
2、具有很高的分辨率
分辨率是紅外光譜儀的主要性能指標之一,指光譜儀對兩個靠得很近的譜線的辨別能力。傅里葉紅外光譜儀均有多檔分辨率值供用戶據實際需要隨選隨用。
3、波數精度高
波數是紅外定性分析的關鍵參數,因此儀器的波數精度非常重要。因為干涉儀的動鏡可以很精確地驅動,所以干涉圖的變化很準確,同時動鏡的移動距離是He-Ne激光器的干涉紋測量的,從而保證了所測的光程差很準確,因此在計算的光譜中有很高的波數精度和準確度,通常可到0.01cm-1。
4、極高的靈敏度
色散型紅外分光光度計大部分的光源能量都損失在入口狹縫的刀口上,而傅里葉紅外光譜儀沒有狹縫的限制,輻射通量只與干涉儀的平面鏡大小有關,在同樣的分辨率下,其輻射通量比色散型儀器大得多,從而使檢測器接受的信噪比增大,因此具有很高的靈敏度,由于此優點,使傅里葉紅外光譜儀特別適合測量弱信號光譜。
5、研究光譜范圍寬
一臺傅里葉紅外光譜儀只要用計算機實現測量儀器的元器件(不同的分束器和光源等)的自動轉換,就可以研究整個近紅外、中紅外和遠紅外區的光譜。
傅里葉紅外光譜儀的主要優勢
1、yi流的配備系統
傅里葉紅外光譜儀廠家為了保證其應用中的高穩定性、高極ng準性和高適用性,在設備系統的配備上安裝Zyou質yi流的光學系統再兼配上Zgao靈敏的檢測器,很大程度上提高了傅里葉紅外光譜儀的應用效果和滿足更多行業的應用需求。
2、優越的產品性能
傅里葉紅外光譜儀不僅配備有Zyou系統而且其優越的產品性能也是其他光譜儀望塵莫及的。尤其是它在獲得輻射源的頻率信息上不僅快而且詳全。并且傅里葉紅外光譜儀在分辨率和波數的精度也是非常高的,可達到光譜的范圍也相當寬廣。因此對于一些化合物的檢測非常有益。
3、wan美的應用體驗
傅里葉紅外光譜儀除了以上兩大優勢之外,其操作的簡單性、日常的維護的花費成本的低廉性以及所使用周期的較長性等都能使應用者感到非常有價值、wan美的使用體驗。
傅里葉紅外光譜儀作為科研領域不可或缺的分析測試工具。但目前市場中傅里葉紅外光譜儀品牌繁多,采購者在進行選擇時注意對比傅里葉紅外光譜儀價格哪家好以及設備品質哪家強,以保障Z好的使用權益。
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傅里葉紅外光譜儀的操作
傅里葉紅外光譜儀,是基于對干涉后的紅外光進行傅里葉變換的原理而開發的紅外光譜儀,可以對樣品進行定性和定量分析,廣泛應用于醫藥化工、地礦、石油、煤炭、環保、 海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。
紅外光譜法對試樣的要求
紅外光譜的試樣可以是液體、固體或氣體,一般應要求:
1、試樣應該是單一組份的純物質,純度應符合商業規格>98%,才便于與純物質的標準光譜進行對照。多組份試樣應在測定前盡量預先用分餾、萃取、重結晶或色譜法進行分離提純,否則各組份光譜相互重疊,難于判斷。
2、試樣中不應含有游離水。水本身有紅外吸收,會嚴重干擾樣品譜,而且會侵蝕吸收池的鹽窗。
3、試樣的濃度和測試厚度應適當,以使傅里葉紅外光譜儀光譜圖中的大多數吸收峰的透射比處于10%~80%范圍內。
傅里葉紅外光譜儀樣品處理方法
1、氣體樣品
傅里葉紅外光譜儀氣體樣品,可將它直接充入已抽成真空的樣品池內,常用樣品池長度約在10cm以上,對衡量分析來說,采用多次反射使光程折疊,從而使光束通過樣品池全長的次數達數十次。
2、液體和溶液樣品
傅里葉紅外光譜儀純液體樣品可直接滴入兩窗片之間形成薄膜后形成測定,可以消除由于加入溶劑而引起的干擾,但會呈現強烈的分子間氫鍵及締和效應。
對于溶液,必須注意兩點:
制成池窗及樣品池的材料必須與所測量的光譜范圍相匹配。
應正確選擇溶劑,對溶劑的要求是:對樣品有良好的溶解度;溶劑的紅外吸收不干擾測定,溶劑選擇取決于所研究的光譜區。CCl4(測定范圍4000~1300cm-1)和CS2(測定范圍1300~650cm-1),若樣品不溶于二者,則可CHCl3或CH2Cl2等,水不做溶劑,因為它本身有吸收,且會侵蝕池窗,因此樣品必須干燥。配成的溶液一般較稀,約10%,這有利于測定。
3、固體樣品
傅里葉紅外光譜儀固體樣品可以采用溶液法、研糊法和壓片法。
溶液法就是將樣品在合適溶劑中配成濃度約為5%的溶液后測量。
研糊法即將研細的樣品與蠟油調成均勻的糊狀物后,涂于窗片上進行測量。此法方便,但不能獲得滿意的定量結果。
壓片法是將約1mg樣品與100mg干燥的溴化鉀粉末研磨均勻,再在壓片機上壓成幾乎呈透明狀的圓片后測量,這種處理技術的優點是:干擾小,容易控制樣品濃度,定量結果準確,而且容易保存樣品。
為了成功地測試固體樣品,必須注意以下兩點:
仔細研磨樣品,使粉末顆粒足夠小。試樣顆粒必須均勻分散,且沒有水分存在。
傅里葉紅外光譜儀操作
1、樣品準備
取傅里葉紅外光譜儀樣品約0.5mg在紅外烤燈下充分研磨,再加入干燥KBr粉末約50mg,繼續研磨至混合均勻。
2、模具準備
將干燥器中保存的簡易模具取出,確認模具潔凈。若其表面不潔凈,可用棉花沾少許無水乙醇輕輕擦拭(不可用力,以免模具表面被劃傷),然后在紅外燈下干燥。
3、制片方法
將試樣與純KBr混合粉末置于模具中,用(5~10)×10^7Pa壓力在油壓機上壓成透明薄片,即可用于測定。試樣和KBr都應經干燥處理,研磨到粒度小于2微米,以免散射光影響。
傅里葉紅外光譜儀樣品制備注意事項
1、制備樣品一定要干燥,干燥不充分的樣品可以在紅外燈下烘烤1小時左右。傅里葉紅外光譜儀樣品研磨要充分,否則會損傷模具。
2、所有用具應保持干燥、清潔;使用前可以用脫脂棉蘸酒精小心擦拭。
3、壓片過程應在紅外燈照射下進行。
4、操作過程中應保持模具表面干燥、清潔;防止樣品腐蝕模具(KBr對模具表面腐蝕很嚴重)
5、易吸水和潮解的樣品不宜用壓片法。
6、KBr在粉末狀態下極易吸水、潮解,應放在干燥器中保存,定期在干燥箱中110℃或在真空烘箱中恒溫干燥2小時。
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傅里葉紅外光譜儀的應用
傅里葉紅外光譜儀由邁克耳遜干涉儀和數據處理系統組合而成,可以對樣品進行定性和定量分析,廣泛應用于醫藥化工、地礦、石油、煤炭、環保、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。
傅里葉紅外光譜儀在臨床醫學和藥學方面的應用
鑒于每個化合物都有自己獨特的紅外光譜,除特殊情況外,目前尚未發現兩種不同的化合物具有相同的紅外光譜,所以紅外光譜為藥品質量的監測提供了快速準確的方法。如藥材天麻、阿膠,西藥紅霉素、環磷酰胺的監測和抗肝炎藥聯笨雙酯同質異晶體的研究。傅里葉紅外光譜儀在臨床疾病檢測方面也有廣泛的應用,如利用紅外光譜法對冠心病、動脈硬化、糖尿病、癌癥的檢測。
惡性腫瘤是一種嚴重危害人類身心健康并消耗大量YL衛生資源的疾病,由于目前缺乏有效的對晚期癌癥的ZL手段,腫瘤的早期診斷對延長患者的生存時間和提高生活質量具有重要的意義。傅里葉紅外光譜儀可以提供有關分子結構和變化的多種信息,能在分子水平對細胞組織的改變做出反映,是行之有效的腫瘤早期檢測的手段,較傳統的腫瘤手段而言,具有快速,準確,客觀等特點;甚至可以通過光纖附件,實現腫瘤的原位、在體、實時檢測和診斷。
傅里葉紅外光譜儀在化學、化工方面的應用
在該方面的應用又可分為表面化學、催化化學和石油化學方面的應用。
1、在表面化學研究中的應用
紅外光譜技術在表面化學研究中的應用具有兩個鮮明特征:
①繼續不斷地開發表面與薄膜的原位和實時紅外分析技術。根據報道已有一種適用于原位和同時紅外分析的傅里葉紅外光譜儀擴散反射室。
②以紅外吸附光譜(IRAS),ATR FT-IR和IR反射光譜為代表的紅外光譜技術廣泛地應用于研究自組織膜和L-B膜。如應用IR反射光譜研究薄膜,測定組織薄膜的厚度、成分和結構。
2、在催化化學研究中的應用
①擴散反射紅外光譜傅里葉變換光譜(DR IFTS)的應用報道特別突出,其次是IRAS。DR IFTS用于監控催化劑表面吸附化合物的分解動力學。IRAS的典型應用實例包括研究CO在Pd催化劑表面的氧化反應動力學,以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2表面的共吸附現象。
②原位紅外光譜技術除了依然應用普通的原位紅外光譜技術研究催化反應過程外,還應用于原位反射/吸附紅外光譜研究催化劑表面的點位阻塞效應。另外產生了大量新的與原位紅外光譜技術相配合的附件裝置。
3、在石油化學研究中的應用
傅里葉紅外光譜儀在石油化學中的應用是一個十分廣泛的領域,如在重油的組成、性質與加工方面,應用IR表面自硅膠色譜得到的膠質和瀝青質。紅外光譜儀在潤滑油及其應用方面的進展體現在:用于鑒別未知油品和標定潤滑油的經典物理性質(如粘度、總酸值、總堿值);被納入以設備狀態監測為目的的油液分析計劃,用于表征在用油液的降解和污染程度;油潤滑表面摩擦化學過程及產物的原位監測與表征。
傅里葉紅外光譜儀應用于輕質油品生產控制和性質分析方面的主要進展包括:應用紅外光譜預測汽油的辛烷值,應用IR測定汽油中含氧化合物的含量。此外,還應用ATR FT-IR與GC聯用測定汽油中的芳烴的含量。
傅里葉紅外光譜儀在環境分析中的應用
用氣相色譜-傅里葉變換紅外聯用技術測定水中的污染物,結合了毛細管氣相色譜的高分辨能力和傅里葉紅外光譜快速掃描的特點,對GC-MS不能鑒別的異構體,提供了完整的分子結構信息,有利于化合物官能團的判定。
運用傅里葉變換紅外遙感技術,可以測定工業大氣空間的特性。由于控制汽油質量與保護環境密切相關,應用美國HP GC/IRP/MS測定汽油中的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、特丁醇、苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯等,其準確度為1%,相對偏差為0.155%。應用傅里葉紅外光譜儀可以定量分析氣態烴類混和物,對于測定水中的石油烴類,非色散紅外法已成為我國環境監測的標準方法。
傅里葉紅外光譜儀在半導體和超導材料等方面的應用
在此方面的應用主要有:分析鈾原子與CO和CO2反應產物的基體紅外光譜,研究了鈾-釷-鎳-錫變性錳鋁銅強磁性合金的遠紅外性質。分析C60填料籠形包含物的紅外和拉曼光譜。用反射傅里葉變換紅外顯微光譜法測定有機富油頁巖中海藻化石。
此外,傅里葉紅外光譜儀在其傳統領域——物質結構分析、熱力學狀態分析、熱/動力學過程分析與表征也有著不同程度的進展。
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傅里葉變換紅外光譜儀
傅里葉變換紅外光譜儀逐漸進入公眾視野,并被許多行業的專業人士使用。耐熱,耐磨的傅里葉變換紅外光譜儀受到許多消費者的青睞和喜愛,它可以在高溫和高溫下工作,而且操作非常方便。
傅里葉變換紅外光譜儀發展史
紅外光譜的研究早在19世紀后期就已開始,而紅外光譜儀的研制可追溯至20世紀初期。1908年Cobleltz制備和應用了以氯化鈉晶體為棱鏡的紅外光譜儀,1910年Wood和Trowbridge研制了小階梯光柵紅外光譜議,1918年Sleator和Randall研制出高分辨儀器。
直至20世紀40年代光譜工作者才開始研究雙光束紅外光譜議,1944年誕生了世界上diyi臺紅外光譜儀(早期稱紅外分光光度計)。
Thermo Scientific Nicolet RaptIR 傅立葉變換紅外顯微鏡(點擊圖片查看更多產品詳情)
1950年開始商業化生產名為Perkin-Elmer21的雙光束紅外光譜議,其色散元件為氯化鈉(或溴化鉀)晶體制成的棱鏡,因此通常稱為棱鏡分光的紅外光譜儀。與單光束光譜儀相比,雙光束紅外光譜儀不需要由經專門訓練的光譜工作者操作就能獲得較好的譜圖,因此Perkin-E1mer21很快在美國暢銷,它使紅外分析技術進入實際應用階段,成為diyi代紅外光譜儀。
20世紀60年代,隨著光柵技術的發展,光柵衍射分光技術取代棱鏡分光技術被應用于紅外光譜儀,產生第二代紅外光譜儀——光柵分光紅外光譜儀,其測量波長范圍、分辨率等方面性能遠優于棱鏡分光紅外光譜儀,但光柵分光紅外光譜儀在遠紅外區分出的光能量仍很弱,光譜質量較差,測定速度較慢,動態跟蹤實驗以及與其它儀器的聯用技術仍然無法實現。
隨著計算機技術的飛速發展,第三代紅外光譜儀——干涉分光傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)誕生于20世紀70年代,它無分光系統,一次掃描可得全范圍光譜,因具有高光通量、測定快速靈敏、分辨率高、信噪比高等諸多優點,迅速取代棱鏡和光柵分光紅外光譜儀。至80年代中后期,世界上生產紅外光譜儀的主要廠商基本停止棱鏡和光柵分光紅外光譜儀的生產,集中精力于傅里葉變換紅外光譜儀的研制,不斷推出更為新型、先進的傅里葉變換紅外光譜儀。
傅里葉變換紅外光譜儀工作原理
傅里葉變換紅外光譜儀是根據光的相干性原理設計的,因此是一種干涉型光譜儀,它主要由光源(硅碳棒,高壓汞燈),干涉儀,檢測器,計算機和記錄系統組成,大多數傅里葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜干涉儀,因此實驗測量的原始光譜圖是光源的干涉圖,然后通過計算機對干涉圖進行快速傅里葉變換計算,從而得到以波長或波數為函數的光譜圖,因此,譜圖稱為傅里葉變換紅外光譜,儀器稱為傅里葉變換紅外光譜儀。
傅里葉變換紅外光譜儀應用領域
1、化學領域
傅里葉變換紅外光譜儀用于許多化學實驗或化學操作,用于某些數據處理和數據分析,因為它們的高性能操作程序和它們自己的專業可以廣泛用于許多化學環境中。化學操作和實驗提供數據支持,允許在整個化學操作實驗中進行極其準確的數據收集。
2、環境領域
面對許多戶外環境和特殊環境,人們會想到使用傅里葉變換紅外光譜儀來分析和記錄計算某些數據時,因為它可以在任何環境中Zda化其準確的記錄功能,從而使每一個傅里葉變換紅外光譜儀記錄的數據可以非常準確地記錄。
3、生物領域
與化學領域類似,傅里葉變換紅外光譜儀也用于生物領域。生物領域的操作范圍很廣。因此,許多生物工業專家使用傅里葉變換紅外光譜儀進行某些操作分析。為了分析和記錄,它不再是一種新興的設備和設備,在面對復雜的生物工業時,它已被公眾廣泛認可。
傅里葉變換紅外光譜儀為什么受歡迎
1、不破壞樣品
很多設備對樣品進行檢測的時候會對其造成不同程度的損壞,但是傅里葉變換紅外光譜儀因為在檢測的時候不用將樣品進行分離與制樣,而且對樣品的大小與形狀方面也沒有特殊的規定,所以,在進行光譜檢查的時候能做到無損檢測,因此,對于珠寶、鉆石、郵票、紙 幣等一些貴重樣品檢測時亦不會產生破壞性。
2、不用干燥樣品
有些樣品本身帶有水分,很多檢測設備需要對樣品先做干燥處理,但是傅里葉變換紅外光譜儀在檢測的時候因為能夠獲得官能團與化合物在微曲空間分布的紅外光譜圖像,而且其衰減全反射也不用透過樣品信號,所以即便是帶有水分的樣品也可以正常檢測。
3、檢測靈敏度度高
傅里葉變換紅外光譜儀具有很高的靈敏度,檢測點可以以微米為單位,所以在檢測的時候只要很小的區域就能做出精確的測量,再通過紅外光譜數據庫進行檢索并對化學官能團進行輔助分析就能準確的確定樣品的種類和性質。
正因為傅里葉變換紅外光譜儀在檢測的時候能確保不損壞樣品,所以現在越來越多的行業會選擇傅里葉變換紅外光譜儀來對樣品進行光譜測量。如果企業需要自購一套設備對樣品做檢測,那么不妨先了解傅里葉變換紅外光譜儀Zdi價,然后再跟進綜合對比進行選購。
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