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【如何分析傅里叶红外光谱图】如何分析傅里叶红外光谱图及傅里叶红外光谱分析仪原理

承天示优官方账号 2023-04-28 资讯 418 views 0

傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared spectroscopy)是一种用来研究物质分子结构或化学键性质的非常有力的工具。该技术通过测量样品对不同频率的电磁辐射吸收情况,得到一个称为“光谱”的信息图,进而用于表征物质结构和成份等属性。

下面将介绍傅立叶变换紫外可见光谱仪的基本原理以及在实验室中应用时需要注意哪些关键点。

1. 原理

傅立叶变换紫外可见光谱(FTIR)利用了两个核心原理:普朗特-蓝切定理和扬松干涉。

首先,普朗特-蓝切定理指出一个经过 Fourier 变换后函数 f(x) 在 K 空间中表示为:

F(K)=∫f(x)e−iKxdx

其中 e 表示自然对数底数,在此处表示欧拉公式 exponentials 和三角函数之间关系;i 代表虚单位;K 是波数,定义为每厘米的某数量;x 是在反映样品吸收率方面具有迹象的介质厚度,即样品一层相对于光学传输路径拉长多少。

这个定理表明一个函数可以通过傅立叶变换从时域转移到频域。

扬松干涉是在 Michelson 干涉仪上实现傅立叶-红外光谱技术必要条件所依赖的原理。Michelson 干涉仪是由两块半透镜组成,其中一个把 IR 光线聚焦到样品上,另一个则将经过整个系统后被散射和摄入的 IR 光线重新集中起来并与参考束进行比较。然后使用回归操作得到 FTIR 谱图。

综合以上两个原理可知,在 FTIR 分析中首先需要测量并处理出被检测物质与波数之间(i.e. 频率)存在关系时发生响应事件形态/行为相关性规律。

2. 实验步骤

FTIR 的实验流程通常包括以下五个基本步骤:

1、设置数据收集参数:包括采样速度、影响分析结果因素等

2、取得参考光谱信号:校正用亮源产生的信号、解决前线空气层和其他与测试样本存在的共存基质产生的信号等操作,从而保证精度

3、获得背景噪声:因为周围环境也是存在干扰成分时,我们需要减少这些影响变量。

4、获取被检测物样品光谱数据:在 FTIR 分析中具有代表性的化合物功能团均极好地反映了 IR 辐射,并且吸收很强。所以可以根据预设原理选用不同波数区间进行提取或比较。

5、保存并处理数据:应该包括微调参数(如去除多余杂音)来优化数据,使其更接近实际情况。

3. 应用实例

FTIR 技术无论在纯科学研究还是工业相关领域都有广泛使用。其中最常见的两个应用领域如下:

1. 化学行业: 例如对于各种高聚物材料结构及质量控制;检测海洋突发事件中污染物; 诊断药剂带来可能出现问题.

2. 环境监测: 如大气污染控制, 海洋富营养化观测。

FTIR 技术不仅可以帮助人们发现分子内部的转化过程、结构变化及其微量物质等,同时也为各种工业相关领域提供了检测样品成份和性状信息的一种极具优势且高效率手段。

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