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【傅里叶红外光谱的测试系统】傅里叶红外光谱的测试系统:从原理到应用

承天示优官方账号 2023-04-29 资讯 375 views 0


概述

傅里叶红外光谱测试系统是一种基于傅里叶变换原理的分析仪器。它能够通过分析样品中所包含的不同化学键信息,来确定该样品的成分和结构,广泛应用于材料科学、生物医药研究、环境监测等领域。本文将对该系统进行详细介绍,包括其工作原理、设备组成、实际操作流程以及实验数据解读等方面。

工作原理

红外(IR)光谱法是利用物质吸收或反射可见和近红外线辐射来获取有关该物质表征性信息的技术手段之一。而在许多情况下需要更高灵敏度以及准确性时,则使用了相对复杂且需要专业知识才能掌握的FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy ,也称为“傅立叶变换红外光谱法”)这种方法。

FT-IR具有与传统离子束或滤波器型光谱计不同特点。

FT-IR将样品中的红外辐射通过光源与干涉仪相接,由样品发生吸收后再经过一次光路由检测器转换为电信号,并在计算机上对其进行处理和分析,得到该样品的特性信息。

FT-IR光谱测试系统的核心部件是傅里叶变换红外光谱仪。它能够将来自于被测试物质的不同波长、且以不同强度传播着的入射光合并起来;然后在利用迭代(Fourier)程序筛选出每个波长所含有吸收信号中所包括的频率(即拉曼平移)、状态(振动模式)、形态(强度等量级差异及位置)等特征因素进行定量分析,提取出关键参数。

设备组成

一个完整而高效的FT-IR红外测试系统需要具备多种设备:前置镜头、三棱镜或透明晶体、傅立叶变换器及检测器四部分组成。而现代化程度更高或应用范围更广阔方向发展时,则会配套其他功能如流通型气体环境控制装置和图像采集设施等。

前置镜头

也称采样部分,进口采用不锈钢材料制成。在有些情况下,在前置镜头部分还需要加装气流通道,以便能够对这一支样品进行内外灌注(吹洗)操作。

三棱镜或透明晶体

作为FT-IR光谱测试系统的核心组件之一,可以将多个波长(频率)的反射、折射甚至穿透信息转化为时间(频率)信号后进行处理和解析。

傅立叶变换器

通过该设备将反映出来自红外发光源的白热辐射与被测物所产生吸收特征等原始数据转换压缩成一个融合偏振实数函数所需参数。

检测器

对于确保准确度重要性而言,可选用高稳定性控制引入并接收到相应标准范围信号量机构,并明确记录每次测试结果才是判断其输出结果质量良否关键指标之一。

实验操作流程

1. 准备好样品:根据需要调整室温、湿度等环境因素;

2. 去除污染:确认已经将样品表面的杂质污染去除干净;

3. 放置在测试台:进行调整和定位,以使之处于最佳接收位置。

4. 选择光谱类型:选取透射或反射式FT-IR实验模式,并进行基线扫描操作(作为后续处理标准);

5. 执行测量流程:较为快速加热并控制波长范围、分辨率等参数指标,并得到相关数据记录与输出结果。

实验数据解读

通过前述步骤所获得的红外吸收峰可以用来检测物质中存在哪些化学键及其结构信息,从而确定该样品成分组成。对于同一个化合物,在不同条件下所产生的峰值则会有所差别。因此可以通过与相应参考比对库形象匹配、精确度计算等方式判断原料是否满足要求。

总结

本文介绍了 FT-IR 光谱测试系统在现代科技应用领域中有着重要地位,以及该设备工作原理、设备组成部件等关键内容。希望能够帮助读者更好地理解这一技术方法,在日常生活和科研工作中有所实际应用。

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