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【傅里叶红外光谱细微结构】傅里叶红外光谱技术的细微结构及其缺点分析

承天示优官方账号 2023-04-30 资讯 379 views 0
1. 傅里叶红外光谱技术的基本原理

傅里叶红外光谱是一种应用于化学、医学和材料科学等领域的非常重要的分析方法,它利用物质吸收可见或近红外波长范围内辐射产生相对减弱现象进行定性和定量分析。该技术通过制备样品,将其置于一个恒温盘中,并从紫外到远红外波段扫描样品获得所需数据。这些数据被记录下来并在计算机上处理后转换为具有特征性信息的图表或曲线。

2. 傅里叶变换过程及其在傅里叶红外光谱中的应用

在傅立叶变换(Fourier Transform, FT) 过程中,首先需要获取待测信号(也就是采集到样本反射率随着波数变化而呈现出来的信号),接着使用数字信号加工(Digital Signal Processing, DSP) 算法将时间域信号转换成频率域函数,并通过模拟电子器件将频率域信号进行数字化,最后利用计算机程序对数据进行处理。傅里叶变换是实现高分辨率的红外光谱测量的关键步骤,在此过程中,样品被暴露于不同波长下的光辐射并产生被记录下来的相应响应(也就是峰)。这些峰可以表明有机或无机物质在特定位置上吸收了特定波长范围内的能量。

3. 傅里叶红外光谱技术细微结构及其优缺点

作为一种广泛使用的技术,傅立叶变换红外(FT-IR)和常规离散扫描仪相比具有以下优点:

  • 数据采集速度快:传统方法中每秒只能测量一个数据,而 FT-IR 可以同时测量很多数据。
  • 精确性高:由于如此大数量级上可见、近红外和紫外线区别不大, 因此为获得足够多信息所需要耗费时间会更短。
  • 抑制干扰效果好:在接触式激发情况下, 工作的物质对光的吸收效果影响强度与距离成反比,但是 FT-IR 补偿了这个问题。

然而,傅里叶红外技术也存在一些缺点。

  • 不能用于无梯度样品:由于 FT-IR 需要使用实验数据进行计算和分析, 因此样品在所采集区域必须逐渐变化。如果你需要测量的样品具有平坦表面或者不同阈值区域之间没有明显变化, 则该方法可能不太适合。
  • 峰信号过多:FT-IR 准确性非常高, 使得仪器可以检测到很小、细微的峰信号。尽管这通常被认为是优点, 但它听起来可能会给初学者带来困惑并增加分析复杂度。
  • 特殊环境处理麻烦:当您试图将 FT-IR 应用于对液态或气态物质进行精确量测时,连最内部设计良好的设备都容易受到干扰。无论何种情况下,请务必采取严密预防措施以避免任何潜在污染有可能影响信号。

4. 结论:

综上所述,作为一种广泛应用于化学、医学和材料科学等领域的分析方法,傅里叶红外光谱技术具有高精度、快速采集数据以及抑制干扰效果好的优点。同时也存在检测样品必须逐渐变化的限制, 峰信号过多给初行者带来困惑并增加了分析复杂性, 特殊环境中对认真预防措施要求严格等缺点。

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