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【傅里叶红外光谱和漫反射谱】傅里叶红外光谱与漫反射谱:原理和应用

承天示优官方账号 2023-05-01 资讯 614 views 0


什么是傅里叶红外光谱仪?

傅里叶红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy,FTIR)仪器通常由四部分组成:样品室、光源、扫描干涉计和检测器。样品室通常包括一个透明窗口,可容纳样品,并使通过其的辐射能够被控制。在样品处于进行测量时,可以在样品表面使用金属缩放镜来增加检测的信号强度。

工作原理

当Infrared light 从 source 照到 sample 上后就会发生吸收或反射。因此 FTIR 的基本原理就是比对经过 Sample 后得到的波长分布图, 和未经过 Sample 直接照到 detector 得到的波长分布图之间差异所衍生出来的信息.

在 FTIR 分析中最重要且必须了解的是:

1.有机或无机物质都有特定频率区域可吸收 IR。

以有机化合物为例, 则大多集中于4000~650cm-1 部分。(如下图)

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2.每个物质都有独特的 IR 频率, 可称为 fingerprints。

而 FTIR 的工作原理就是通过对物体对红外辐射的吸收与反射,来得到样品的傅里叶变换红外吸收谱和漫反射谱。在FTIR仪器检测过程中,可先将法拉第转化器放在采集光束路径上,其可以将采集路径内开始没有polarization旋转方向相同频率不同振幅正交偏振面波形成电场分量产生差异后控制加进去以确定信号输出量;再对检测区域进行剖分使之被多次覆盖扫描获取某一点样品处于基态时所发生电场强度变化以获知它们产生的信号响应等值。

漫反射谱

传统上讲, FTIR 所测定出来的数据都是吸收谱. 但是, 在某些测试条件下, 如样品比较地薄或者非常的粗糙不平整时就不能得到绝对的吸收率了。因为此时有一些来自IR 光线长直的部分被反射 , 纪录的信息中便会夹带上"漫反射" 的信号。

我们把这种采用全反射法而记录下来所产生之背景光称之为:"back ground"\;并且傅里叶变换红外检测当中可以加进一个 ATR(Attenuated Total Reflection)小孔阵列去控制表面摩擦系数、有效厚度与电导属性等引起的特定散强度发生变化,以避免谱线干涉现象出现。

应用

傅里叶红外光谱技术是目前最常见和广泛使用的分析技术之一,其广泛应用于材料科学领域,在基础和应用作品方面均具有重要意义:

1. 它在组成分析方面具有很大优势,并可执行无损检查;

2. 还可以提供关于宏观物理性质如吸附动力学、晶体结构及碳氢化合物等的信息;

3. 是电器元件、化工原料及产品质量控制等方面不可开交的检验手段。

傅里叶红外光谱技术也可以用于高级材料科学研究,如与其他测试方法结合使用应可能进一步扩大了所作出的探测深度。

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