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【红外光谱就是傅里叶吗为什么】红外光谱不仅是傅里叶吗,更是一种实用的化学分析技术!

承天示优官方账号 2023-05-01 资讯 355 views 0


为什么红外光谱被称作傅里叶?

在物理领域中,傅里叶变换(Fourier transform)是许多信号处理方法中重要的数学基础。而对于红外光谱分析来说,它就使用了这个变换。虽然主流的现代红外光谱仪已经完全采用数字化技术进行信号处理和解释,但由于其历史原因,在很多文献和课本中还沿用着“傅里叶变换法”或简称“FT法”的名字。

红外光谱有哪些区别?

根据电磁波的频率、能量以及微观机制等特性,可以将整个可见-紫外-近红外-远红外范围内的发射/吸收数据划分为几大类:

紫外线区:

这个范围通常包括从200到400nm间波长所占据。通俗地说,“紫色”便意味着较高频率与能量,并且人眼可以感知到部分内容。此处主要是有机分子中的共轭体系产生的π-π*跃迁和n-π*跃迁引起能量升高,从而易于测得。

可见光区:

指全部人眼可以看到的颜色数列。其波长范围大约为400–750nm。其中细微变化经常成为物种识别、植被覆盖度估算等自然研究里重要数据之一。

近红外区:

介于可见光与真正的“ 红外(IR)”之间,且使用较少。它包含了750至2500 nm范围内电磁波发射/吸收情况,并对应着某些振动模式以及振转耦合作用等特征性质。

中红外区:

这个部分涵盖了主要的功能块:2550~400 cm^-1,在许多场合都是最实用也最流行的工具。主要侧重于反映样品分子同时进行形态改变和化学键振动时所造成弱吸收峰,更广阔地称作“ 振动谱”。

远红外区:

属于极低频段——通常以cm^-1或THz计量单位标记——包括由整体运动和重心运动引起的数据。基于这个区域,与样品中分子或结晶体内簇团、水合物等定量关系相关的一系列应用可以实现。

红外光谱在化学领域的应用

通过获得不同频率下对特定图谱样本发射/吸收强度数值及其趋势的记录,我们能深入掌握该物质及其相互反应机制信息。更加具体地,如下是红外光谱工作模式几种类型:

鉴别:

由于每种化学键有其自身特征吸收波长范围,在检测未知产品时大规模进行比对可快速确认成分并鉴别杂质。

变形:

随时间增加而产生碳氧化物、二硫化钼油漆涂层和聚乙烯塑料原料等多项变异情况均可依靠振动谱进行追溯跟踪且确定。

古文书铭刻片状态评估:

利用非损方法获取以及进一步意义解读这些文稿製造时期历史信息也成为现代考古专家们武器库中重要手段之一。

化学合成动力学研究:

通过测量配位物/分子/催化剂等样品在反应中随时间而变的振动信息,可以回溯不同阶段内的机理演进过程、拟合出它们各自单元(如活化能)能量值,并为优选最佳试验真实数据提供基础。

无论是红外光谱技术根本还是它的应用都非常广泛,现代科技面对越来越多新材料和复杂体系时更不能离开这种基准性质检验相驰。

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