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【傅里叶红外光谱分析峰值】深入探究傅里叶红外光谱分析的峰值及其应用

承天示优官方账号 2023-05-01 资讯 835 views 0


什么是傅里叶红外光谱分析?

傅里叶红外光谱(FTIR)是一种常见的物质检测技术,通过对样品中振动产生的特定吸收波长进行测量和对比,确定其组成。该方法通常涵盖了两个步骤:首先,样品放置在一个内循环气体室或固态晶体之间,并使用激光或离子源等能量来源使得样本原子、分子和材料发生振动并释放出电磁辐射;其次,将洛伦茨函数让多个不同频率下各自不同时刻累加起来,在频域上进行处理以获得每种化学键系统所表现出来的“指纹”图像。

由于具有非侵入性且快速准确等优点,在许多领域都广泛应用,如药品制造、食品工业、环境保护、科学研究等。

什么是峰值?

利用FTIR技术可以找到数百道甚至千百道光谱曲线,每个化合物都有其独特的几何构型和原子间距离。样品中不同种类的分子由于共振频率、弹性度数目等方面存在差异,也会显示不同的峰值大小和形态。

峰是FTIR光谱图上表现为一个较高且尖锐的“山峰”形式。当样品受到红外波长激发时,各自被激发产生振动后所释放出来电磁辐射波经过检测与处理后最终转变为一组有特征性质的彩色条带或曲线图(即所说 FTIR 光谱图),而其中所呈现出来的吸收峰对应了某些特定基团或官能团这种结构单元。

如何确定傅里叶红外光谱分析中各峰对应含义?

下文将介绍两种常用方法:

1. 参考文献法

参考文献法可以在通用库之间进行比较/验证,在标准库内搜索信号并找到基础解释以描绘新数据中提取出来 与前人工作相符合 的部位。

如果确实需要数据解释,则可以使用现代计算机处理并显示这些数据。通常,关于每种基元的实验 IR 谱图都作为参考书目之一出现在此类库中。然后,将试样 FTIR 光谱与该数据库中相应化合物的标准光谱进行比较,则可找到峰对应含义。

2. 原位法

另一种确定方法是原位测试(in-situ testing),其不需要先知道所测化合物信息但仍能够得到其 ID 和结构信息。这是通过信号加工涵盖多个特征角度来实现的:如发射功率(a.u.)和波长数等。

而FTIR分析必须要求有足够高精度和可靠性才能有效应用,首先可以利用样品纯度、温度和压力等条件确保数据完整无误;同时定期检查仪器偏差以及在测量前进行正规校准也很重要。

傅里叶红外光谱分析峰值在哪些领域中有广泛应用?

1. 化学制造:FTIR技术被广泛用于药品研究开发过程中,以便更好地理解药剂与活性成分之间的互动情况,并确认新药品的物理化学特性;此外,还可用于涂层和油漆的制造、合成纤维材料等领域。

2. 食品工业:FTIR技术在食品行业中得到了广泛应用,并被视为可靠的检测方法之一,如植物油含量检测、荧光剂和色素含量测定和脂肪酸组分的分析等。

3. 环境保护:通过对地球大气环境进行峰值解析,可以确定各种污染元素及其结构单元并且判断出所受影响程度与来源以便采取相应措施。

4. 科学研究:FTIR技术在生命科学方面也有着广泛应用,在基因表达、蛋白质结构分析等领域都展现出了强大实力。

总之,峰值是FTIR光谱图中极具识别性的重要组成部分。不同样本中所呈现出来峰形态不尽相同且每一个峰代表了某个官能团或化合物基团。因此对于普通用户来说理解这些非常重要,可以帮助更好地利用 FTIR 技术来分析与鉴别各种化合物、解决实际问题以及进行基础研究。

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