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• 傅立叶变换
• 红外光谱仪
• 红外光谱
• 分子结构
• 化学成分分析

一、概述

傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）是一种广泛应用于材料和生命科学领域的技术，能够用来表征样品中所包含的原子组成以及它们之间如何连接形成了化合物。利用FTIR可以进行全面而准确地化学成份分析及传统色相检测。这项技术具有高效、快速、简便且灵敏度极高等优点，越来越多地被广泛应用于实验室环境下对复杂样品体系的研究和处理。

二、傅里叶变换与红外吸收现象理论基础

在了解 FTIR 技术前先要理解傅里叶变换原理与红外吸收现象。

傅里叶变换方法基于对数据的离散函数进行逆向计算，获得连续光谱。在实际应用中，这意味着将一个信号分解成不同频率（或能量）的正弦波，并且每个正弦波都有其特定的振幅和相位角度。通过傅立叶变换技术可以将无规则信号转化为正交坐标系下面积分形式。

而红外光谱是一种利用物质各种类型的化学键对较低能级他越来越多地被广泛应用于实验室环境下反射、散射或穿透红外辐射所产生的转移激发过程中释放热量时产生了比原始状态更高能级电子振动和/或旋转从而针对样品状态进行检测和表征技术。当样品处于红外辐射场中时，排列在特定位置上具有不同活性氛围和内部结构之原子键会异步地扰动，并随之导致谱带图与其他做差衍生结果间出现差异。

三、FTIR 的工作原理

FTIR 仪器包含三个主要部分：光源、样品室和光谱仪。这里以Nicolet TM系列FTIR为例：

（1） 光源: 通过一个广谱的红外光源（通常是涡轮热电集成红/紫外线辐射）发出波长从400到8000 cm-1范围内闪耀不同强度波数激进激情的半导体二极管决定。

（2） 样品盒：放置待检测物质，并且可以移动调节，使得样品处于透射或者反射模式下。

（3） 光谱仪：记录吸收时间来获得一整张频率图。几乎所有新型 FTIR 系统都使用傅立叶变换技术，将多次采集到的信号进行傅里叶（Fourier）转换, 将离散序列处理成连续函数。

四、应用领域

由于FTIR技术能够掌握异常有易感性症状所需的大量化学信息，并且也用于识别和检测化工原料中未知杂质等方面，已经被普遍运用在行业界领域之外如环境保护、食品加工、医药研究等多个领域。

如：在环境检测方面，FTIR 详尽描述了空气质量和水资源中的化学物质呈现，并且为监控污染水平提供了有力的依据；在农业饲料生产的过程中，可以使用 FTIR 技术帮助识别优良品种并预测作物收成情况。而在制药行业上含傅里叶变换红外光谱仪可较快地确定不同样本之间清晰细微差别性能，严密把握体内外释放与吸收速度，对于缩减实验开发周期以及降低产品后期改型成本具备明显效益和积极意义。

五、总结

作为一项重要技术手段， FTIR 通过分析样品中不同类型的共价键来协助科学家判断其化学组成及功能特征，并能同时进行定量或半定量分析。这项技术操作简单易用、广泛适应范围高，在材料科学领域得到越来越广泛应用。

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