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【傅里叶红外光谱的原理与应用】傅里叶红外光谱的原理与应用及作用

承天示优官方账号 2023-05-13 资讯 348 views 0

傅里叶红外光谱的原理

傅里叶变换是一种数学方法,它可以将任意复杂的周期性函数分解成若干个简单的正弦和余弦波之和。在红外光谱中,物质吸收了特定范围内的辐射能量后会呈现出一系列振动模式,这些振动模式就可以被看做是具有不同频率、振幅等参数的正弦或余弦波。

因此,在进行傅里叶红外光谱测量时,仪器先将样品暴露于一个经过广域带通滤波器(BB)加热并发出连续平缓辐射光线区间内,然后对反传回来自样品的基于时间序列数据进行处理。具体而言,在采集到样品所反射、折射或透过红外辐射时产生电信号引起检测器输出相应功率信号,并通过快速地记录每次扫描期间从检测器接收到所有这些信息构建数字化数据点阵图。

利用离散傅立叶变换(DFT)对这些数据进行处理,将时间域上的信号转换为频域上的信号。在频率谱中,每个吸收峰代表着样品分子所能吸收和散发的特定振动模式。

傅里叶红外光谱的应用

红外光谱技术广泛应用于近几十年来生物化学、材料科学等领域,在以下方面具有重要作用:

1. 定量和定性分析: 通过比较不同样品之间相同或不同功能基团出现位置、强度和形状变化,可以精确推算出被测物质成分组成及其数量。2. 结构表征: 红外光谱提供了一种快速且非破坏性地获取无机与有机大分子结构和反应过程信息,并可协助确定它们在一个复合系统中相互作用方式。3. 质量控制: 通过产业界常规采取工序水平统计方法与在线/离线傅里叶红外扫描仪联动监管检测手段规范检验过程流程,以识别得到产品完美良品并保障原材料、生产流程的稳健可靠。4. 病理学: 傅里叶红外光谱是一种新型诊断和分析手段,它可以帮助医生在体内或组织中进行分子水平上的检测与预促进诊断和治疗方案确定。

傅里叶红外光谱的作用

傅立叶变换技术结合红外辐射吸收现象已经成为化工领域中最重要并广泛使用的分析方法之一。以下介绍了此项技术在该领域中发挥的部分应用:

1. 聚合物材料质量控制: 通过对聚合物材料进行FTIR测试,验证其结构,并能根据不同功能基团特征提高质量控制准确性与可靠度。2. 化学品定性及数量计算: 可以提供针对样品所吸收频率比较来判断其中主要含有哪些元素,并得出相对数量信息。3. 检测金属表面状态: FTIR可以检测出在表面覆盖薄层上存在着氧化产物、氢化产物等。由于能够观察到溶解剂的变化,因此可以预测金属/表面是否被腐蚀或者热处理。4. 污染物检查: 通过红外光谱法检测污染物能对环境监测与废水处理等方面进行大量质量控制工作,以便实现环境改善目标。
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