• 本文目录导读：
• 1、一、 原位红外光谱与傅里叶红外光谱的区别和联系
• 2、二、原位红外光谱分析原理

一、 原位红外光谱与傅里叶红外光谱的区别和联系

两种技术都是用于化学物质的表征和鉴定，但其实现方式不同。

1. 实现方式

傅里叶变换 (Fourier transform, FT)

这个过程利用了强制周期性振动函数可以表示成余弦或正弦函数的数学公式即三角函数级数展开式，利用这个技术将时域信号转换到频域上进行处理。通过对样品施加全波长扫描（scanning）。从中得到一系列复合信号，并在计算机上处理后再以波数（wavenumber）为自变量做出图形来描述各种化合物样品之间所具有唯一而特异性。

原位/操作/在线策略(In situ strategy)

主要针对反应器内部或者其他复杂体系，在其中运行不影响研究结果等方面发挥重要作用。在此基础上可采取“实时监测，持续控制”等手段进行多参数优化、过程监测以及重要中间体的分析等方面，因此具有研究速度快（即使在反应器内部也能实现）和对大量数据的处理能力强（操作策略下获得的是动态变化曲线），适用于很多材料科学领域以及生命科学领域。

2. 分辨率与检测灵敏度

傅里叶红外光谱技术

这种方法具有高精度、低本底、信噪比高、检出限低；但是，在样品溶液中存在着水吸收带。如果非常小心地采取特殊预防措施，可能会减少此问题产生，并将其作为一种参考值记录到FT-IR氢键库文件中。

原位/操作/在线策略(In situ strategy)

该方法由于不同实验环境之间所含物质性质发生差异（如农业基础干草与发酵后干草之类），导致了离子色谱法失去更广泛应用范围的缩小。同时,它也具有更高的限制性条件,如反应器大小、形状、物质种类和温度规律等方面，在实验进行中需要严格控制。如果不注意到当初设计反应器内部时材料本身空间占据率大导致背景信号强，则仅能获得具有较小可靠度的结果。

二、原位红外光谱分析原理

1. 原理概述

对于催化剂表面，使用原位红外光谱技术可以记录吸附在其表面上的分子之振动信息详情，这些波峰通常可以与相应物质识别码（IR spectral library）匹配，并生成一张关联图谱，从而确定特异振动模式所代表的键合类型。

2. 应用案例

原位红外光谱被广泛用于气相色谱法-气相色层-库仑计数（GC-GC-Coulometric detection），主要是以硝基颜料或其他天然成分作为样品。该过程利用两个毛细管柱将一个或多个样品组件进入第一个 GC 柱并混合它们不同流体，随后再传输至另一个 GC 柱中进行分离。

3. 实验操作流程

• 选择合适的设备（例如气体处理系统或不同类型反应器）并与一个能够实现原位红外光谱测量的窗口连接，从而最大限度地保持样品和照射装置之间距离稳定，如下图所示；
• 在设置试剂浓度、温度等参数后采取特殊工具调整电场强度或者对相机进行校准等准备工作；
• 启动激光及其他传感器组件，并开始记录数据信号。为了降低背景噪音严重影响结果的风险，在每次使用时需要先对仪器进行标志校正，将实际读数转换到统一波长（wavelength）上显示或者标定范围内处理;
• 过滤掉非目标成分，采用恰当手段抽出关注物质来优化进一步搜索信息需求。

三、 结论

两种技术各有利弊, 正确选取技术需要注重实验的性质，如样品数量和种类、仪器灵敏度要求以及标本筛选等需要考虑到细节。原位红外光谱具有透明度好、可重复操作且能够多次监测等特点，在催化剂表征研究领域应用广泛并已经成为一项不可或缺的技术手段。

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