资讯

承天示优,优品至上。

【红外吸收光谱和傅里叶红外光谱一样吗为什么不一样】红外吸收光谱和傅里叶红外光谱有何不同以及傅里叶红外光谱图中的吸收峰解析

承天示优官方账号 2023-05-31 资讯 399 views 0


什么是红外吸收光谱?

在化学分析领域,常用的一种检测方法就是利用物质对特定波段电磁辐射能量进行吸收并反应产生物理信号,从而达到分析结构或性质等目的。其中较为普遍和重要的技术之一就是红外吸收(IR)光谱法。

所谓“IR”即波长范围在0.7—300微米之间、频率约400—134THz、波数位于3333.33-20cm^-1 之间的电磁辐射。大多数小分子有相应的振动模式,可以通过它们与入射IR辐射发生作用来引起特定成键振动,并且不同类别成键表现出不同程度强度和位置上移或向低能转移等变化效果。

其本质原理便是由气态样品被放置于散热透明基板上,然后将可见和近紫外线以先前某些处理方式降低强度后照射在样品上,物质吸收IR辐射的部位随着波数增加而移向高能区,并且对光线造成了一定程度上的钝化,于是通过测量反射或透过率变化就可以得到它们所占据频段的光谱特性。

什么是傅里叶红外光谱?

然而虽然IR光谱法已经大量应用于生命周期、制药、消费品等领域中如近20年全球飞快发展的可达标最值监控等多项应用案例中,在样品处理和分析某些实际物理问题时面临挑战。例如当气态样品容易导致散热基板与之相互影响时(如含有水蒸汽),被检测物长时间暴露在空气中可能引起表面污染或变性损坏等因素。

此类问题激发科学家寻求新思路并不断改进技术方法。1928年由J. Fourier 所提出来优越性巨大但当时还无法实现,直到60年代才得以广泛采用称作“傅里叶转换 (FT) 算法”,该算法使用FFT(快速傅里叶变换)技术来处理信号,将离散的时间域数据转化为连续的频率谱图,并且以此形成一种新型光谱检测方法——傅里叶红外光谱法(FT-IR)。

两者有何不同之处

简单地讲,“IR”光谱是指物质吸收电磁辐射并产生振动能量后所呈现出来的波长 - 吸收强度特征组成的单个光学图像;而“FT-IR”技术则涵盖了太多与仪器、理论和数据处理相关方面等元素。可以说前者只是一个发展过程中演化所取得的一个阶段性结果,而后者同时集合了近代科技优势并进行大量实验设计运算才逐渐证明它未来在分析测试领域具备更可靠高效灵活性。

因此,除了基本原理上存在区别这一显然差异外,在以下几个方面也更值得关注:

1.对于采用摩擦或固体反应等工艺制造出来暗色玻璃样品及其它比较难以清洗干净常规样品时FT-IR就占据明显优势,它能够利用光子反应在样品中产生的大量干净信号来解析谱图。这里一个经典应用实例就是著名药物络合剂磺胺二甲恶唑(SMZ)制备水溶性配体的过程。

2.对于检测有机物分子结构、特别是定量成份时FT-IR更具可靠性和迅捷度。因为当一种化学质量发生微小变化时,所产生不同振动状态模式会导致光谱形态改变或吸收峰位置上移等表观现象,在纵向上呈现出直接相关关系。通过使用计算机处理数据可以快速得到一些精确且适应多种折射率和孔径大小范围的普遍方程。

3.在工业界内FT-IR设备通常需要较高投资,并且耗材费用昂贵周期长时间 ;然而早于1970年之前电容调制器已经被广泛采用作“IR”装置来获取若干类型数字数据,虽然称不上真正意义上流行但仍有其实验价值。

傅里叶红外光谱图吸收峰

最后我们看下未加修饰样品FT-IR谱图所显示出的典型吸收峰——

这份图片来自于一篇题为《红外光谱解析寻找油茶籽粕中植物多酚类和脂肪酸成分》的学术论文,它描绘了在1200~1800 cm^-1波数区间内产生频率位移的特殊模式。 具有明显含氧、含碳或双键等字符化学结构常被指定一些标志性高强度吸收带,例如苯环极难消失的芳香族C-H伸缩振动(1605-1619cm^-1 )以及羧基对称和非对称伸缩振动(1396、1714cm^-1),也可以利用某些计算工具校准出其他重要信息如次级结构异构体特征。其中平面三角形配位与硝基团烷基集中起来可带来大幅强化效应。

总之

红外吸收光谱和傅里叶红外光谱在核心原理上没有本

微信号:Leeyo931201
咨询采购,报价(傅里叶红外光谱,应急,非道路,污染源排放,温室气体等检测,定量),请点击下方按钮。
复制微信号

发表评论

发表评论:

18893790697 扫描微信 656823624