紅外基礎(chǔ)知識(shí)

紅外基礎(chǔ)知識(shí)第一頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用環(huán)境污染檢測(cè)(污染物)食品衛(wèi)生檢測(cè)（食品、藥品)突發(fā)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)（化學(xué)危險(xiǎn)品）職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)（粉塵、纖維）制造業(yè)工藝流程控制（衍生物）第二頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光區(qū)和微波區(qū)之間的電磁波譜（波長(zhǎng)在0.78～300μm）近紅外區(qū)：波長(zhǎng)在0.78～2.5μm（波數(shù)在12820～4000cm-1），又稱(chēng)泛頻區(qū)；中紅外區(qū)：波長(zhǎng)在2.5～25μm（波數(shù)在4000～400cm-1），又稱(chēng)基頻區(qū)；遠(yuǎn)紅外區(qū)：波長(zhǎng)在25～300μm（波數(shù)在400～33cm-1），又稱(chēng)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)。其中中紅外區(qū)是研究、應(yīng)用最多的區(qū)域。

紅外區(qū)的光譜除用波長(zhǎng)λ表征外，常用波數(shù)（wave

number）σ表征。波數(shù)是波長(zhǎng)的倒數(shù)，表示單位厘米波長(zhǎng)內(nèi)所含波的數(shù)目。關(guān)于紅外光第三頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用紅外光譜技術(shù)基礎(chǔ)紅外光譜又稱(chēng)分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，屬分子吸收光譜。樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收其中一些頻率的輻射，分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起偶極矩的凈變化，使振-轉(zhuǎn)能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強(qiáng)減弱，記錄百分透過(guò)率T%對(duì)波數(shù)或波長(zhǎng)的曲線，即紅外光譜。傅立葉紅外（FTIR）光譜儀是利用光的相干性原理而設(shè)計(jì)的干涉型紅外分光光度儀。第四頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用利用傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)的工作原理光源發(fā)出的紅外光經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變成干涉光，通過(guò)試樣后得到含試樣信息的干涉圖，由電子計(jì)算機(jī)采集，并經(jīng)過(guò)快速傅立葉變換，得到吸收強(qiáng)度或透光度隨頻率或波數(shù)變化的紅外光譜圖。第五頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用紅外光譜圖示例第六頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用利用傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)的系統(tǒng)構(gòu)成紅外光源干涉儀制樣裝置檢測(cè)器（數(shù)字/模擬）外部設(shè)備（計(jì)算機(jī)）軟件（分析軟件和譜庫(kù)）第七頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用干涉儀的工作原理干涉儀作用是將光源發(fā)出的光通過(guò)分束器分成2束，分別到達(dá)動(dòng)鏡和定鏡，通過(guò)動(dòng)鏡的移動(dòng)進(jìn)行傅立葉變換，產(chǎn)生干涉信號(hào)，因此干涉儀的穩(wěn)定性是決定儀器的穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

實(shí)現(xiàn)其性能的關(guān)鍵是動(dòng)鏡在快速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中光路不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如發(fā)生偏轉(zhuǎn)，定鏡與動(dòng)鏡的光路干涉信號(hào)降低，儀器的靈敏度降低。同時(shí)干涉儀應(yīng)具有抗振能力。

定鏡

x0-x分束器激光二極管He-Ne激光動(dòng)鏡第八頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用分束器功能及類(lèi)型

分束器則干涉儀的核心部分。其在儀器中的作用是將光源發(fā)出的光分成兩束，這兩束光通過(guò)動(dòng)鏡和定鏡的作用產(chǎn)生傅立葉變換。常見(jiàn)分束器類(lèi)型：KBr分束器（7800～375cm-1）ZSn分束器（6500～650cm-1）第九頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用制樣方法和制樣裝置選擇正確定制樣方式是獲得正確數(shù)據(jù)的關(guān)鍵！固體——壓片法透過(guò)制樣ATR衰減全反射進(jìn)樣其它制樣方法（熔融法、薄膜法、附著法、涂膜法）液體——液膜法液體池氣體——?dú)怏w吸收池第十頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用固體制樣方法的選擇ATR進(jìn)樣法：固體或粉末（食品、藥品、土壤等）——無(wú)需前處理，直接進(jìn)樣熔融法：熔點(diǎn)低且對(duì)熱又穩(wěn)定的試樣——加熱后凝固（熔樣成膜）薄膜法：可溶于低沸點(diǎn)溶劑中的試樣——溶劑揮發(fā)（溶樣成膜）附著法

：高分子物質(zhì)，結(jié)晶性物質(zhì)或象細(xì)菌膜那樣的生物體試樣——溶劑蒸發(fā)（附著層）涂膜法

：對(duì)于那些熔點(diǎn)低、在熔融時(shí)又不分解、升華或發(fā)生其它化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)——直接熔融涂抹第十一頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用圖譜解析根據(jù)實(shí)際上測(cè)繪的紅外光譜所出現(xiàn)的吸收譜帶的位置、強(qiáng)度和形狀，利用基團(tuán)振動(dòng)頻率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，來(lái)確定吸收譜帶的歸屬，確認(rèn)分子中所含的基團(tuán)或鍵，并進(jìn)而由其特征振動(dòng)頻率的位移、譜帶強(qiáng)度和形狀的改變，來(lái)推定分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜嗎？——利用圖譜分析軟件！第十二頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期五傅立葉紅外技術(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用揮發(fā)性毒物氰化物氰化鉀氰化鈉氫氰酸亞鐵氰化鉀乙腈丙稀腈乙醇和甲醇酚和甲酚苯胺乙醚氯仿和氟烷非揮發(fā)性毒物安眠藥巴比妥類(lèi)非巴比妥類(lèi)吩噻嗪類(lèi)生物堿鴉片生物堿番木鱉生物堿喹寧阿托品農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥有機(jī)磷農(nóng)藥氟乙酰胺敵鼠溴氰菊酯化學(xué)毒劑硫酸二甲酯氯