傅里叶变换红外光谱法操作的常见问题及注意事项.
傅里叶变换红外光谱法操作的常见问题及注意事项
1. 压片法 KBr 的处理和保存
压片使用的 KBr 不一定要光谱纯的, 国外也常常使用分析纯的。但是必须注意以下几点:①选择正规的产品 , 有水份是没有关系的 , 关键是没有无杂质, 尤其是有机物峰。还有 SO42-, NO3-等。可以先做个红外看看纯度。
②如果符合要求的话 . 可以处理一大批 KBr 。首先用干净的玛瑙研钵仔细研磨细 , 然后在 120℃烘干 24h ,或马弗炉中 400℃烧 30分钟 , 置于专用的干燥器中冷却。
③再做个 KBr 红外 , 看看吸收 . 如果没有特殊吸收,就放干燥器中,可以统一保存。
④另外使用个小称量瓶和专用药勺,取出一小部分 KBr 供平常使用,与统一保存的 KBr 要分开。保存的 KBr 要尽量减少开启次数。
⑤做红外的 KBr 一定要专用, 不要和其它实验合成的混用。药品遵循只许出, 不许进的原则。处理过的 KBr 也是这样,以免污染。
⑥使用光谱纯的也可 , 但也要进行上述处理。
⑦打破的,做液体的溴化钾单晶片纯度很高,不要扔掉破碎的溴化钾片,可以用来压片。 2. 液膜 KBr 晶片的处理
溴化钾单晶片盐片用时间久了,不太透明或不平整,有几个办法可以彻底处理 :
①可以用附带的抛光附件抛光。
②可以先用最细的金相 (颜色最淡的那种 , 物理系常常有砂纸抛光 , 然后再用平绒布面上蹭。③国外有用一份蒸馏水 +5份异丙醇混和 , 先滴加在绒布面抛光 , 然后迅速转移在干燥的绒布面上蹭 . 效果也很好。
处理时一定要带好手套,避免手上湿气的侵蚀。
3. 操作注意事项
a. 理论上,研磨的粒度要小于其红外光的波长,这样才能避免产生色散谱。注意研磨过程尽量不要吸收水分,不要对着样品呼气。
b. 做红外放样品时候,注意轻开轻关样品室,同时不要面对样品室呼气,可以使背景的吸收扣的很好。
c. 擦洗盐片要由里向外,有机溶剂,比如丙酮不要沾的很多。
d. 液体样品要控制好厚度。
e. 手洗干净和干燥是很重要的。
4. 一些特殊样品的处理方法
a. 有些在溶液中生成的样品,如配合物一类等,不易提取出来。可以把溶液滴加在的 KBr 中干燥,研磨。如果样品不怕加温,可以加温干燥后测试。如果样品不能加温,可以待溶剂挥发后,再放入干燥器中自然干燥后再测红外。
b. 有些含水的样品,如果没有氟化钙的盐片,可以用 KBr 粉末压片,把样品滴加在上面,测完后抛弃。
c. 平时用坏了的 KBr 片,比如摔裂的半个片都行,专门用来测含水样品。如果光面不好了, 可以用异丙醇 5份加水 1份,滴加在绒布上抛光后使用。
d. 根据样品的特点来处理样品。
举个例子,轮胎橡胶制品无法研磨,一般压片法很难制样。 1. 普通制样方法得到的谱图透过率差,看不到特征吸收。 2. 使用全反射方法测全反射红外谱,不仅需要附件,而且由于橡胶制品是黑色的,得到的谱图效果也差, 即使放大以后的谱图 ,吸收峰透过率仍然在 98%-100%。而且样品的平坦度不够,不成形,不平整就无法做。
3. 采用普通的压片方法, 利用溶剂溶解加研磨混合制样的方法,对比了不同几种溶剂,达到了较为满意的效果。 5. 一些异常谱带的介绍
波数化合物或结构来源
668 CO2 大气中 CO2吸收,正或负
697 聚苯乙烯磨损的聚苯乙烯瓶子或其他机械处理样品过程中
719 聚乙烯实验室中常使用聚乙烯产品,有时候作为污染物出现 730 聚乙烯同上
787 CCl4 使用 CCl4后没有处理干净
794 CCl4 CCl4气体,同上
823 KNO3 无机硝酸盐与溴化钾反应物
837 NaNO3 氧化氮与窗片上的水汽生成,光源点燃有时候出现
980 K2SO4 无机硫酸盐与溴化钾离子交换的反应物
1110-1053 Si-O 使用玻璃研钵,由玻璃粉末引起的谱带,宽峰
1110 Me-O 研钵或其它物品的灰尘造成的污染,宽
1265 Si-CH3 使用硅树脂有此污染
1365 NaNO3 同 837
1380,1450
2800-2900 (CH2n 烃类物质
1378 NO3- 溴化钾的杂质,与 CH3位置相近
1428 CO32- 溴化钾的碳酸盐,及其它杂质
1613-1515 ﹥ COO- 碱金属卤代盐,溴化钾与羧酸反应生成的羧酸阴离子引起,压片时能产生
1639 H2O 少量夹带水的吸收
1764-1696 >C=O 药品的瓶盖,涂层,增塑剂等等的污染
1810 COCl2 氯仿暴露在空气中,或日光氧化生成少量光气的谱带 1996 BO3- 碱金属卤代盐, NaCl 中的偏硼酸离子引起
2326 CO2 CO2吸收
2347 CO2 正或负的大气中 CO2吸收
3450 H2O 压片中 KBr 含的微量水的谱带,宽,常见
3650 H2O 石英管出现附着水引起的锐谱带
3704 H2O 近红外区厚吸收池使用四氯化碳或烃类溶剂中非缔合水的 -OH 吸收,谱带锐
6. 一些红外透光材料介绍
选择红外透光材料要根据测定波长, 机械强度, 稳定性和经济性来考虑, 文献报导的透光材料很多,但是实际应用的并不太多。
? 溴化钾 KBr ;易潮解,透过波长 7800-400cm-1, (25um 以下透过率大于 92%,不易低温。
? 氯化钠 NaCl ;易潮解,透过波长 500-625cm-1, (2-16um 不易低温。
? 氟化钙 CaF 2;不易潮解 , 透过波长 7800-1100cm-1 (1-9um,透过率大于 90%,不耐机械冲击。
? 氟化镁 MgF2;不易潮解,透过波长 0.11-8.5um ,透过率大于 90%
? 氟化钡 BaF2;不易潮解,透过波长 7800-800cm (1-12um透过率大于 90%
? 金刚石;碳的一种 , 有Ⅰ型和Ⅱ型两种 , 透光波长 10cm-1, (1000um。它们在 4-6um (2300-1660cm-1 有吸收 , Ⅰ型还在 19-22um 和 7-11um 有两个吸收带 , 据此可以鉴别金刚石的类型。
? 锗 Ge ;纯度越高透光越好,透光性受纯度和厚度的影响。 23um 和 40um 以外可以使用, 在 120℃时不透明。
? 硅 Si ;耐机械和热冲击,可达 15um ,但是在 9um(1110cm-1时有一吸收带 .
? 热压块;用红外晶体的粉末加压成型 , 有 MgF2, ZnS,CaF2, ZnSe,MgO 等等,混合热压块的机械性能超过晶体。
? 塑料; 高密度聚乙烯在 20-1000um 的远红外区可以使用, 还有聚乙烯, 聚四氟乙烯等薄片也可以使用。
? 氯化银 AgCl ;软,不易破裂, 435cm-1(23um 以下 ,易变黑,贵。
? 溴化银 AgBr ;软,不易破裂, 285cm-1(35um 以下 ,作为全反射材料。
? 硫化锌 ZnS ;不易潮解,透过波长 7800-700cm-1, (1-14um 透过率大于 85%
? 溴 (碘化鉈 KRS-5; TiI58%和 TiBr42%混晶, 不易裂, 透过波长 7800-200cm-1, (1-50um , 透过率大于 92%,折射率高,全反射材料,贵,有毒。
? 硒化锌 ZnSe ;不易潮解,透过波长 7800-440cm-1, (1-23um ,透过率大于68% ? 石英 SiO2;不易潮解,透过波长 190nm-4.5um ,透过率大于 92%
? 氟化锂 LiF ; 120-7000cm-1,易潮解变形
? 砷化镓 GaAs ; 2-14um ,耐擦拭,可代替硒化锌。