红外光谱 仪器
使用红外光谱仪的注意事项有哪些
使用红外光谱仪的注意事项有哪些红外光谱仪简介红外光谱仪是一种化学分析仪器，主要基于物质吸收红外辐射的原理，通过对待测样品在红外辐射下的反射、透射、散射等过程进行分析，进一步分析出物质的化学成分和结构。
红外光谱仪在各种化学、材料、医疗、食品、环保等领域都得到了广泛应用。
使用红外光谱仪的注意事项1.安全防护使用红外光谱仪时需戴上适当的防护眼镜，以防红外辐射对眼睛造成伤害。
同时，应注意维护设备周围的通风环境，保持仪器正常温度，避免因过热引起的危险事故。
2.样品制备使用红外光谱仪前，需要对样品进行精细细分，不同的物质需要采用不同的样品处理方法，例如化合物样品需要进行成膜或压片，而其他液态或气态样品可以直接涂布在IR片上。
制备好的样品应放置在避光处，防止样品因光照或温度波动产生变化。
3.仪器设置在使用红外光谱仪前，需要先进行仪器的设置。
第一步是将样品放置到样品室中，并调整光路的位置，将一个IR片放置在样品槽口上。
接着选定光谱扫描范围、扫描速率、光谱分辨率等参数，最后开启光谱扫描，将光谱曲线显示出来。
4.数据分析得到光谱数据后，需要对数据进行分析处理。
一般采用比对法，将样品光谱和标准光谱库中的光谱曲线比对，结合化学识别技术，对分析结果进行判断和鉴定。
在分析前需保证样品与标准的匹配程度，将匹配程度调整到最优，以获得更加准确的分析结果。
5.仪器维护为确保仪器的正常运行，需要对红外光谱仪进行维护保养。
使用后应清洗样品槽、光路和IR片等关键部件，以确保下次使用时的干净和无杂物。
同时保持设备的定期维护，在设备使用期间需进行保养，检修和更换磨损部分。
操作人员需要严格按照操作手册进行操作，避免对设备产生不必要的伤害。
总结红外光谱仪是一种常用的化学分析仪器，通过对物质的红外辐射吸收特性进行分析，可广泛应用于化工、化学、医疗、生物科技、土地开发、材料研究等领域。
在使用红外光谱仪时，需要注意事项如下：安全保护、样品制备、仪器设置、数据分析和仪器维护。
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪是一种利用红外光谱技术来测试物质或物质表面的一种仪器。
它的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外光谱仪主要有两种工作方式：吸收光谱和反射光谱。
吸收光谱是利用物质吸收红外光的能量来分析物质的性质，反射光谱是利用物质反射红外光的能量来分析物质的性质。
红外光谱仪应用非常广泛，主要应用在化学、石油、农业、食品、医药、环境、生物等领域。
如分析石油中的含量，鉴定药物成分，检测食品中毒素，监测环境污染等。
红外光谱仪的原理
红外光谱仪的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外线是一种电磁波，其频率在可见光之外，波长在700纳米到1纳米之间。
当红外线照射到物质上时，物质中的分子会吸收其中的能量。
每种物质都有其特有的吸收光谱，因此可以利用这些吸收光谱来分析物质的性质。
红外光谱仪通常包括一个红外光源、一个分光仪、一个探测器和一个计算机控制系统。
红外光源发出红外线，分光仪将红外线分成不同波长的光束，探测器检测物质对不同波长的吸收程度，计算机控制系统将检测数据处理成可视化的光谱图。
红外光谱仪还可以进行反射光谱和透射光谱的测试，其原理是一样的。
反射光谱是利用物质对红外线的反射能力来分析物质的性质。
而透射光谱是利用物质对红外线的透射能力来分析物质的性质。
红外光谱技术是一种非接触式的分析方法，不会对样品造成破坏，可以在试样的原始状态下进行测试，因此被广泛应用于各种领域。
红外光谱仪的工作原理与应用
红外光谱仪的工作原理与应用红外光谱仪（Infrared Spectrometer）是一种重要的分析仪器，广泛应用于物质的表征和定性分析领域。
它利用物质与红外辐射的相互作用，通过检测光谱图像，得到物质的特征信息。
本文将详细介绍红外光谱仪的工作原理与应用。
一、工作原理红外光谱仪的工作原理基于物质对红外辐射的吸收特性。
红外辐射由红外光源产生，经过样品后，被红外探测器接收。
探测器将吸收的红外辐射信号转化为电信号，进而得到光谱图像。
1. 光源红外光谱仪常用的光源包括炽热丝灯、硅化钨灯和Nernst灯等。
不同类型的光源适用于不同的红外波段，可以提供适合的辐射强度和波长范围。
2. 样品样品置于红外光源与探测器之间，红外辐射通过样品后会发生吸收、散射和透射等过程。
样品的化学结构、纯度和浓度等特性会影响其对红外辐射的响应特点。
3. 分光装置分光装置用于将入射的红外光分解成不同波长的光束，以获取样品吸收光谱。
常见的分光装置包括棱镜和光栅，它们具有不同的光谱分辨率和波长范围。
4. 探测器红外探测器将样品吸收的红外光转化为电信号。
常用的红外探测器包括热偶极化物（如热电偶、热电阻）、半导体和光学检测器（如光电二极管、荧光探测器）等。
5. 数据采集与处理探测器输出的电信号通过数据采集系统进行数字化处理，得到样品的红外吸收光谱。
数据处理包括数据滤波、峰识别和谱图解析等步骤，以提取样品的化学信息并进行定性或定量分析。
二、应用领域红外光谱仪在众多领域发挥着重要作用，以下将介绍其几个主要应用领域。
1. 化学分析红外光谱仪可用于化学物质的分析和鉴别。
每种化学物质都有独特的红外吸收谱，通过与已知物质的光谱图进行比对，可以快速确定未知物质的成分和结构。
2. 药物研究红外光谱仪在药物研究中有广泛应用。
通过红外光谱技术，可以对新型药物进行结构表征和质量控制，同时还可以研究药物与载体的相互作用以及释放行为等。
3. 食品安全红外光谱仪可以用于食品中有害成分的检测与分析，如重金属、农药残留和添加剂等。
红外光谱仪的组成部件及作用
红外光谱仪的组成部件及作用
红外光谱仪是一种用于测量红外光的仪器，广泛应用于化学、物理、生物、医药等领域。
它主要由以下几个部件组成：
1.光源系统：红外光谱仪的光源系统主要是用来提供红外光，以照射样品并产生光谱。
通常使用的光源有气体放电灯、激光等。
2.样品室：样品室是放置样品的区域，它需要保持干净、干燥，并且具有可重复使用的能力。
样品可以是固体、液体或气体，其大小和形状应适应样品室的大小和形状。
3.光谱仪：光谱仪是红外光谱仪的核心部分，它可以将光源发出的红外光照射到样品上，并将样品产生的光谱收集起来。
光谱仪通常由光栅、反射镜、狭缝等组成。
4.检测器：检测器是用来检测样品产生的光谱并将其转化为电信号的装置。
通常使用的检测器有光电倍增管、热电偶等。
5.数据处理系统：数据处理系统是用来处理检测器检测到的电信号并将其转化为光谱数据的系统。
它通常包括放大器、滤波器、ADC （模数转换器）等。
6.真空系统：真空系统是用来保持样品室内的真空度的系统。
在红外光谱仪中，为了避免样品受到空气的影响，通常需要将样品室抽成真空。
7.控制系统：控制系统是用来控制红外光谱仪各个部件的操作和工作的系统。
它通常包括计算机、控制器、执行器等。
8.计算机系统：计算机系统是用来控制红外光谱仪的工作和数据
处理的系统。
它通常包括计算机硬件、软件等。
以上是红外光谱仪的主要组成部件及其作用。
这些部件协同工作，使得红外光谱仪能够测量样品的红外光谱并进行分析。
红外光谱仪的原理及应用方法
红外光谱仪的原理及应用方法1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种用于分析样品中化学物质的仪器。
它基于红外光谱技术，通过测量样品在红外光波段的吸收特性，来确定样品中的化学物质的成分和结构。
红外光谱仪的原理主要包括以下几个方面：•红外辐射源：红外光谱仪使用的红外辐射源通常为热电偶或钨丝灯。
这些辐射源能够产生红外光波段的辐射光。
•样品室：红外光谱仪的样品室通常是一个封闭的空间，用于放置样品和测量光的传输。
样品室通常可以保持恒定的温度和湿度，以确保准确的测量结果。
•光学系统：红外光谱仪的光学系统主要包括红外光源、样品和检测器。
光源发出的红外光通过样品，被检测器接收并转换为电信号。
•检测器：红外光谱仪的检测器通常是一种能够测量红外光强度的器件。
常见的检测器包括热电偶、半导体探测器和光电倍增管。
检测器接收到的光信号经过放大和处理后，可用于生成红外光谱图。
•数据处理：红外光谱仪的数据处理部分主要包括光谱图的绘制和分析。
通过对光谱图进行峰值分析、峰位标定和谱图匹配，可以确定样品中的化学物质的种类和含量。
2. 红外光谱仪的应用方法红外光谱仪在化学、生物、医药、环保等领域有着广泛的应用。
下面列举几种常见的应用方法：2.1 定性分析红外光谱仪可以通过样品在红外光谱范围内的吸收特性，确定样品中存在的化学官能团和化学键。
通过与已知化合物的光谱图对比，可以判断未知样品的化学成分和结构。
2.2 定量分析红外光谱仪也可以用于定量分析。
通过测量红外光谱图中特定吸收峰的峰值强度与样品中物质浓度的关系，可以建立定量分析模型。
这种方法对于含有特定官能团的化合物的定量分析非常有效。
2.3 有机物鉴定红外光谱仪可以用于有机物的鉴定。
不同有机物在红外光谱图上有特征性的吸收峰，可以通过识别和比对特征峰来确定样品中有机物的种类和含量。
2.4 质谱结合将红外光谱仪与质谱仪结合可以得到更为详细的化学信息。
红外光谱提供了化学键类型和官能团的信息，而质谱则可以确定特定化合物的分子量和分子结构。
红外光谱分析仪基础知识
用于研究生物分子结构和功能，辅助药物研发和 疾病诊断。
3
农业领域
检测农产品中的营养成分和农药残留，保障食品 安全。
行业标准与规范建立
制定统一的仪器性能评价标准
01
规范不同厂商生产的红外光谱分析仪的性能指标。
建立数据共享与互操作标准
02
促进不同仪器之间的数据交换与共享，提高分析结果的可靠性。
样品不纯
采用纯度较高的样品进行 测试，或采用内标法进行 校正。
光谱干扰
检查光谱图是否存在其他 物质的干扰，如水蒸气、 二氧化碳等。
仪器误差
定期对仪器进行校准，确 保仪器性能稳定。
样品制备技巧与注意事项
样品量控制
根据测试需求选择合适的样品量，避免过多或过少。
样品处理
对于不透明的样品，需要进行适当处理以获得准确的 光谱图。
制定安全操作与维护规范
03
确保仪器使用过程中的安全，延长仪器使用寿命。
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应用领域与优势
应用领域
化学、医药、食品、环保、农业、能源等领域。
优势
能够快速准确地分析物质成分和结构，提供丰富的分子结构和化学信息，有助 于科研和生产过程中的质量控制、产品开发以及环境监测等。
02 红外光谱分析仪的基本组 成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光源系统
总结词
光源系统是红外光谱分析仪的核心部分，负责产生入射到样品的光线。
工作原理
当红外光与物质相互作用时，物质分 子吸收特定波长的红外光，产生分子 振动和转动能级跃迁，通过测量吸收 光谱，可以分析物质成分和结构。
分类与特点
分类
根据应用领域和测量精度，红外 光谱分析仪可分为傅里叶变换红 外光谱仪、色散型红外光谱仪、 光声光谱仪等。
红外光谱仪工作原理
红外光谱仪工作原理
红外光谱仪（FTIR）是一种用于分析物质的仪器，它基于红
外光谱的工作原理。
红外光谱是指在红外波段的电磁辐射，其波长范围约为0.78-1000微米。
红外光谱仪的工作原理涉及三个主要部分：光源，样品和探测器。
首先，光源产生一束宽频谱的红外光。
常用的红外光源有石英灯、钽灯和硅灯等。
这些光源具有特定的波长范围，并且能够在几乎所有的红外区域发射光线。
其次，红外光通过样品。
样品可以是固体、液体或气体。
当红外光通过样品时，样品中的分子会吸收特定波长的红外光，形成一个吸收光谱。
不同的化学物质对红外光的吸收方式和程度各不相同，因此通过分析吸收光谱可以确定样品的组成。
最后，探测器接收通过样品后的红外光，并将其转换为电信号。
常用的红外光谱仪探测器有热电偶、半导体探测器和光电二极管等。
这些探测器灵敏度高，能够将红外光信号转换为可测量的电信号。
红外光谱仪通过将样品的吸收光谱与一个参考光谱进行比较，可以确定样品的成分和结构。
通常使用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR），它可以同时测量多个波长的红外光，提供高分辨
率和更准确的结果。
红外光谱仪广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的研究和分析。
它可以帮助科学家们研究物质的结构、功能和反应机理，在医药、环境监测、食品安全等领域也有重要的应用。
红外光谱仪的原理和应用
红外光谱仪的原理和应用1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种能量分析仪器，可用于研究和分析材料的分子结构、化学成分和功能。
红外光谱仪基于材料对红外光的吸收和发射特性进行测量和分析。
1.1 红外光的特性红外光是电磁波谱中的一部分，具有比可见光波长更长的波长。
红外光的波长范围通常为0.78至1000微米（μm），可进一步分为近红外、中红外和远红外三个区域。
1.2 材料吸收红外光的原理当材料暴露在红外辐射下时，它会吸收红外光中特定波长的能量。
这是因为红外辐射能够引起材料中原子和分子之间的振动和转动。
不同的化学键和各种功能基团具有特定的振动频率，这些频率与吸收红外光的波长相对应。
1.3 红外光谱仪的工作原理红外光谱仪包括光源、样品室、光学系统、检测器和数据处理部分。
下面是红外光谱仪的工作原理的基本步骤：1.光源发出宽谱的红外光；2.红外光通过光学系统进入样品室；3.样品室中的样品吸收一部分红外光，其余部分被透过；4.透过的红外光进入检测器，被转换成电信号；5.检测器将电信号发送给数据处理部分进行处理和显示。
2. 红外光谱仪的应用红外光谱仪在许多领域具有广泛的应用，包括材料科学、化学、生物医学、环境科学等。
以下列举了红外光谱仪的一些主要应用：2.1 物质鉴定和分析红外光谱仪能够通过测量材料的红外吸收谱来鉴定和分析物质的结构和组成。
通过与已知谱图进行比较，可以确定未知物质的成分。
这在药物分析、食品安全检测、环境监测等领域非常有用。
2.2 药物研发红外光谱仪在药物研发中起着重要的作用。
它可以用于分析药物的纯度、结构和功能基团，以确保药物的质量和有效性。
此外，红外光谱仪还可以用于药物微胶囊的监测和释放行为的研究。
2.3 生物医学研究红外光谱仪在生物医学研究中用于研究生物分子的结构和功能，例如蛋白质、核酸和糖类。
通过红外光谱仪的分析，可以获取关于分子结构、折叠状态以及与其他分子的相互作用信息，这对于理解生物分子的生理和病理过程非常重要。
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试样的制备
对试样的要求 1）试样应为“纯物质”（>98%），通
常在分析前， 样品需要纯化。 2）试样不含有水（水可产生红外吸
测量时间短：在不到一秒钟的时间内可以得到一张谱图，比色散型 光栅仪器快数百倍；可以用于GC-IR联用分析。
分 辨 率 高：波数精度达到0.01cm-1。 测量精度高：重复性可达0.1%。
杂散光小：小于0.01%。
灵敏度高：在短时间内可以进行多次扫描，多次测量得到的信号进 行累加，噪音可以降低，灵敏度可以增大，10-9~10-12g。
• 腈类化合物，C-N叁键伸缩振动出现在23002220厘米-1，波数比炔烃略高，吸收强度大。
芳香烃
振动类型
波数（cm-1）
说明
芳环C-H伸缩振 动
骨架振动
C-H弯曲振动 （面外）
3050±50
强度不定
1600，1500， 1580（共轭）
910~650
峰形尖锐，通常为4 个峰，但不一定同时
出现
随取代情况改变
13333~4000 分子振动
中红外 2.5~25 4000~400
分子振动转动
远红外 25~1000 400~10 分子转动
近红外光谱区：
❖ 低能电子能级跃迁
❖ 含氢原子团：-OH、 -NH、-CH伸缩振动的 倍频吸收峰
❖ 稀土及过渡金属离子 配位化学的研究对象
❖ 适用于水、醇、高分 子化合物、含氢原子 团化合物的定量分析
红外光谱与紫外光谱的区别
• 紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有 共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些 无机物的定性分析，不适用于饱和有机 化合物。红外吸收光谱法不受此限，在 中红外区，能测得所有有机化合物的特 征红外光谱，用于定性分析及结构研究 ，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱 ，除此之外，红外光谱还可以用于某些 无机物的研究。
红外光谱的分区
• 400-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。 • 2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸
缩振动区 • 2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区 • 1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振
动的信息
红外图谱的解析步骤
• 1.化合物类型的判断 有机物和无机物 饱和化合物与不饱和化合物 烯烃或芳烃
红外吸收光谱法：
分子的振动、转动 基频吸收光谱区
应用最为广泛的 红外光谱区
远红外光谱区：
❖ 气体分子的转动能级跃迁
❖ 液体与固体中重原子的伸 缩振动
❖ 晶体的晶格振动
❖ 某些变角振动、骨架振动 -异构体的研究
❖ 金属有机化合物、氢键、 吸附现象研究
该光区能量弱,较少用于分析
分子吸收红外辐射的条件
• 1. 红外光的频率与分子中某基团的振动 频率一致。根据振动光谱的跃迁选率， 当红外辐射的能量刚好满足振动跃迁所 需的能量时，即可能发生振动跃迁，产 生红外吸收。
测定光谱范围宽：10000~10cm-1, 1~1000μm。
典型官能团的红外光谱
• 饱和烃 • 不饱和烃 • 芳香烃炔键C-H伸缩振动：3340-3300厘米-1，波数高 于烯烃和芳香烃，峰形尖锐。
• C-C叁键伸缩振动：2100厘米-1 ，峰形尖锐， 强度中到弱。干扰少，位置特征。末端炔基该 吸收强。分子对称性强时，该吸收较弱。
收且可侵蚀盐窗）； 3）试样浓度或厚度应适当，以使T在
合适范围。
红外光谱的测定方法
• 固体样品：溴化钾压片法 糊状法（加石蜡油 Nujol调成糊状) 溶液法（溶剂CS2, CCl4 ,CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物）
液体样品：液膜法 溶液法（水熔液样品可用AgCl池子）
• 气体样品：气体样品槽法
• 2. 只有能使分子偶极矩发生变化的振动 形式才能吸收红外辐射。
红外光谱图
• 红外光谱表示法： 横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm） 纵坐标常用百分透过率T%表示
• 从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong),
羰基化合物的C=O伸缩振动吸 收峰位置
化合物类型
吸收峰位置（cm-1）
醛
1735-1715
酮
1720-1710
酸
1770-1750
酯
1745-1720
酰胺
1700-1680（酰胺“I”峰）
酸酐
1820和1760
红外图谱解析
• 红外光谱的分区 • 红外标准谱图及检索 • 红外图谱的解析步骤 • 红外图谱的解析实例
红外吸收光谱
• 资料查询：xxx • PPT制作： xxx
• 演讲人：xxx
• 一 红外光谱的基本概念 • 二 红外光谱仪及测定方法 • 三 傅里叶变换红外吸收光谱仪 • 四 典型官能团的红外光谱 • 五 红外图谱解析
定义
• 红外光谱又称分子振动-转动光谱，属分 子吸收光谱。样品受到频率连续变化的 红外光照射时，分子吸收其中一些频率 的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的 净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发 态，相应于这些区域的透射光强减弱， 记录百分透过率T%对波数或波长的曲线 ，即红外光谱。
应用
• 分子结构的基础研究 ：测定分子的键长 、键角推断分子的立体构型；根据所得 的力常数知道化学键的强弱，等等。
• 化学组成分析 ：根据光谱中吸收峰的位 置形状推断某种位置物结构；可以进行 定量分析和纯度鉴定。
红外光谱的区的划分
波谱区 波长/m 波数/ cm-1 跃迁类型
近红外(泛频) 0.75~2.5
傅里叶变换红外光谱
傅里叶变换红外吸收光谱仪
Fourier Transform Infrared Spectrometer
1．组成结构框图及工作原理
FT-IR
光源
迈克尔逊干涉仪
吸收池
分
干涉图
束
器
检测器
傅里叶变换
红外吸收光谱图
数据处理 仪器控制
2.傅里叶变换红外吸收光谱仪的特点
由于傅里叶变换红外吸收光谱仪可以在任何测量时间内获得辐 射源所有频率的所有信息，同时也消除了色散型光栅仪器的狭缝对 光谱通带的限制，使光能的利用率大大提高，因此具有许多优点。