高分子材料分析法
高分子材料成分分析

高分子材料成分分析高分子材料是一类由大量重复单元组成的材料,其主要成分是由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子化合物。
在工业、日常生活中,高分子材料被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等领域。
对于高分子材料的成分分析,不仅可以帮助我们了解其基本结构和性质,还可以指导材料的合成、改性和应用。
本文将从高分子材料的成分分析方法、常见成分及其性质等方面进行探讨。
一、成分分析方法。
1. 元素分析法。
元素分析法是一种常用的高分子材料成分分析方法,通过分析样品中各种元素的含量,来推断高分子材料的组成。
常用的元素分析方法包括化学分析法、光谱分析法、质谱分析法等。
2. 分子量分析法。
分子量是高分子材料的重要指标之一,分子量分析可以帮助我们了解高分子材料的聚合程度和分子链的长度。
凝胶渗透色谱法、粘度法、光散射法等都是常用的分子量分析方法。
3. 结构分析法。
结构分析是对高分子材料分子链结构和侧链结构进行分析的方法,包括核磁共振、红外光谱、拉曼光谱等。
二、常见成分及其性质。
1. 聚乙烯。
聚乙烯是一种常见的高分子材料,其主要成分是碳和氢。
聚乙烯具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,透明度高,具有良好的电绝缘性能,广泛应用于塑料制品、包装材料等领域。
2. 聚丙烯。
聚丙烯也是一种常见的高分子材料,其主要成分同样是碳和氢。
聚丙烯具有较好的耐热性、耐寒性和机械性能,被广泛应用于汽车零部件、纺织品、医疗器械等领域。
3. 聚氯乙烯。
聚氯乙烯是一种氯乙烯聚合而成的高分子材料,其主要成分是碳、氢、氯。
聚氯乙烯具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能,常用于管道、电线电缆、塑料门窗等领域。
4. 聚苯乙烯。
聚苯乙烯是一种常见的塑料,其主要成分是碳和氢。
聚苯乙烯具有良好的透明度、机械性能和加工性能,被广泛应用于电子产品外壳、食品包装等领域。
5. 聚醚。
聚醚是一类含氧的高分子材料,其主要成分是碳、氢、氧。
聚醚具有良好的柔软性、弹性和耐磨性,常用于弹簧、密封件、医疗器械等领域。
高分子材料分析方法

以下资料由华碧实验室整理收集高分子材料分析方法高分子材料作为一种重要的材料,经过约半个世纪的发展已在各个工业领域中发挥了巨大的作用。
高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料,又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。
除熟知的塑料、橡胶、纤维三大类合成材料外,还包括涂料、胶黏剂、液晶、离子交换树脂、生物医用高分子材料、复合材料以及各种高功能高分子。
高分子材料成分分析是通过多种分离技术,利用各种分析仪器进行表征,完成对待检样品的未知成分定性、定量分析的过程。
针对高分子材料的特点,分析方法也应具有一定的针对性,华碧实验室总结了以下几种对高分子材料成分分析常见方法,希望能为大家提供测试帮助。
一.GC-MS气相色谱-质谱联用法GC-MS主要用于高分子材料中助剂的分离、定性及定量。
一般是将高分子材料中的助剂与树脂分离后,通过气相色谱柱将不同助剂进行分离,再与质谱中标准谱图对照进行定性,结合标准样品进行定量。
高分子材料成分分析中,主要用来分析一些低沸点且热稳定性好的有机添加剂。
二.PY-GC-MS热裂解-气相-色谱质谱法PY-GC-MS采用热裂解器对有机聚合物体系进行高温裂解,通过对裂解片段进行气相色谱质谱测试,得到物质结构的片段信息,从而对聚合物单体进行定性分析或者了解样品裂解产物。
可分析涂料、橡胶、高聚物的组成、各组分含量及组分结构鉴定等。
另外也可以分析高分子材料中的一些添加剂。
三.DSC差示扫描量热法DSC是一种热分析法。
在程序控制温度下,测量输入到试样和参比物的功率差与温度的关系。
差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线,它以样品吸热或放热的速率,可以测定多种热力学和动力学参数,例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。
该法使用温度范围宽、分辨率高、试样用量少。
适用于无机物、有机化合物及药物分析。
高分子材料分析与测试

高分子材料分析与测试引言高分子材料是一类重要的工程材料,在各个领域有着广泛的应用。
为了确保高分子材料的质量和性能,对其进行准确的分析与测试是至关重要的。
本文将介绍高分子材料分析与测试的基本原理、常用方法和技术,并对其在实际应用中的重要性进行讨论。
1. 高分子材料的特性分析高分子材料具有许多特殊的性质,如高分子链结构、长链分子的柔性和高分子材料的热性能等。
为了准确分析和测试高分子材料的特性,我们需要运用一些常用的分析方法。
下面介绍几种常用的高分子材料特性分析方法:•红外光谱分析:红外光谱是一种常见的高分子材料分析方法,通过对材料吸收、发射或散射红外辐射进行分析,可以确定材料的化学成分和结构。
•热分析:热分析是一种通过加热样品并监测其温度和质量变化来分析材料热性能的方法。
常见的热分析方法包括热重分析(TGA)和差热分析(DSC)等。
•X射线衍射(XRD):XRD是一种通过测量材料对入射X射线的衍射情况来分析其晶体结构的方法。
通过XRD可以确定高分子材料的结晶性质和晶格参数。
•核磁共振(NMR):核磁共振是一种通过测量材料中核自旋的共振现象来分析材料结构和化学环境的方法。
在高分子材料分析中,NMR可以提供关于材料分子结构、分子量和链结构等信息。
2. 高分子材料的力学性能测试高分子材料的力学性能是评价其质量和使用性能的关键指标之一。
为了准确测试高分子材料的力学性能,常用的测试方法包括:•拉伸测试:拉伸测试是一种通过施加拉伸力来测量材料在拉伸过程中的力学性能的方法。
通过拉伸测试可以确定高分子材料的强度、延展性和弹性模量等指标。
•弯曲测试:弯曲测试是一种通过施加弯曲力来测量材料在弯曲过程中的力学性能的方法。
通过弯曲测试可以确定高分子材料的弯曲强度和弯曲模量等参数。
•硬度测试:硬度测试是一种通过在材料表面施加静态或动态载荷来测量材料硬度的方法。
常用的高分子材料硬度测试方法包括巴氏硬度和洛氏硬度等。
•冲击测试:冲击测试是一种通过施加冲击载荷来测量材料抗冲击性能的方法。
高分子材料的分析与表征

高分子材料的分析与表征高分子材料是现代工业和科学技术中不可或缺的重要材料之一。
它们可以广泛应用于各种领域,如制造塑料制品、合成纤维和涂料等等。
然而,对于高分子材料的分析与表征是一项相当重要的任务,因为这有助于了解高分子材料的结构性质,从而提高其性能并改进制造工艺。
一、高分子材料的分析高分子材料的分析是指在不影响材料性能的前提下,对材料进行化学和物理性质的分析。
这项工作主要包括材料的成分分析、微观结构分析和宏观性能测试。
其中,对高分子材料成分的分析是最常用的方法,它可以通过化学分析或物理分析来实现。
化学分析常用的方法有红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析等等。
红外光谱是一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于吸收和反射的分析技术,能够分析材料中的基团和官能团。
高分子材料中的不同成分所含有的基团和官能团都是不同的,所以红外光谱可以帮助我们确定材料的成分。
此外,红外光谱还能够检测出材料中的化学键和官能团的类型,从而确定分子结构,为接下来向材料中引入新化学基团提供有用信息。
核磁共振(NMR)是另一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于磁场和电磁波的分析技术,能够分析材料中的核自旋取向。
在高分子材料中,核自旋的取向会依赖于材料的分子结构和分子环境。
通过核磁共振技术,可以详细地了解材料分子的结构,从而改进材料的性能。
质谱就是一种基于分子质量的分析技术。
它是一种利用分子中原子的质量差异和元素分布来确定分子质量和组成的方法。
高分子材料经过化合反应、生产过程中可能会包含有机溶剂和配料,因此会含有一些未知化合物或杂质。
使用质谱技术可以对这些未知化合物和杂质进行鉴定,准确确定材料的组分。
元素分析主要是用来确定材料中的元素成分。
在高分子材料中,含氮反应物、含氧掺合物和食用和添加剂都可能会影响其性能。
因此,元素分析可以提供重要的信息来评估材料属性和其它的技术应用。
二、高分子材料的表征高分子材料的表征主要是指根据材料的微观形态和结构特征,进行结构表征、形态表征和性质表征,以便更好地了解高分子材料的性质和特性。
高分子材料的成分进行定性或者定量分析的方法

高分子材料的成分进行定性或者定量分析的方法1.红外光谱——官能团、化学组成光谱分析是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成,结构或者相对含量的方法。
按照分析原理,光谱技术主要分为吸收光谱,发射光谱和散射光谱三种;按照被测位置的形态来分类,光谱技术主要有原子光谱和分子光谱两种。
红外光谱属于分子光谱,有红外发射和红外吸收光谱两种,常用的一般为红外吸收光谱。
2. 紫外光谱——鉴别、杂质检查和定量测定光照射样品分子或原子时,外层电子吸收一定波长紫外光,由基态跃迁至激发态而产生的光谱。
紫外光波长范围是10-400nm。
波长在10-200nm范围内的称为远紫外光,波长在200-400nm的为近紫外光。
对于物质结构表征主要在紫外可见波长范围,即200-800nm。
在无机非金属材料的推送中已经详细介绍了相关原理,此次着重介绍其在高分子材料中的应用。
3. GPC——分子量及其分布主要用于聚合物领域;以有机溶剂为流动相(氯仿,THF,DMF);常用固定相填料:苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基本原理:GPC是一种特殊的液相色谱,所用仪器实际上就是一台高效液相色谱(HPLC)仪,主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、浓度检测器和计算机数据处理系统。
4. 质谱测试质谱是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。
质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息,将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。
在众多的分析测试方法中,质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。
质谱是提供有机化合物分子量与化学式的方便与可靠方法,也是鉴别有机化合物的重要手段。
5. X射线衍射(XRD)——确定高分子结晶性能X射线是一种波长很短(约为10-8~10-12米),介于紫外线和伽马射线之间的电磁辐射。
由德国物理学家伦琴于1895年发现。
X射线能够穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相胶乳感光、气体电离。
高分子材料分析技术

高分子材料分析技术引言高分子材料是一类重要的材料,其在现代工程和科学领域中得到广泛应用。
高分子材料的性能和特性对于实际应用至关重要,因此对于高分子材料的分析技术要求高效准确。
本文将介绍一些常用的高分子材料分析技术,包括红外光谱分析、热分析技术、物理性能测试以及表面分析技术。
红外光谱分析红外光谱分析是一种常见的高分子材料分析技术。
该技术利用红外光的吸收特性来研究材料的分子结构。
通过红外光谱仪可以获取样品在红外光区域的吸收谱图,从而得到材料的结构信息以及成分分析。
红外光谱分析可以用于确定材料的纯度、鉴定材料的类型和聚合物链结构等。
热分析技术热分析技术是利用材料在不同温度下的物理和化学变化来研究材料的性质和组成的一种分析方法。
常用的热分析技术包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)以及动态力学热分析(DMA)等。
这些技术可以测定材料的熔融温度、热稳定性、玻璃化转变温度以及热性能等。
物理性能测试物理性能测试是评估高分子材料性能的重要手段之一。
常见的物理性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
这些试验方法可以用于测量材料的力学性能,如强度、韧性、硬度等。
物理性能测试还可以评估高分子材料的耐磨性、耐热性、耐化学品性等。
表面分析技术表面分析技术用于研究材料的表面性质和表面结构。
常见的表面分析技术包括扫描电子显微镜(SEM)、能量散射谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)等。
这些技术可以观察和分析高分子材料的形貌、表面结构以及表面化学组成等。
表面分析技术对于研究高分子材料在不同环境下的表面性能和相互作用具有重要意义。
结论高分子材料分析技术是研究高分子材料性能和特性的关键工具。
红外光谱分析、热分析技术、物理性能测试以及表面分析技术是常用的高分子材料分析方法。
通过这些技术,可以获得关于材料结构、热性能、力学性能以及表面性质的详细信息。
这些分析结果对于高分子材料的研究和应用具有重要意义,有助于优化材料设计、改进材料性能以及开发新的高分子材料。
高分子成分定性及定量分析

高分子成分定性及定量分析简介高分子是由重复单元组成的大分子化合物,广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等领域。
高分子成分的定性及定量分析是确定高分子样品中各种成分的种类和含量的关键步骤。
本文将介绍几种常用的高分子成分定性及定量分析方法,并对其原理和应用进行详细阐述。
定性分析方法红外光谱法红外光谱法是一种常用的高分子成分定性分析方法。
它通过测量高分子样品在红外光谱范围内的吸收和散射情况,来判断样品中的各种成分。
每种化合物都有独特的红外吸收带,因此可以通过与已知标准样品的红外光谱对比,确定高分子样品中各种成分的存在与否。
核磁共振(NMR)法核磁共振法是一种高分子成分定性分析的精确方法。
NMR法通过测量高分子样品中核磁共振谱的特征,来确定样品中各种成分的种类。
NMR谱图可以提供高分辨率和高信噪比,可以准确识别高分子样品中的各种结构单元。
质谱(MS)法质谱法是一种高分子成分定性分析的灵敏方法。
它通过测量高分子样品中离子的质量-荷比,来确定样品中各种成分的种类。
质谱可以提供高分辨率和高灵敏度的分析结果,可以准确识别高分子样品中的各种成分。
定量分析方法色谱法色谱法是一种常见的高分子成分定量分析方法。
常用的色谱法有气相色谱(GC)和液相色谱(LC)。
色谱法基于样品分离原理,通过测量高分子样品中各种成分的峰面积或峰高,来确定其相对含量。
色谱法具有分离效率高、灵敏度高的特点,广泛应用于高分子成分定量分析。
热重分析(TGA)法热重分析法是一种高分子成分定量分析的热性能测量方法。
它通过加热高分子样品,测量其在不同温度下失重的情况,来确定各种成分的含量。
不同成分的失重温度和失重量不同,因此可以通过热重分析法来定量分析高分子样品中各种成分的含量。
标准曲线法标准曲线法是一种常用的定量分析方法。
它通过制备一系列已知浓度的标准样品,测量它们的响应值(如吸收光谱的吸光度),绘制标准曲线。
然后用待测样品测量得到的响应值在标准曲线上找到相应的浓度,从而确定高分子样品中各种成分的含量。
高分子材料分析

高分子材料分析高分子材料是一种重要的材料类别,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料具有独特的物化性质和结构特点,因此对其进行分析和表征十分重要。
高分子材料的分析方法多种多样,包括热分析、光谱分析、物理性能测试等。
其中,热分析是一种常见且有效的分析方法,常用的热分析方法包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等。
差示扫描量热法是一种通过测量物质在加热或冷却过程中吸热或放热的能量变化来研究其热行为的方法。
通过DSC可以得到材料的熔融温度、玻璃化转变温度、晶型转变等热性质参数,进而评估其热稳定性和热动力学特征。
热重分析法是通过测量材料在加热过程中质量的动态变化来研究其热行为的方法。
通过TGA可以得到材料的热降解温度、热稳定性、热分解特征等信息,进一步了解材料的热稳定性和热降解机理。
除了热分析方法,光谱分析也是一种常用的高分子材料分析方法。
光谱分析包括红外光谱、紫外可见光谱、核磁共振等。
红外光谱可以通过分析材料的吸收峰和波谷来确定材料的功能基团和化学结构,进而判断材料的成分和性质。
紫外可见光谱可以用于研究材料的电子能级和光吸收特性,对于染料等有色材料的分析和表征尤为重要。
核磁共振是一种通过分析材料中氢、碳等原子的核磁共振信号来确定材料分子结构和构象的方法,常用于有机高分子材料的表征。
物理性能测试是对高分子材料进行力学、热学、电学等性能测试的方法。
例如,拉伸试验可以用来测试材料的强度、弹性模量等力学性能参数;热膨胀试验可以用来评估材料的热膨胀性能;电导率测试可以用来研究材料的导电性能等。
通过物理性能测试,可以了解材料的基本物理性质和应用性能。
综上所述,高分子材料的分析方法多种多样,每种方法都有其独特的适用范围和优势。
通过综合应用这些分析方法,可以全面了解材料的组成、结构和性能,为高分子材料的合成设计和应用提供科学依据和技术支持。
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结构鉴定
傅里叶红外光谱
简单介绍FTIR的数学原理
周期性的运动可在两种域(Domain)中得到表征:一种表征域是表现 出周期性的域,例如,电(磁)场强度随时间(空间)的分布,就是在时 (空)域中表征光波的特征;另一种表征域是运动状态按某一周期性参 数(频率、波长、波数等)的分布,可统称为频域。这两种域表征同一 运动状态.可通过傅里叶变换(Fourier Transform,简称FT)相互转变 。通常所说的某种光的光谱是指该光包含的不同频率成分的强度按频 率的分布,因此光谱就是光在频率域中的表征。下图是某频率的两种 单色光分别在空间域(时域)和频域的表征。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外光谱仪各项指标的含义
A.光谱范围 红外的整个谱区的波长范围根据ASTM(American Society of Testing Materials,美国材料实验协会)定义为780-2526nm。而 在一般应用中大家往往把700-2500nm或700-2600nm作为近红 外谱区,并通常把它分为2段,700-1100nm的短波近红外谱区 和1100-3600nm的长波近红外诺区。短波近红外谱区更适合做 透射分析,故又叫近红外透射区,长波近红外谱区更适合做反 射或漫反射分析,也称之为近红外反射区。 仪器的波长范围指该红外光谱仪所能记录的光谱范围,它影 响能实现分析测试的项目,主要取决于仪器的光源种类、分光 系统、检测器类型和透光材料。专用的红外仪器往往只覆盖单 一波段,如美国Zeltex的ZXl01型手持式辛烷值分析仪用700- 1100nm的短波近红外谱区,AGMED公司的土壤快速分析仪用的 1650-2650nm的长波近红外谱区;而通用型的红外仪器往往覆 盖整个红外谱区。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
5、影响吸收谱带的因素还有分子外和分子内的因素:如溶剂不同, 振动频率不同, 溶剂的极性不同, 介电常数不同, 引起溶质分子振动 频率不同, 因为溶剂的极性会引起溶剂和溶质的缔合, 从而改变吸收 带的频率和强度。氢键的形成使振动频率向低波数移动、谱带加宽 和强度增强(分子间氢键可以用稀释的办法消除, 分子内氢键不随溶 液的浓度而改变)。
结构鉴定
激光拉曼散射光谱
拉曼光谱(Raman spectra),是一种散 射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家 C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应, 对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以 得到分子振动、转动方面信息,并应用于分 子结构研究的一种分析方法。
结构鉴定
激光拉曼散射光谱
拉曼光谱与红外光谱
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外吸收光谱在高分子材料分析中的要素
1. 谱带的位置;它代表某一基团的振动频率。 也是说明是否含有某一基团的标志。
2. 谱带的形状;这主要用于鉴定特殊基团的存 在(如:氢键和离子的官能团会产生很宽的 吸收谱带),如酰胺基的C=O和烯类的C=C 伸缩振动都出现在1650cm-1附近但酰胺基 团的羰基大多形成氢键,其谱带较宽。
高分子材料分析测试方法
2019-10
第一部分
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外光谱又称为分子振动转动光谱,它和紫外-可见光谱一 样,也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外 光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运 动引起偶极矩的净变化产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁,使相应于这些吸收区城的透射光强度减弱。记录红 外光的百分透射比与波数或波长关系的曲线,就得到红外光谱。 红外光谱法不仅能进行定性和定量分析,而且从分子的特征吸 收可以鉴定化合物和分子结构。
Raman散射与红外吸收方法机理不同,所遵守的选择定则也不同。 两种方法可以相互补充,这样对分子的问题可以更周密的研究。下图是 Nylon 66的Raman与红外光谱图
结构鉴定
激光拉曼散射光谱
拉曼散射光谱的特征
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一 样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转 动能级有关;
傅立叶变换红外光谱仪的结构
光源发出的光被分束器分为两束,一束经反射到达动镜,另一束经 透射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,从而产生 干涉。动镜作直线运动,因而干涉条纹产生连续的变换。干涉光在分束 器会合后通过样品池,然后被检测器(傅立叶变换红外光谱仪的检测器 有TGS,DTGS,MCT等)接收,计算机处理数据并输出。
2、扫描速度对红外谱图的影响: 扫描速度减慢, 检测器接收能量增加; 反之, 扫描速度加快, 检测器接收能 量减小。当测量信号小时( 包括使用某些附件时) 应降低动镜移动速度, 而在 需要快速测量时, 提高速度。扫描速度降低, 对操作环境要求更高, 因此应选 择适当的值。 采用某一动镜移动速度下的背景, 测定不同扫描速度下样品的吸收谱图, 随扫描速度的加快, 谱图基线向上位移。用透射谱图表示时, 趋势相反。所以 在实验中测量背景的扫描速度与测量样品的扫描速度要一致。
区域 近红外区(泛频区) 中红外区(基本振动区) 远红外区(转动区)
波长μm 0.75~2.5 2.5~25 25~1000
波数 cm-1 13158~4000 4000~400 பைடு நூலகம்00~10
能级跃迁类型 OH、NH及CH键的倍频吸收 分子振动,伴随转动 分子转动
结构鉴定
傅里叶红外光谱
傅立叶变换红外光谱仪的结构
4、数据处理对红外谱图质量的影: (1)平滑处理:
红外光谱实验中谱图常常不光滑,影响谱图质量。不光滑的原因除了样 品吸潮以外还有环境的潮湿和噪声。平滑是减少来自各方面因素所产生的 噪声信号, 但实际是降低了分辨率, 会影响峰位和峰强, 在定量分析时需特 别注意。
(2)基线校正: 在溴化钾压片制样中由于颗粒研磨得不够细或者不够均匀, 压出的锭片不 够透明而出现红外光散射, 所以不管是用透射法测得的红外光谱,还是用反射 法测得的光谱, 其光谱基线不可能在零基线上, 使光谱的基线出现漂移和倾斜 现象。需要基线校正时, 首先判断引起基线变化的原因, 能否进行校正。基线 校正后会影响峰面积, 定量分析要慎重。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
3、分辨率对红外谱图的影响: 红外光谱的分辨率等于最大光程差的倒数, 是由干涉仪动镜移动的距离决 定的, 确切地说是由光程差计算出来的。分辨率提高可改善峰形, 但达到一定 数值后, 再提高分辨率峰形变化不大, 反而噪声增加。分辨率降低可提高光谱 的信噪比, 降低水汽吸收峰的影响, 使谱图的光滑性增加。 样品对红外光的吸收与样品的吸光系数有关,如果样品对红光外有很强的 吸收, 就需要用较高的分辨率以获得较丰富的光谱信息; 如果样品对红光外有 较弱的吸收, 就必须降低光谱的分辨率、提高扫描次数以便得到较好的信噪比。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
C.波长准确度 波长准确度是指仪器所显示的波长值和分光系统实际输出单色光 的波长值之间相符的程度。波长准确度可用波长误差,即上述两值 之差来表示。保证波长准确度是红外光谱仪器能够准确测定样品光 谱的前提,是保证分析结果的准确度前提。红外分析结果一般是通 过用已知化学值的标准样品建立的模型来分析待测样品,如果波长 准确度不能保证,整组数据就会因波长平移而使每个数据出现偏差 ,造成分析结果的误差。波长准确度主要决定于光学系统的结构, 此外还受温度的影响。傅里叶变换红外光谱仪器一般内部有波长校 正系统,所以波长准确度很高。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
D.波长精确度 波长精确度又称波长重复性,是指对同一样品进行多次扫描,光谱谱 峰位置间的差异程度或重复性,通常用多次测量某一谱峰所得波长的标 准差来表示。波长精确度是体现仪器稳定性的—个重要指标,取决于光 学系统的结构,与波长准确度一样,也会影响分析结果的准确性。如果 仪器的光学系统全部设计成固定不动,则仪器的波长的精确度就会很高
3. 谱带的相对强度;谱带的强弱对比不单是定 量分析的基础,而且可以暗示某一特殊基团 或元素的存在。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外光谱谱图质量影响因素
1、扫描次数对红外谱图的影响: 傅里叶变换红外光谱仪测量物质的光谱时, 检测器在接受样品光谱信号的 同时也接受了噪声信号, 输出的光谱既包括样品的信号也包括噪声信号。信噪 比与扫描次数的平方成正比。增加扫描次数可以减少噪声、增加谱图的光滑 性。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
相干的复色光,在空间x处电场强度的叠加是:
E(x)0f()cos2xd
其中f ( ) 是光强度按波数 的分布函数 很明显E(x)、f ( ) 分别是光时域和频域的表征,上述关系式就是
傅立叶变换式。可以通过FT把光在时域和频域的表征相互转换:
f()0E(x)cos2xdx
我们用迈克耳孙干涉仪可以得到红外光的时域谱,通过FT就 可以得到光的频率(波数)分布。这就是傅里叶变换红外光谱 仪名称的由来。
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线(小于入射光 频率)和反斯托克斯线(大于入射光频率)对称地分布在瑞利散射 线(与入射光频率相同)两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相 应于得到或失去了一个振动量子的能量。
6、影响吸收谱带的其他因素还有:共轭效应、张力效应、诱导效 应和振动耦合效应。
共轭效应: 由于大P 键的形成, 使振动频率降低。 张力效应: 当环状化合物的环中有张力时, 环内伸缩振动降低,环外 增强。 诱导效应: 由于取代基具有不同的电负性, 通过静电诱导作用,引起 分子中电子分布的变化及键力常数的变化,从而改变了基团的特征 频率。 振动耦合效应: 当2个相邻的基团振动频率相等或接近时, 2个基团 发生共振,结果使一个频率升高, 一个频率降低。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间,其波长范围约为0.75~ 1000μm。根据实验技术和应用的不同,通常将红外区划分成三个区: 近红外光区(0.75~2.5μm),中红外光区(2.5~25μm)和远红外光区 (25~1000μm),如下表:其中中红外区是研究和应用最多的区域, 一般说的红外光谱就是指中红外区的红外光谱。