傅立叶变换红外光谱解析
傅里叶变换红外光谱法
傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱法（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）是一种用于分析和鉴定化合物的重要手段。
它基于傅里叶变换原理，通过将样品吸收或散射的红外光信号转化为频谱图，提供非常详细的化学信息，从而实现对样品的定性和定量分析。
一、傅里叶变换原理傅里叶变换原理是FTIR技术的基础，它描述了信号在频域和时域之间的转换关系。
根据这一原理，任何连续的函数信号都可以通过傅里叶变换转换为频谱形式，而频谱图中的每一个峰对应一个特定的振动模式或结构信息。
二、红外光谱的基本原理红外光谱是利用物质在红外光区（波长范围：2.5-25 μm）的吸收行为，来分析样品的一种方法。
当物质中的化学键发生振动或键角发生变化时，它们会吸收红外光的能量，而产生特定波数的吸收峰。
根据这些吸收峰的位置、强度和形状，可以对物质的结构和组成进行准确的鉴定。
三、傅里叶变换红外光谱仪的结构傅里叶变换红外光谱仪主要由光源、样品室、光谱仪和检测器组成。
光源产生红外辐射，经过样品室时发生与样品的相互作用，然后通过光谱仪进行解析，最后由检测器接收并转化为电信号。
这些信号经过傅里叶变换后，最终得到样品的红外光谱图。
四、傅里叶变换红外光谱法的应用领域傅里叶变换红外光谱法是一种非常广泛应用的分析技术，被广泛应用于化学、材料、生物、制药、食品等领域。
具体应用包括但不限于：1. 化学物质鉴定：通过比较样品与数据库中的标准谱图，可以准确鉴定出物质的化学组成和结构。
2. 反应动力学研究：红外光谱可以实时监测反应物与产物之间的变化，从而研究反应速率、反应机理等。
3. 质量控制与检测：对于药品、食品等生产过程中的原料、中间体和成品进行质量控制和检测，确保产品的安全和合格。
4. 生物医学研究：对于蛋白质、核酸等生物大分子的结构解析、疾病的诊断等方面具有重要意义。
五、傅里叶变换红外光谱法的优势和局限傅里叶变换红外光谱法的优势在于其非破坏性、高分辨率、快速分析的特点，可以对物质进行快速、准确的鉴定和分析。
傅里叶变换红外光谱操作使用说明书解析
Nicolet 670 FTIR傅里叶变换红外光谱操作使用说明书注意事项:1．保持测试环境的干燥和清洁。
2．不可在计算机上进行与实验无关的操作。
3．拷贝数据请使用新软盘。
4．认真填写实验记录、红外光谱基本原理红外光谱(Infrared Spectrometry IR)又称为振动转动光谱，是一种分子吸收光谱。
当分子受到红外光的辐射，产生振动能级(同时伴随转动能级)的跃迁，在振动(转动) 时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱。
用红外光谱法可进行物质的定性和定量分析(以定性分析为主)，从分子的特征吸收可以鉴定化合物的分子结构。
傅里叶变换红外光谱仪(简称FTIR)和其它类型红外光谱仪一样，都是用来获得物质的红外吸收光谱，但测定原理有所不同。
在色散型红外光谱仪中，光源发出的光先照射试样，而后再经分光器(光栅或棱镜)分成单色光，由检测器检测后获得吸收光谱。
但在傅里叶变换红外光谱仪中，首先是把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样品，经检测器获得干涉图，由计算机把干涉图进行傅里叶变换而得到吸收光谱。
红外光谱根据不同的波数范围分为近红外区( 13330-4000 cm-)、中红外区(4000-650 cm-)和远红外区(650-10 cm-)。
Nicolet 670 FTIR光谱仪提供中红外区的分测试。
、试样的制备1.对试样的要求(1)试样应是单一组分的纯物质；(2)试样中不应含有游离水；(3)试样的浓度或测试厚度应合适。
2 •制样方法(1)气态试样使用气体池，先将池内空气抽走，然后吸入待测气体试样。
(2)液体试样常用的方法有液膜法和液体池法。
液膜法：沸点较高的试样，可直接滴在两片KBr盐片之间形成液膜进行测试。
取两片KBr盐片，用丙酮棉花清洗其表面并晾干。
在一盐片上滴1滴试样，另一盐片压于其上，装入到可拆式液体样品测试架中进行测定。
扫描完毕，取出盐片，用丙酮棉花清洁干净后，放回保干器内保存。
傅里叶红外光谱的原理
傅里叶红外光谱的原理
傅里叶红外光谱是一种利用傅里叶变换原理进行分析的光谱技术。
它的原理基于分子在吸收红外辐射时会发生振动和转动，这些振动和转动的频率与分子的结构和化学键有关。
当分子受到红外光的激发时，它会吸收特定的红外光谱，产生特征性的吸收峰。
傅里叶变换红外光谱仪利用这些吸收峰的频率和强度信息来推断样品中的化学成分和结构。
具体来说，傅里叶红外光谱仪会向样品辐射一系列连续的红外光，样品会吸收特定频率的红外光，而其他频率的光则会被透射或反射。
仪器会测量透射或反射光的强度，并将其转换为频率和强度的谱图。
然后利用傅里叶变换将这些信号转换为频谱图，从而得到样品在红外光谱范围内的吸收特性。
通过分析傅里叶红外光谱图，可以确定样品中存在的化学键类型和功能团，从而用于化学物质的鉴定和定量分析。
这种技术在化学、生物医药、环境监测等领域有着广泛的应用。
傅里叶变换红外光谱仪解析
傅里叶变换红外光谱仪解析仪器分析综述系别：生物科学与技术系班级：09食品2 姓名：欧阳凡学号：091304251傅里叶变换红外光谱仪前言随着计算方法和计算技术的发展，20世纪70年代出现新一代的红外光谱测量技术及仪器--傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR ,简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
正文傅里叶变换红外光谱仪分光光度计由光学检测系统、计算机书籍处理系统、计算机接口、电子线路系统组成。
光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）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，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
光学检测系统由迈克逊干涉仪、光源、检测器组成、迈克逊干涉仪内有两个相垂直的平面反射镜M1、M2和一个与两镜成45度角的分束器，M1可沿镜轴方向前后移动。
自光源发出的红外光经准直镜M3反射后变为平行光束，照在分束器上后变成两束光。
其中一束被反射到可动镜头M1后又被M1反射回分束器，并在分束器上再次分城反射光和透射光，透射光部分照在举聚光镜M4上，然后到到达探测器，另一束光透过分束器，射在固定镜M2上，并被M2反射回分束器，在分束器上再次发生反射和透射，反射部分照在聚光镜M4上，最后也到达探测器。
傅里叶 变换红外(ftir)光谱
傅里叶变换红外(FTIR)光谱是一种常用的分析技术，它通过分析物质在红外光谱范围内的吸收和散射特性，来研究样品的成分、结构和性质。
本文将从以下几个方面对傅里叶变换红外光谱进行介绍和解析。
一、傅里叶变换红外光谱原理简介傅里叶变换红外光谱是利用物质分子对红外光的吸收和散射特性来研究其结构和成分的一种技术。
当物质分子受到红外光的激发时，会发生特定振动和转动，这些振动和转动对应了物质分子内部的特定结构和键的存在。
傅里叶变换红外光谱仪利用光源产生的连续光通过样品后，得到经过样品吸收、散射后的光信号，并使用傅里叶变换算法将这些信号转换成详细的光谱图像。
通过解析这些光谱图像，可以获得样品中存在的各种成分的信息，包括它们的分子结构、官能团和键的类型、含量等。
二、傅里叶变换红外光谱的应用领域傅里叶变换红外光谱广泛应用于化学、材料、制药、生物、环境和食品等领域。
在化学领域，它常被用来鉴定有机化合物的结构、功能团的存在和含量，以及分子之间的相互作用；在材料领域，它常被用来研究材料的成分、性能和结构变化；在制药领域，它常被用来分析药品的成分和质量；在生物领域，它常被用来研究蛋白质、多糖等生物大分子的结构和功能。
三、傅里叶变换红外光谱的特点和优势傅里叶变换红外光谱具有快速、准确、非破坏性等特点。
相比传统的红外光谱技术，傅里叶变换红外光谱仪具有更高的光谱分辨率和灵敏度，可以检测到更低浓度的样品成分，还能够通过多种光谱技术的组合来获得更多细致的信息。
傅里叶变换红外光谱技术还可以与其他分析技术相结合，如拉曼光谱、质谱等，扩大了其应用范围和分析能力。
四、结语傅里叶变换红外光谱技术作为一种强大的分析工具，为科学研究和工程实践提供了重要的支持。
随着技术的不断发展，傅里叶变换红外光谱将在更多领域发挥其作用，为人们的生活和工作带来更多便利和科学发现。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术是一种非常重要的分析技术，在许多领域都有着广泛的应用。
傅里叶变换红外光谱数据
傅里叶变换红外光谱数据傅里叶变换在红外光谱数据处理中起着重要的作用。
红外光谱是一种通过测量样品在红外光区域的吸收和散射来分析其分子结构和化学性质的技术。
在红外光谱中，不同的化学键和功能团表现出特定的振动模式，因此可以通过红外光谱来确定样品的组成和结构。
然而，由于红外光谱数据的复杂性和噪声等因素的干扰，对数据的分析和解释常常是困难的。
在这方面，傅里叶变换技术为我们提供了一种强大的工具。
傅里叶变换是一种能将函数从时域转换到频域的数学方法。
在红外光谱数据处理中，傅里叶变换可以将时域中样品的吸收强度转换为频域中产生吸收的波数。
这种转化能够清晰地展示不同波数的吸收峰，从而方便我们进行数据分析和解释。
傅里叶变换还可以帮助我们去除红外光谱数据中的噪声，从而提高数据的质量和准确性。
在进行傅里叶变换之前，我们首先需要对红外光谱数据进行预处理。
这通常包括对数据进行平滑和去除基线漂移等步骤。
平滑可以帮助我们去除数据中的噪声，从而使得后续的数据处理更加准确和可靠。
而去除基线漂移则可以消除由于实验仪器等原因导致的数据偏移，从而提高数据的可比性和可重复性。
在进行傅里叶变换之后，我们可以得到样品在不同波数下的吸收强度谱。
通过对谱图进行分析，我们可以确定样品中存在的特定化学键和功能团。
不同化学键和功能团的振动模式表现为特定的吸收峰，通过比对样品的吸收峰与参考数据，我们可以对样品的组成和结构进行初步的推测。
除了对样品的组成和结构进行分析外，傅里叶变换还可以用于参数的计算和定量分析。
例如，通过计算吸收峰的峰值和峰面积，我们可以确定样品中特定化学键和功能团的含量。
这对于药物研发、食品安全和环境监测等领域非常重要。
此外，傅里叶变换还可以帮助我们进行多变量数据分析。
多变量数据可以包含多个样品的红外光谱信息，通过傅里叶变换和相关的数学方法，我们可以对样品进行分类和区分。
这对于样品的质量控制和品质鉴定具有重要的意义。
综上所述，傅里叶变换在红外光谱数据处理中具有重要的作用。
傅里叶变换红外光谱仪解析
仪器分析综述系别：生物科学与技术系班级：09食品2 姓名：欧阳凡学号：091304251傅里叶变换红外光谱仪前言随着计算方法和计算技术的发展，20世纪70年代出现新一代的红外光谱测量技术及仪器--傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR ,简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
正文傅里叶变换红外光谱仪分光光度计由光学检测系统、计算机书籍处理系统、计算机接口、电子线路系统组成。
光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）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，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
光学检测系统由迈克逊干涉仪、光源、检测器组成、迈克逊干涉仪内有两个相垂直的平面反射镜M1、M2和一个与两镜成45度角的分束器，M1可沿镜轴方向前后移动。
自光源发出的红外光经准直镜M3反射后变为平行光束，照在分束器上后变成两束光。
其中一束被反射到可动镜头M1后又被M1反射回分束器，并在分束器上再次分城反射光和透射光，透射光部分照在举聚光镜M4上，然后到到达探测器，另一束光透过分束器，射在固定镜M2上，并被M2反射回分束器，在分束器上再次发生反射和透射，反射部分照在聚光镜M4上，最后也到达探测器。
因而这两束到达探测器的光油了光程差，成了相干光，移动可动镜M1可改变两束光程差。
傅里叶变换红外光谱(ftir)
傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种广泛应用于化学、生物学和材料科学领域的分析技术。
它利用样品对红外光的吸收和散射来确定样品的化学成分和结构。
傅里叶变换红外光谱分析的过程涉及到复杂的光学原理和数学算法，其深度和广度远超一般人的想象。
让我们从简单的红外光谱开始。
红外光谱是指物质在接受红外辐射后发生的吸收、透射或反射现象。
这些现象与物质的分子运动和振动有关，因此可以通过观察红外光谱图来了解物质的分子结构、功能团及化学键等信息。
红外光谱是一种非常有用的分析手段，能够对各种物质进行快速、无损的分析，因此在化学、材料科学、生命科学等领域被广泛应用。
我们可以深入了解傅里叶变换红外光谱。
傅里叶变换（FT）是一种数学方法，用于将信号在时域和频域之间进行转换。
在傅里叶变换红外光谱中，FT将时间域的红外光谱信号转换为频率域的光谱信息，从而能够更准确地分析样品的化学成分和结构。
傅里叶变换的原理和算法需要深入的数学和物理知识来支撑，通过FTIR技术获得的光谱数据也需要复杂的数据处理和解释。
让我们讨论FTIR在化学和材料科学中的应用。
FTIR技术可以用于分析化合物的官能团、结构和构象，从而在有机化学合成、聚合物材料研究、医药化学等领域发挥重要作用。
FTIR还可以用于检测样品的纯度、鉴定杂质和表征材料的特性，因此在材料科学、制药工业、环境监测等领域有着广泛的应用价值。
我想共享一下我对FTIR的个人观点和理解。
作为一种高级的红外光谱分析技术，FTIR需要掌握复杂的原理和操作技巧，但其所获得的化学信息和结构信息也是非常丰富和准确的。
在我看来，FTIR不仅是一种分析手段，更是一种深入探索物质本质的工具，它的应用范围和研究意义将会越来越广泛，对于推动化学和材料科学的发展将会发挥重要作用。
总结而言，傅里叶变换红外光谱（FTIR）作为一种高级的分析技术，其深度和广度远超一般的红外光谱分析，需要深入的理论基础和实践技能来支撑。
通过FTIR技术可以获得大量的化学和结构信息，对于化学、材料科学和生命科学领域具有重要的应用价值。
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(1)双原子分子的简谐振动及其频率 化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级（量子化）：
E振=（V+1/2）h ：化学键的振动频率； V ：振动量子数。
1.2 红外光谱与有机化合物结构
二、分子振动方程式
(2)分子振动方程式 任意两个相邻的能级间的能量差为：
E h h k 2
—600 cm-1两个区域。
在4000 ～ 1300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收
二、光阑
作用：控制光通量的大小 效果：加大光阑孔径，光通量增大，有利于提 高检测灵敏度；缩小光阑孔径，光通量减少，检测 灵敏度降低。
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
三、干涉仪
干涉仪是FT-IR光谱仪光学系统中的核心部分。 FT-IR 光谱仪的最高分辨率和其它性能指标主要由干涉仪决定。
目前，FT-IR光谱仪使用的干涉仪有好几种，可以分 为：空气轴承干涉仪、机械轴承干涉仪、双角镜耦合、动镜 扭摆式干涉仪等。
C
1685 cm -1 1660 cm -1
1.4 影响峰位变化的因素
一、内部因素 （2）空间效应
场效应；空间位组；环张力
CH
3060-3030 cm-1
2900-2800 cm-1
1.4 影响峰位变化的因素
二、氢键效应
氢键(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产 生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。
傅立叶变换红外光谱仪工作原理图
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
迈克尔逊干涉仪工作原理图
2.2 红外光谱样品制备和测试
一、固体样品
应该根据固体样品的形态和测试目的选用不同 的制样方法和测试方法。
固体样品的测试方法有：常规透射光谱法、显 微红外光谱法、漫反射光谱法、ATR光谱法、高压 红外光谱法等。
空气轴承干涉仪是经典迈克尔逊干涉仪，它由分束器、 固定镜、动镜及动镜驱动机构几部分构成。
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
四、检测器
作用：检测红外干涉光通过红外样品后的能量。 对使用的检测器有三点要求：具有高的检测灵敏 度、快的响应速度和较宽的测量范围。
DTGS检测器
检测器
MCT检测器
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
15 17 9.5 9.9
4.5 5.6
4.5m
6.0 m
7.0 m
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量
越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
1.3 分子中基团的基本振动方式
两类基本振动形式 伸缩振动
是指原子沿着价键方向；来回运 动，即振动时键长发生变化，键 角不变
傅立叶变换红外光谱 显微成像系统
1 傅立叶变换红外光谱基本原理
1.1 概述
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱
1.2 红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图： 纵坐标为吸收强度，
横坐标为波长λ（μm） 和波数1/λ 单位：cm-1
可以用峰数，峰位，峰 形，峰强来描述。
应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；
三、气体样品
气体红外光谱的测试需要有气体池，将需要测 试的气体充进气体池中才能测试。
3 红外光谱与分子结构
3.1 红外光谱的特征性
在红外光谱中能代表基团或化学键存在的最强谱峰称为 基团或化学键的特征峰，特征峰的中心频率称为基团或化学 键的特征频率。
红外光谱的整个范围可分成4000～1300 cm-1与1300 ～
R-COH R-COF
C=0 1730cm -1 ； C=0 1920cm-1 ;
1.4 影响峰位变化的因素
一、内部因素 （1）电子效应
ｂ．共轭效应：共轭效应使单键吸收峰向高波数移动， 使双键吸收峰向低波数移动。
O H3C C CH3
O C CH3
1715cm -1 1685 cm -1
O
O
C CH3
O H NH 游离
R
R
HN H O 氢键
C=O 伸缩 N-H 伸缩 N-H 变形
1690
3500 1620-1590
1650
3400 1650-1620
HO O
C H3C
O-H 伸缩
OCH3 2835
HO 3705-3125
2 傅立叶变换红外光谱仪
◆红外光学台
由红外光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器 以及各种红外反射镜、氦氖激光器、控制电路板 和电源组成。
变形振动
是指基团键角发 生变化而键长不 变的振动
亚甲基
1.4 影响峰位变化的因素
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部 因素影响。各种化合物中相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。
一、内部因素 （1）电子效应
a．诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（蓝移）
R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COCl C=0 1800cm-1 ;
1.2 红外光谱与有机化合物结构
一、红外光谱产生的条件
(1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红 外活性。如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红外活性。如：HCl、H2O等。
1.2 红外光谱与有机化合物结构
1 1 k 1307 k
2 c
K为化学键的力常数，与键能和键长有关， 为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的 折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
键类型: 力常数: 峰位:
—CC — > —C =C — > —C — C —
◆计算机 ◆打印机
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
一、红外光源
目前，要测试整个红外波段至少需要更换三种光源，即 中红外光源、远红外光源和近红外光源。
目前使用的中红外光源基本上可以分为两类：碳硅棒光 源和陶瓷光源。
光源又可分为水冷却和空气冷却两类。
空气冷却陶瓷光源适用范围：9600～50cm-1
2.1 FT-IR光谱仪的光学系统
常规透射光谱制样方法分为压片法、糊状法和 薄膜法。
2.2 红外光谱样品制备和测试
二、液体样品
纯有机液体样品：液膜法，即在两块窗 片之间夹一层薄薄的液膜。
溶液样品： 液体池
有机溶液样品：常用的窗片材 料，BaF, CaF
2.2 红外光谱样品制备和测试