傅立叶红外光谱定性分析
第四章 傅里叶红外光谱
4
10 ―――波数（cm-1）
―――波长 (µm)
(11)
1 2 )
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
4.2.2 红外光谱定量分析原理
分子基团对红Biblioteka 辐射的特征吸收是进行定量分析的基础
样品的吸光性通过分光计进行间接的测量
红外光照射样品后到达分光检测器的光强 强度 之比称为透过率 ，即：
子基团的特征吸收谱带也叫特征峰。吸收谱带极大值的波数位置 称为特征频率。进行基团定性时，是根据基团特征吸收峰来判断 基团的存在与否
(10)
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
波数是红外吸收光谱图横坐标常用的物理量之一，单位为cm-1。它 是描述红外线振动特性的物理量。波数与波长的换算关系是：
式中：
(22)
4.3 在用油红外光谱参数的识别
通常表征润滑油硝化的峰位在～1630 cm-1附近；典型值则为20A·cm-1，高值 ＞40 A·cm-1
图为新油和深度硝化在用油的红外光谱 对比（上谱线为深度硝化在用油，下谱 线为新油），硝化深度的急剧增加，意 味着因高温和燃烧条件恶化而生成了大 量的氮氧化物
(3)
4.1 傅里叶红外光谱仪法
4.1.1 傅里叶红外光谱仪的工作原理 红外光谱仪（FT-IR）主要由红外光源、 吸收池、分光系统、检测 系统等几部分组成 检测时，从光源发出的红外光，经过迈克尔逊干涉仪变成干涉光 （消除杂光），再让干涉光经过样品，到探测器，探测器检测到透 过油样的红外线强度，并将其转换成与油样成分、含量相对应的电 压值，然后利用计算机系统把干涉图进行数字变换，最后得到光谱 图 FT－IR光谱仪的核心光学部件为迈科尔逊干涉仪，干涉仪的使用， 提高了红外光谱仪的灵敏度和准确性
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。
傅里叶红外光谱扫描
傅里叶红外光谱扫描傅里叶红外光谱扫描简称 FTIR，是一种常用的分析手段，它可以用于物质的定性和定量分析等领域。
FTIR技术中心思想是将样品经过红外辐射后，通过检测不同频率的辐射光吸收程度，从而分析物质的化学组成和结构信息。
本文将介绍FTIR技术的原理、方法以及应用实例。
1. FTIR技术原理傅里叶红外光谱扫描技术采用的是傅里叶变换红外光谱仪。
它可以通过将经过样品的辐射光与经过热源的光在时间上很短的瞬间进行干涉，从而实现红外吸收光谱的测定。
所谓的瞬间干涉是指光源的光强仅在短时间内（数微秒或更短）变化。
傅里叶变换红外光谱仪的核心部分是干涉仪，其中包含一个光源和一个检测器。
样品会放在一个透明的交流红外光窗口前面，在样品前面的光路中，必须先通过一个干涉仪，这个干涉仪的作用是将样品的红外辐射和参考光(热源的辐射)进行干涉，所形成的干涉光通过于探测器，然后被传输到一个计算机分析系统中进行计算和显示输出。
具体过程可以概括如下：（1）傅里叶变换红外光谱仪的光源产生的光是广谱的红外辐射，这些辐射经过样品后，被样品吸收一部分。
（2）其余未被吸收的辐射经过干涉仪后，与参考光相交，形成干涉光。
（3）干涉光会通过检测器，并转换成电信号。
（4）该电信号会被传输到一台计算机中，进行傅里叶变换之后，就可得到物质的红外吸收光谱图。
FTIR技术的方法主要包括样品制备和红外光谱测量两个部分。
（1）样品制备：在进行FTIR光谱分析之前，需要对样品进行样品制备，主要分为两种：液体样品和固体样品。
液体样品制备：将样品溶于适当的溶剂中，然后过滤掉多余固体颗粒，最后将制成的溶液放入样品池中进行光谱测量。
固体样品制备：固体样品需要进行加热处理，使其稍微融化，可以在样品池中形成均匀的液态薄层。
固体样品也可以直接将样品制成小颗粒，并放在样品池中进行红外光谱测量。
（2）红外光谱测量：当从光源发出的光通过样品后，样品会吸收一部分光，并将另一部分光透射光学元件。
傅里叶红外光谱土样
傅里叶红外光谱土样傅里叶红外光谱土样地球上无处不在的土壤是我们生活着的根本，每一种土壤都有其独特的成分和性质。
而傅里叶红外光谱分析技术就是一种能够帮助我们了解土壤成分和性质的有力工具。
下面我们将详细介绍如何使用傅里叶红外光谱技术对土样进行分析。
一、理论介绍傅里叶红外光谱技术是一种可以测量分子振动和转动的非破坏性分析方法。
在红外光谱法中，物质内的分子振动会导致光的吸收和反射。
分子振动的频率非常高，通常在4000到400cm^-1之间，而与这些频率对应的特征峰就构成了傅里叶红外光谱图。
二、实验操作在进行傅里叶红外光谱分析前，首先需要对土样进行制备。
具体步骤如下：1. 对土样进行研磨，使其尽可能细碎。
2. 将研磨好的土样与适量的硫酸铜混合，并放置在烘箱中烘干。
3. 在一个容器中加入基底，将烘干后的土样喷洒在基底上，并用手轻轻压实。
4. 将样品放入傅里叶红外光谱仪中进行测量。
三、结果分析通过傅里叶红外光谱仪测定所获得的数据可用于定量和定性分析。
在土壤样品的傅里叶光谱图中，不同物质的分子振动频率出现的位置不同，在不同的位置处产生了不同的特征峰。
利用这些特征峰，可以确定土壤中不同物质的存在和其含量的大小。
四、应用探讨傅里叶红外光谱技术在土壤环境研究中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助我们研究土壤的基本成分，如有机质、矿物质等。
其次，傅里叶红外光谱技术还可以用于定量分析，比如测定土壤中的水分含量。
最后，傅里叶红外光谱技术还可以应用于土壤污染研究，通过测定土样中有害物质的浓度，进一步判断土地是否被污染。
五、结论综上所述，傅里叶红外光谱技术是一种非常有用的研究土壤成分和性质的方法。
在实际应用中，我们可以根据需求对土壤样品进行不同程度的处理和加工，并使用傅里叶红外光谱仪对其进行测定和分析，从而更好地认识和了解土壤。
红外光谱
傅里叶红外光谱仪的定性试验傅里叶红外光谱仪的定性试验红外光谱，又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱，分子光谱是四大谱学之一，红外光谱和核磁、质谱、紫外光谱一样，是确定分子组成和结构的有力工具。
红外光谱分析(Infrared spectra analysis)是利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大，红外谱带也越多。
红外光谱仪的种类有：①棱镜和光栅光谱仪。
属于色散型②傅里叶变换红外光谱仪[1]。
它是非色散型的，其核心部分是一台双光束干涉仪。
当仪器中的动镜移动时，经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变，探测器所测得的光强也随之变化，从而得到干涉图。
经过傅里叶变换的数学运算后，就可得到入射光的光谱。
这种仪器的优点：①多通道测量，使信噪比提高。
②光通量高，提高了仪器的灵敏度。
③波数值的精确度可达0.01厘米-1。
④增加动镜移动距离，可使分辨本领提高。
⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。
⑥扫描速度快。
对试样的要求[2]：①试样应为“纯物质”(>98%),通常分析前，需纯化;②试样不含水(水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗。
傅里叶变换红外光谱分析(第三版)
傅里叶变换红外光谱分析（第三版）加入书架登录•版权信息•前言•第一版前言•第二版前言•第1章红外光谱的基本概念•1.1 红外光谱的产生和红外光谱区间的划分•1.2 分子的量子化能级•1.3 分子的转动光谱•1.4 分子的纯振动光谱•1.5 分子的振-转光谱•1.6 振动模式•1.7 振动频率、基团频率和指纹频率•1.8 倍频峰•1.9 合（组）频峰•1.10 振动耦合•1.11 费米共振•1.12 诱导效应•1.13 共轭效应•1.14 氢键效应•1.15 稀释剂效应•第2章傅里叶变换红外光谱学•2.1 单色光干涉图和基本方程•2.2 二色光干涉图和基本方程•2.3 多色光和连续光源的干涉图及基本方程•2.4 干涉图数据的采集•2.5 切趾（变迹）函数•2.6 相位校正•2.7 红外光谱仪器的分辨率•2.8 噪声和信噪比•第3章傅里叶变换红外光谱仪•3.1 中红外光谱仪•3.2 近红外光谱仪和近红外光谱•3.3 远红外光谱仪和远红外光谱•3.4 红外仪器的安装、保养和维护•第4章傅里叶变换红外光谱仪附件•4.1 红外显微镜•4.2 傅里叶变换拉曼光谱附件•4.3 气红联用（GC/FTIR）附件•4.4 衰减全反射附件•4.5 漫反射附件•4.6 镜面反射和掠角反射附件•4.7 变温红外光谱附件•4.8 红外偏振器附件•4.9 光声光谱附件•4.10 高压红外光谱附件•4.11 样品穿梭器附件•第5章红外光谱样品制备和测试技术•5.1 固体样品的制备和测试•5.2 液体样品的制备和测试•5.3 超薄样品的测试•第6章红外光谱数据处理技术•6.1 基线校正•6.2 光谱差减•6.3 光谱归一化、乘谱和加谱•6.4 生成直线•6.5 改变光谱数据点间隔和填充零•6.6 光谱平滑•6.7 导数光谱•6.8 傅里叶退卷积光谱•第7章红外光谱谱图解析•7.1 烷烃化合物基团的振动频率•7.2 烯烃化合物基团的振动频率•7.3 芳香族化合物基团的振动频率•7.4 炔烃化合物基团的振动频率•7.5 醇和酚类化合物基团的振动频率•7.6 醚类化合物基团的振动频率•7.7 酮和醌类化合物基团的振动频率•7.8 醛类化合物基团的振动频率•7.9 羧酸类化合物基团的振动频率•7.10 羧酸盐类化合物基团的振动频率•7.11 酯类化合物基团的振动频率•7.12 酸酐类化合物基团的振动频率•7.13 胺类化合物基团的振动频率•7.14 铵盐类化合物基团的振动频率•7.15 氨基酸类化合物基团的振动频率•7.16 酰胺类化合物基团的振动频率•7.17 酰卤类化合物基团的振动频率•7.18 糖类化合物基团的振动频率•7.19 含硼化合物基团的振动频率•7.20 含硅化合物基团的振动频率•7.21 含氮化合物基团的振动频率•7.22 含磷化合物基团的振动频率•7.23 水、重水、氢氧化物和过氧化物的振动频率•7.24 含硫化合物基团的振动频率•7.25 含卤素基团的振动频率•7.26 无机化合物基团的振动频率•第8章红外光谱的定性分析和未知物的剖析•8.1 红外光谱的定性分析•8.2 未知物的红外光谱剖析•第9章红外光谱的定量分析•9.1 朗伯-比耳定律•9.2 峰高和峰面积的测量•9.3 曲线拟合法测量峰高和峰面积•9.4 导数光谱用于定量分析•9.5 固体样品的定量分析•9.6 液体样品的定量分析•9.7 多组分液体的定量分析•9.8 高分子共聚物和共混物的定量分析•附录基团振动频率表（按振动频率由高到低排序）•参考文献是否关闭自动购买？关闭后需要看完本书未购买的章节手动确认购买。
傅里叶红外光谱分ifr
傅里叶红外光谱分析（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FT-IR）是一种非常重要的物质表征技术。
它可以通过红外光谱对不同物质的结构、组成和功能进行分析和鉴定。
它的结构简单，操作易行，其结果可靠，因此广泛应用于生命科学、材料科学、化学等多个领域。
傅里叶变换是FT-IR光谱的重要原理。
理解这个原理对于更好地应用FT-IR分析技术至关重要。
傅里叶变换实际上是一种数学工具，它能够将一个信号（比如光谱）从一个域（时间或空间）转换到另一个域（频率）。
在FT-IR中，傅里叶变换被用来将时间变换为波数，从而提取材料的特征信息。
在FT-IR实验中，首先需要将样品与红外光进行交互，之后通过傅里叶变换将生成的信号转换成光谱图。
这个光谱图通常包含各种特征峰，每个峰都对应着分子内部的振动。
各个分子内部的振动模式具有特定的振动频率和吸收峰，因此可以通过FT-IR光谱对分子进行分析和识别。
利用FT-IR技术可以实现多种物质性质的研究，例如不同物种之间的化学组成差异，不同部位的分子结构变化等。
此外，FT-IR还可以检测有害物质和病原体等，为食品、药品和环境监控提供了有力支撑。
总体而言，傅里叶红外光谱分析技术在现代科学研究中的地位与作用不可替代。
它简单、高效、可靠，可以为许多领域提供有用信息。
未来，人们仍将继续探索该技术的更多应用，使其更好地为人类带来利益。
傅里叶红外光谱分析88页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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在常温下，绝大多数分子处于基态，由基态跃迁到第一激 发态所产生的吸收谱带称为基频谱带。即基频谱带的频率与分 子振动频率相等。
2、红外吸收光谱
当物质受到频率 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 些吸收区域的透射光 强度减弱。记录红外 光的百分透射比（吸 光度）与波数或波长 的关系曲线，就得到 红外吸收光谱。
实验9 傅立叶红外光谱定性分析方法
• 一、实验目的 • 二、实验原理 • 三、实验仪器及用品 • 四、实验步骤 • 五、实验注意事项 • 六、思考与作业
一、实验目的
• 1、掌握红外光谱定性分析的基本原理 • 2、掌握红外光谱法对试样的要求及制样技
术 • 3、了解透射红外光谱法的原理及应用 • 4、学会红外光谱定性分析方法
●由于多色光的干涉图等于所有各单色光干涉图的加合，故得 到的是具有中心极大，并向两边迅速衰减的对称干涉图。
●干涉图包含光源的全部频率和与该频率相对应的强度信息，所 以如有一个有红外吸收的样品放在干涉仪的光路中，由于样品 能吸收特征波数的能量，结果所得到的干涉图强度曲线就会相 应地产生一些变化。包括每个频率强度信息的干涉图，可借数 学上的Fourier变换技术对每个频率的光强进行计算，从而得到 吸收强度（或透过率）随波数（或波长）变化的普通光谱图。
三、实验仪器及用品
（一）IRPrestige-21型傅立叶变换红外光谱仪
1、产品简介
该仪器利用一个迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，通过数学运算 （傅立叶变换）把干涉图变为红外光谱图。操作简便的软件—IRSolution。
具有如下参数： 1） 波束范围
4700-340cm-1(标准配置)
2） 分辨率 0.5、1、2、4、8、16cm-1（中红外、近红外），2、4、 8、16cm-1（远红外）
4、傅立叶红外光谱仪的突出优点
（1）扫描速度极快
Fourier变换仪器是在整扫描时间内同时测定所有频率的信息，一般 只要1s左右即可。因此，它可用于测定不稳定物质的红外光谱。而色散型 红外光谱仪，在任何一瞬间只能观测一个很窄的频率范围，一次完整扫描通 常需要8、15、30s等。
（2）具有很高的分辨率
二、实验原理
• 红外吸收光谱分析方法主要是依据分子内部原子间的相 对振动和分子转动等信息进行物质测试的方法。
• 利用物质分子对红外辐射的吸收，并由其振动及转动运 动引起偶极矩的净变化，使得分子由基态振动和转动能级跃 迁到激发态，获得分子的振动-转动光谱，即红外吸收光谱。 它反映了分子中各基团的振动特征。
实验原理
4、红外光谱吸收区域的划分:
• 1）3750-2500cm-1区，此区为各类A-H单键的伸缩振动区（包括C-H、 O-H、X-H的吸收带）。3000cm-1以上为不饱和碳的C-H键伸缩振动 区，而3000cm-1以下为饱和碳的C-H键伸缩振动区。
• 2）2500-2000cm-1区，是三键和累积双键的伸缩振动区，包括碳碳 叁键，碳氮三键，C=C=O等基团以及X-H基团化合物的伸缩振动。
3） S/N（信噪比） 大于40000：1
实验仪器
• 22、、傅仪立器叶结变构换红组外成光谱仪组成部件
•
Fourier变换 红外光谱仪 没有色散元件，主要由光
源（硅碳棒、高压汞灯）、Michelson干涉仪、检测器、
计算机和记录仪组成。
•
核心部分为Michelson干涉仪，它将光源发出的信号
以干涉图的形式送往计算机进行Fourier变换数学处理，
• 由于不同分子的振动能级和转动能级不同，能级间的能 量差值不同，不同物质对红外光的吸收波长必然不同。所以 根据物质的红外吸收波长就可对物质进行定性分析。同时， 物质对红外辐射的吸收符合朗伯-比尔定律，故可用于定量分 析。
实验原理
1、红外吸收的条件
1）某红外光刚好能满足物质振动能级跃迁时所需 要的能量。
实验原理
官能团具有特征吸收频率 基团频率 在不同的分子中，和一个特定的基团
有关的振动频率基本上是相同的。
实验原理
3、影响基团频率发生位移的因素：
• 内部因素： 电子效应 包括诱导效应、共轭效应和中介效应，它们都是由于化
学键的电子分布不均匀引起的。 氢键效应 氢键对红外光谱的主要作用是使峰变宽，使基团频率发
通常Fourier变换 红外光谱仪分辨率达0.1~0.005 cm-1，而一般棱镜 型的仪器分辨率在1000 cm-1处有3 cm-1 ，光栅型红外光谱仪分辨率也只有 0.2cm-1 。
（3）灵敏度高
因Fourier变换 红外光谱仪不用狭缝和单色器，反射镜面又大，故能 量损失小，到达检测器的能量大，可检测10-8g数量级的样品。
生位移。 振动的耦合效应 两个化学键或基团的振动频率相近（或相等），
位置上直接相连或接近时，它们之间的相互作用使原来的谱带分裂成 两个峰，一个频率比原来的谱带高，一个频率低于原来谱带，这就称 为振动耦合。
• 外部因素： 物态的影响（包括试样的状态、粒度、温度）和溶剂（溶剂和溶
质的相互作用不同，因此测得光谱吸收带的频率也不同）的影响；样 品的制样方法也会引起红外光谱吸收频率的改变。
• 3）2000-1300cm-1区，是双键伸缩振动区，C=O键在此区有一强吸 收峰，其位置按酸酐、酯、醛酮、酰胺等不同而异。在16501550cm-1处还有N-H键的弯曲振动吸收峰。
• 4）1300-667cm-1区，包括C-H键的弯曲振动。此曲在鉴别链的长短、 烯烃双键取代强度、构型基本换取待机位置等方面可提供有用的信息。
最后将干涉图还原成光谱图。
•
它与色散型红外光度计的主要区别在于干涉仪和电
子计算机两部分。
3、
Fourier变换 红外光谱仪工作原理
●仪器中的Michelson干涉仪的作用是将光源发出的光分成两 光束后，再以不同的光程差重新组合，发生干涉现象。
●当两束光的光程差为/2的偶数倍，则落在检测器上的相干光 相互叠加产生明线；相反，为/2的奇数倍时，相干光相互抵消， 产生暗线。此为单色光的干涉图