傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用

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傅里叶红外光谱原理和用途

傅里叶红外光谱原理和用途

傅里叶红外光谱原理和用途傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)是一种非常常用的光谱学技术,其基本原理是通过测量分子的振动能量和频率来分析样品的结构和化学组成。

傅里叶变换技术是FTIR的核心,它使得信号的时域转换为频域,从而获得样品分子内部振动的频率和强度信息。

傅里叶变换是一种数学方法,用于将信号在时间域和频域之间进行转换,常用于光谱学中。

原始信号可以表示为一系列正弦波的叠加,根据傅里叶变换的原理,将它们转换为频谱分析的形式。

傅里叶变换允许将原始信号从时域中转换到频域中,并在频域中进行分析和处理。

在傅里叶红外光谱技术中,将光信号通过样品后,红外辐射震动会激发样品中的分子振动,样品中的化学键被激发而振动,频率和振动模式会因样品分子和它的化学组成而不同。

此时,FTIR仪器接收这些红外辐射信号,然后进行傅里叶变换,将信号从时域转换到频域。

FTIR所测量的光谱图中,红外光谱的吸收带宽度、位置和强度都反映了样品分子的振动频率和振动模式,从而推断出样品的化学组成和结构。

傅里叶红外光谱技术可以用于很多领域,包括化学、物理、生物、医学、化学工程、材料科学和地球科学等。

傅里叶红外光谱技术广泛使用的主要原因在于:1. 傅里叶红外光谱技术可以测量分子固有振动,分析物质的成分结构,因此能够被应用于许多领域的标准分析和 qc/qm 研究。

2. 微量化学分析中的优越性。

由于数百万个分子一起振动所产生的信号水平,采取傅里叶变换后,可以避免噪声干扰,获得高分辨率的信号,因此可以进行微量分析。

下面介绍傅里叶红外光谱技术的几种主要应用领域:1. 材料科学领域傅里叶红外光谱技术可以用来研究材料的粘结结构、物理结构和化学组成,包括塑料、橡胶、沥青、涂料、胶粘剂等。

傅里叶红外光谱技术广泛应用于材料的品质控制、工程应用、以及材料性质的研究和表征。

傅里叶红外光谱技术能够研究单个分子的结构,也能够分析化学反应中发生的化学键的变化。

傅里叶红外光谱的原理与应用

傅里叶红外光谱的原理与应用

傅里叶红外光谱的原理与应用傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,简称FTIR)是一种非常重要的光学分析技术,广泛应用于各种领域如医学、环境、化学等。

该技术基于傅里叶变换原理,能够检测样品中的化学键,从而提供谱图和谱峰信息,用于分析样品物质的组成和结构。

傅里叶变换原理是指将一定时间间隔内的某信号分解成其频率谱成分,即将该信号在频率域上进行分析。

在FTIR中,样品与红外光相互作用,红外光通过样品时被吸收,样品分子中的化学键产生振动和弯曲,这些振动和弯曲所产生的吸收光谱是一种在不同波长的红外光下的反射光谱,我们称之为傅里叶红外光谱。

傅里叶红外光谱主要包括四个部分,光源、光学分路系统、样品室和检测器。

这些部分共同组成了一个FTIR仪器系统。

在FTIR仪器中,一个光源产生红外辐射,在进入FTIR 系统前,被分到两个不同的路径上,一个作为参考路径,另一个照射在样品上。

样品后面的探测器测量反射或透射光的强度。

然后通过傅里叶变换将信号分解成频率谱,从而得到物质的光谱信息。

在FTIR分析中,样品需要被压缩或混合成粉末或制成片,以便红外波长能够传递。

样品室通常需要排除水汽和其它气体以保持稳定的温度和压力,并且在每个分析前都需要进行基线扫描以减少仪器误差。

FTIR技术在各种领域有着广泛的应用。

在医学领域,FTIR用于诊断疾病,例如癌症、糖尿病、肝病和脑损伤等。

在环境领域,FTIR通过检测大气和土壤样品中的有害化学物质,帮助人们了解和控制环境污染。

在化学领域,FTIR常用于表征化合物的结构和功能,例如橡胶、塑料和纤维素等材料的分析。

傅里叶红外光谱在分析化学和材料科学中都有着重要的应用。

随着科技的不断发展,FTIR分析在多个领域的应用将越来越广泛,为人们的科学研究和工程应用带来更多的帮助和便利。

1. 傅里叶红外显微镜(FTIRM):通过将普通显微镜与FTIR技术相结合,能够在微小样本范围内获取化合物的光谱信息,以及了解样品的结构以及表面化学现象的变化等。

傅里叶变换红外光谱仪的基本原理

傅里叶变换红外光谱仪的基本原理

傅里叶变换红外光谱仪的基本原理傅里叶变换红外光谱仪是一种广泛应用于化学、材料科学、生物学等领域的重要分析仪器。

它利用傅里叶变换技术,将红外光通过样品后得到的复杂光谱转化为可以进行分析的谱图,从而实现对样品成分的定性和定量分析。

下面将详细介绍傅里叶变换红外光谱仪的基本原理。

1.光源傅里叶变换红外光谱仪中的光源通常采用稳定、强度可调的红外激光器,发出一定波长的红外光。

不同样品需要使用不同波长的红外光进行检测,因此光源的波长范围和稳定性对分析结果至关重要。

2.样品室样品室是傅里叶变换红外光谱仪的核心部分,用于放置待测样品。

样品可以是固体、液体或气体,但需要保证在测量过程中样品的状态保持不变。

样品室内部通常装有温度和湿度控制装置,以保证样品的稳定性和测试结果的准确性。

3.干涉仪干涉仪是傅里叶变换红外光谱仪的关键部件,它将光源发出的红外光进行干涉,形成干涉图。

干涉图反映了红外光的相位和振幅变化,后续通过傅里叶变换将这些信息转化为可以进行分析的谱图。

常用的干涉仪有Michelson干涉仪和Fabry-Perot干涉仪。

4.采集和调制在傅里叶变换红外光谱仪中,采集和调制系统负责对干涉图进行采集和调制。

干涉图是一个随时间变化的信号,需要通过采集系统将其转换为数字信号,然后进行进一步处理。

调制系统则负责对干涉图进行调制,以增加信号的信噪比和减小误差。

5.傅里叶变换傅里叶变换是傅里叶变换红外光谱仪的核心算法。

它将采集到的干涉图进行数学变换,将时域信号转换为频域信号。

简单来说,傅里叶变换可以将一个随时间变化的信号分解成多个固定频率的成分,从而方便对信号进行分析和解谱。

6.数据处理和谱图显示经过傅里叶变换后,得到的是频域信号,可以将其进行处理并生成谱图。

数据处理部分负责对干扰信号进行过滤和处理,提高谱图的准确性和可靠性。

谱图显示部分则将处理后的数据以图形方式呈现出来,方便用户进行观察和分析。

总之,傅里叶变换红外光谱仪利用光源发出红外光,通过样品室中的样品后得到干涉图,经过采集和调制、傅里叶变换、数据处理和谱图显示等步骤,最终得到可以进行分析的谱图。

傅里叶红外光谱仪工作原理、步骤、注意事项

傅里叶红外光谱仪工作原理、步骤、注意事项
R 是基于光相干性原理而设计的干涉型红外光谱仪。它不同于依据光 的折射和衍射而设计的色散型红外光谱仪。与棱镜和光栅的红外光谱仪 比较,称为第三代红外光谱仪。但由于干涉仪不能得到人们业已习惯并 熟知的光源的光谱图,而是光源的干涉图。为此可根据数学上的傅立叶 变换函数的特性,利用电子计算机将其光源的干涉图转换成光源的光谱 图。亦即是将以光程差为函数的干涉图变换成以波长为函数的光谱图, 故将这种干涉型红外光谱仪称为傅立叶变换红外光谱仪。
确切地说,即光源发出的红外辐射经干涉仪转变成干涉光,通过试样后 得到含试样信息的干涉图,由电子计算机采集,并经过快速傅立叶变换, 得到吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。其工作原理如
图所示:
操作步骤: 一、开机前准备 开机前检查实验室电源、温度和湿度等环境条件,当电压稳定,室温为 21±5℃
出样品室内的样品。 3、 样品室窗门应轻开轻关,避免仪器振动受损 4、 当测试完有异味样品时,须用氮气进行吹扫。 5、离开实验室前,须注意关灯,关空调,最后拉开总闸刀。
左右,湿度≤65%才能开机。 二.开机 开机时,首先打开仪器电源,稳定半小时,使得仪器能量达到最佳状态。开启
电脑,并打开仪器操作平台 OMNIC 软件,运行 Diagnostic 菜单,检查仪器稳定性。 三.制样 根据样品特性以及状态,制定相应的制样方法并制样。 四.扫描和输出红外光谱图 测试红外光谱图时,先扫描空光路背景信号,再扫描样品文件信号,经傅立叶
变换得到样品红外光谱图。根据需要,打印或者保存红外光谱图。 五.关机 1. 关机时,先关闭 OMNIC 软件,再关闭仪器电源,盖上仪器防尘罩。2. 在记
录本记录使用情况。
注意事项: 1、保持实验室电源、温度和湿度等环境条件,当电压稳定,室温为 21±5℃左

傅里叶红外光谱仪工作原理及应用

傅里叶红外光谱仪工作原理及应用

傅里叶红外光谱仪工作原理及应用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,简写为FTIR Spectrometer),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。

FTIR工作原理:光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜。

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。

FTIR主要特点:1.信噪比高:傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少,没有光栅或棱镜分光器,降低了光的损耗,而且通过干涉进一步增加了光的信号,因此到达检测器的辐射强度大,信噪比高。

2. 重现性好:傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里叶变换对光的信号进行处理,避免了电机驱动光栅分光时带来的误差,所以重现性比较好。

3. 扫描速度快:傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的,得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果,而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒,而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围,一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。

简单来说,红外光谱具有特征性强、分析快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较高、应用范围广(固态、液态或气态样品都能应用;无机、有机、高分子化合物均可检测)等特点,其与色谱(GC-IR)联用或TGA(TGA-IR)联用,定性功能强大。

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)是一种重要的分析仪器,其基本原理是利用傅里叶变换的原理进行红外光谱分析。

通过测量样品在不同波数下吸收或发射的红外辐射,可以获得样品的红外光谱图像,进而分析样品的化学成分和结构。

傅里叶变换的基本原理是任何一个周期函数都可以用一组正弦函数的无穷级数来表示,这组正弦函数的频率是原函数频率的整数倍。

对于傅里叶变换红外光谱仪,它将红外光在样品上通过的光强信号转换为频谱信号,再通过傅里叶变换将频谱信号转换为红外光强的波数分布图。

1.光源发出的连续谱光通过准直系统转化为平行光,再将平行光通过光学分束器分为参考光和样品光。

2.参考光和样品光经过光路调节后,分别经过干涉仪的两个通道。

3.干涉仪的两个通道引出的光分别经过两个光学衰减器调节光强,然后进入半导体探测器转换为电信号。

4.半导体探测器的输出信号经过预处理电路放大,再经过模数转换装置转换为数字信号。

5.数字信号经过傅里叶变换计算机利用傅里叶变换算法得到样品的红外光谱图像。

1.制药行业:可以用于药物成分的鉴定、含量的测定以及药物的质量控制。

2.化学行业:可以用于化学反应动力学的研究、有机物的结构表征等。

3.材料科学:可以用于材料的成分分析、物质的变换和反应过程的研究等。

4.聚合物行业:可以用于聚合物分子结构的分析和性能的研究。

5.环境监测:可以用于环境中有害物质的检测和分析,如大气污染物、水质污染物等。

总之,傅立叶变换红外光谱仪通过测量样品在不同波数下的红外光吸收或发射,利用傅里叶变换原理将光谱信号转换为波数分布图,从而实现对样品的结构和成分分析。

其在制药、化学、材料科学、聚合物和环境监测等领域有着广泛的应用。

傅里叶红外光谱仪的原理及应用

傅里叶红外光谱仪的原理及应用

傅里叶红外光谱仪的原理及应用傅里叶红外光谱仪的原理及应用一、傅里叶红外光谱仪的基本原理:傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)通过分析样品中不同波长的红外辐射和参比物中的红外辐射之间的差异,来确定样品中化学键的种类和结构以及分子的振动和转动状态。

具体来说,光谱仪通过将入射的白光通过一个Michelson干涉仪分解成不同频率的单色光,然后照射在样品上面,并测量反射或透射回来的光,在红外区域内记录样品所吸收的光谱,最后将获得的信号通过傅里叶变换转换成频谱图,得到样品中各种不同振动模式所对应的吸收峰,从而对样品进行检测和分析。

二、傅里叶红外光谱仪的优点:1. 快速分析:傅里叶红外光谱仪可以在短时间内得到样品的红外光谱,实现高效的化学分析。

2. 非破坏性分析:傅里叶红外光谱仪不需要对样品进行物理改变或破坏,避免了可能出现的误差。

3. 高精度分析:傅里叶红外光谱仪的精度高,可以检测样品中的微量化学组成。

4. 多样性分析:傅里叶红外光谱仪不仅可以检测有机化合物,还可以检测小分子无机物。

三、傅里叶红外光谱仪的应用:1. 医药行业:傅里叶红外光谱仪可以用于新药研制中的药物成分分析、质量控制和药物稳定性研究。

2. 化妆品行业:傅里叶红外光谱仪可以用于化妆品质量控制和成分分析,确保产品的稳定性和质量。

3. 食品行业:傅里叶红外光谱仪可以用于食品成分和质量分析,帮助食品企业保障产品质量和食品安全。

4. 环境监测:傅里叶红外光谱仪可以用于大气、水、土壤等环境中的有机和无机物检测,保障环境安全。

总之,傅里叶红外光谱仪作为一种高效、精准、非破坏性的化学分析手段,已经成为化学、医药、化妆品、食品、环境等领域的重要工具,并不断得到改进和创新,为各行业的发展进步带来越来越多的应用价值。

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用

毕业设计(论文)设计(论文)题目:傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用学院名称:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号指导教师:职称摘要红外光谱仪是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,其中傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)是七十年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。

它是根据光的相干性原理设计的,是一种干涉型光谱仪,具有优良的特性,完善的功能,并且应用范围极其广泛,同样也有着广泛的发展前景。

本文就傅立叶变换红外光谱仪的基本原理作扼要的介绍,总结了傅立叶变换红外光谱法的主要特点,综述了其在各个方面的应用,并对傅立叶变换红外光谱仪的发展方向提出了一些基本观点。

关键词:傅立叶变换红外光谱仪;基本原理;应用;发展AbstractInfrared spectroscopy is an effective method to identify substance and analyze the structures of molecular. Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometers developed in the seventies are a typical representative of the third generation of infrared spectroscopy. They are a kind of interference-type spectrometers which were designed based on the principle of coherent light, with excellent features and perfect functions. And they haven’t only been used widely but also have extensive prospects. In this paper, the basic principles of Fourier transform infrared spectrometer are described briefly. The main features of FT-IR were summed up as well as its application in various fields, and some basic opinions of developmental direction as far as FT-IR were put forward.Key words: Fourier transform infrared spectrometer;Basic principles;Application;Development目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................. I I1 傅里叶红外光谱仪的发展历史 (1)2 基本原理 (4)2.1光学系统及工作原理 (4)2.2傅立叶变换红外光谱测定 (6)2.3傅立叶变换红外光谱仪的主要特点 (7)3 样品处理 (8)3.1气体样品 (8)3.2液体和溶液样品 (8)3.3固体样品 (8)4 傅立叶变换红外光谱仪的应用 (9)4.1在临床医学和药学方面的应用⑷ (9)4.2在化学、化工方面的应用 (10)4.3在环境分析中的应用 (11)4.4在半导体和超导材料等方面的应用⑼ (11)5 全文总结 (12)参考文献 (13)1 傅立叶红外光谱仪的发展历史到目前为止红外光谱仪已发展了三代。

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J I A N G X I N O R M A L U N I V E R S I T Y 2009届本科生毕业论文课题名称:傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用Basic principles and application of Fourier transforminfrared spectrometer姓名高立峰学院理电学院专业物理学(师范)学号 06完成时间声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

其中除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写并以某种方式公开过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。

其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计(论文)成果是本人在江西师范大学读书期间在指导教师指导下取得的,成果归江西师范大学所有。

特此声明。

声明人(毕业设计(论文)作者)学号:06声明人(毕业设计(论文)作者)签名:摘要红外光谱仪是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,其中傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)是七十年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。

它是根据光的相干性原理设计的,是一种干涉型光谱仪,具有优良的特性,完善的功能,并且应用范围极其广泛,同样也有着广泛的发展前景。

本文就傅立叶变换红外光谱仪的基本原理作扼要的介绍,总结了傅立叶变换红外光谱法的主要特点,综述了其在各个方面的应用,并对傅立叶变换红外光谱仪的发展方向提出了一些基本观点。

关键词:傅立叶变换红外光谱仪;基本原理;应用;发展AbstractInfrared spectroscopy is an effective method to identify substance and analyze the structures of molecular. Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometers developed in the seventies are a typical representative of the third generation of infrared spectroscopy. They are a kind of interference-type spectrometers which were designed based on the principle of coherent light, with excellent features and perfect functions. And they h aven’t only been used widely but also have extensive prospects. In this paper, the basic principles of Fourier transform infrared spectrometer are described briefly. The main features of FT-IR were summed up as well as its application in various fields, and some basic opinions of developmental direction as far as FT-IR were put forward.Key words: Fourier transform infrared spectrometer; Basic principles;Application; Development目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 傅里叶红外光谱仪的发展历史 (1)2 基本原理 (4)光学系统及工作原理 (4)傅立叶变换红外光谱测定 (6)傅立叶变换红外光谱仪的主要特点 (7)3 样品处理 (8)气体样品 (8)液体和溶液样品 (8)固体样品 (8)4 傅立叶变换红外光谱仪的应用 (9)在临床医学和药学方面的应用⑷ (9)在化学、化工方面的应用 (10)在环境分析中的应用 (11)在半导体和超导材料等方面的应用⑼ (11)5 全文总结 (12)参考文献 (13)1 傅立叶红外光谱仪的发展历史到目前为止红外光谱仪已发展了三代。

第一代是最早使用的棱镜式色散型红外光谱仪, 用棱镜作为分光元件,分辨率较低,对温度、湿度敏感, 对环境要求苛刻。

60年代出现了第二代光栅型色散式红外光谱仪, 由于采用先进的光栅刻制和复制技术, 提高了仪器的分辨率, 拓宽了测量波段, 降低了环境要求。

70年代发展起来的干涉型红外光谱仪, 是红外光谱仪的第三代的典型代表(见图1), 具有宽的测量范围、高测量精度、极高的分辨率以及极快的测量速度。

傅立叶变换红外光谱仪是干涉型红外光谱仪器的代表, 具有优良的特性, 完善的功能。

图1傅立叶变换红外光谱仪实物图近年来各国厂家对其光源、干涉仪、检测器及数据处理等各系统进行了大量的研究和改进, 使之日趋完善。

由于计算机技术和自动化技术在仪器中的广泛使用, 使得红外光谱仪的调整、控制、测试及结果的分析大部分由计算机完成, 如显微红外光谱中的图像技术。

各公司的显微红外光谱仪均能对样品的某一区域进行面扫描, 得到该区域的化学成分的分布图, 如Continuum (Nicolet) 、EquinoxTM55 (Bruker) 、Spectrum2000 ( Perkin El2mer) 和Stingray lmaging (Bio-Rad) 等显微镜都有此功能。

随着仪器精密度的提高, 红外光谱仪在分辨率和扫描速度等方面达到了很高的指标。

如BrukerIFSl20H最佳分辨率为010008cm- 1 , Bomen公司的DA系列可达010026cm- 1。

而扫描速度Bruker可达117张谱图/ s, 利用步进扫描技术可达250皮纳秒的时间分辨率。

Nicolet8700扫描速度为105 次/ s,步进扫描时间分辨率为10ns。

现有的傅立叶变换红外光谱仪已不仅限于中红外(MIR) 的使用, 分束器的使用可将光谱范围可覆盖紫外到远红外的区段。

如Bruker为50000~4cm- 1, Bomen为50000~5cm- 1, Nicolet为25000~20cm- 1。

这些很高的技术指标、标志材料、光路设计、加工技术和软件都达到了很高的水平[1]。

但是,通常的透射红外光谱,即使是傅里叶变换透射红外光谱,都存在如下不足: ①固体压片或液膜法制样麻烦,光程很难控制一致,给测量结果带来误差。

另外,无论是添加红外惰性物质或是压制自支撑片,都会给粉末状态的样品造成形态变化或表面污染,使其在一定程度上失去其“本来面目”②大多数物质都有独特的红外吸收,多组分共存时,普遍存在谱峰重叠现象。

③透射样品池无法解决催化气相反应中反应物的“短路”问题,使得催化剂表面的吸附物种浓度较低,影响检测的灵敏度。

④不能用于原位(在线) 研究,只能在少数研究中应用。

因此,漫反射傅里叶变换红外光谱技术和衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术应运而生[2]。

漫反射技术是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法。

虽然早在20 世纪60 年代就已发展成为光谱学中的一个分支,但与红外光谱结合,是在傅里叶变换红外光谱出现后,漫反射傅立叶变换红外光谱技术才进入实用阶段。

与透射傅立叶变换红外光谱技术相比,漫反射傅里叶变换红外光谱法具有如下优点:不需要制样、不改变样品的形状、不会污染样品, 不要求样品有足够的透明度或表面光洁度,也不需要破坏样品,不会对样品的外观及性能造成任何损坏,可直接将样品放在样品支架上进行测定,可以同时测定多种组分,这些特点很适合对样品的无损检测,如对珠宝、钻石、纸币、邮票的真伪进行鉴定,对样品无任何不良作用。

20世纪90 年代初,衰减全反射(ATR ) 技术开始应用到红外显微镜上, 诞生了全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR ) 光谱仪。

近年来,随着计算机技术和多媒体图视功能的运用,实现了非均匀样品和不平整样品表面的微区无损测量,可以获得官能团和化合物在微区空间分布的红外光谱图像。

衰减全反射不需要通过透过样品的信号,而是通过样品表面的反射信号获得样品表层有机成分的结构信息,因此,衰减全反射具有如下特点:1) 不破坏样品,不需要象透射红外光谱那样要将样品进行分离和制样。

对样品的大小,形状没有特殊要求,属于样品表面无损测量。

2) 可测量含水和潮湿的样品。

3) 检测灵敏度高,测量区域小,检测点可为数微米。

4) 能得到测量位置处物质分子的结构信息、某化合物或官能团空间分布的红外光谱图像及微区的可见显微图象。

5) 能进行红外光谱数据库检索以及化学官能团辅助分析,确定物资和种类和性质。

6) 操作简便,自动化,用计算机进行选点、定位、聚集、测量。

由于衰减全反射的上述特点,极大地扩大了红外光谱技术的应用范围,使许多采用透射红外光谱技术无法制样,或者样品制做过程十分复杂、难度大、而效果又不理想的实验成为可能,采用衰减全反射附件和实验方法,可以获得常规的透射红外光谱技术所不能得到的检测效果。

傅立叶变换红外光谱仪与其他仪器的联用技术是近代研究发展的重要方向。

在现代分析测试技术中, 用于复杂试样的微量或痕量组分的分离分析的多功能红外联机检测技术代表了新的发展方向。

傅立叶变换红外光谱仪与色谱联用可以进行多组分样品的分离和定性, 与显微镜联用可进行微量样品的分析鉴定, 与热失重联用可进行材料的热稳定性研究, 与拉曼光谱联用可得到红外光谱弱吸收的信息。

实践证明, 红外光谱联用技术是一种十分有效的实用技术, 现已实现联机的有气相色谱-红外、高效液相色谱-红外、超临界流体色谱-红外、薄层色谱-红外、热失重-红外、显微镜-红外及气相色谱-红外-质谱等, 这将进一步提高分析仪器的分离分析能力。

随着傅立叶变换红外光谱技术的发展, 远红外、近红外、偏振红外、高压红外、红外光声光谱、红外遥感技术、变温红外、拉曼光谱、色散光谱等技术也相继出现, 这些技术的出现使红外成为物质结构和鉴定分析的有效方法。

近年来, 随着计算机技术的发展, 红外光谱定性分析实现了计算机检索和辅助光谱解析。

概括地说, 就是首先将相当数量化合物的红外光谱图,按照一定规则进行编码后, 存放在计算机的存储设备中形成谱库, 然后, 对待分析样品的红外光谱图也进行同样的编码, 再以某种计算方法与谱库中存储的数据逐个进行比较, 挑选出类似的数据,最后按类似的程度输出挑选结果, 从而达到光谱检索目的。

而这也大大减少了光谱解析的工作量。

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