傅立叶红外光谱介绍.pptx
合集下载
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
傅里叶红外光谱分析
①研糊法（液体石腊法） ②KBR压片法 ③薄膜法
在定性分析中，所制备的样品最好使最强的吸收峰透过率为10%左右。
2019/9/26
3.1 固体样品
•3.1.1 压片法 •取1 ～ 2mg的样品在玛瑙研钵中研 磨成细粉末与干燥的溴化钾（A. R.级 ,200度烘烤）粉末（约100mg，粒度 200目）混合均匀，装入模具内，在 压片机上压制成片测试。12mpa
红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区
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 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构 近红外区 中红外区 远红外区
2019/9/26
2019/9/26
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 （ m ） 和波数1/λ 单位：cm-1 可以用峰数，峰位， 峰形，峰强来描述。
(4)1200 670 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
2019/9/26
4.2、分子结构与吸收峰
molecular structure and absorption peaks
4.2.1． X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）
（1）—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强
2019/9/26
溶剂
傅里叶变换红外光谱分析
红外吸收光谱分析
IR光谱分析的特点： • 高灵敏度 • 试样用量少 • 扫 描 时间极快 • 能分析各种状态的试样等特点 • 材料分析中最常用的工具
红外吸收光谱分析
红外光谱的吸收强度和表示方法
1．透光度
T % I 100% （6-7） I0
式中 I0—入射光强度； I —入射光被样品吸收后透过的光强度。 2．吸光度
A lg 1 lg I0 （6-8） TI
横坐标：表示波长或波数, 波数是波长的倒数，即
（cm-1）=104/(m)
红外光谱的特征性，基团频率
红外光谱
红外光谱的最大特点是具有特征性。 与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团 频率。 只要掌握了各种基团的振动频率（基团频率） 及其位移规律，就可应用红外光谱来检定化合物中
光信号光谱测量：实时 监控、遥感监测等） ……
构成物质的分子和原子存在微观的运动
– 如：水分子的振动
反对称伸缩 弯曲振动 对称伸缩 通常非对称伸缩振动较
对称伸缩振动在较高的 波数出现
弯曲 (1595 cm-1)
对称伸缩 (3657 cm-1)
非对称伸缩 (3756 cm-1)
红外光谱原理
用一束红外光（连续波长）照射试样； 若其频率相应的能量与某个分子的振动或转动能量差
存在的基团及其在分子中的相对位置。
红外光谱
常见的化学基团在4000~670cm-1范围内有特 征基团领率。在实际应用时，为便于对光谱进行 解释，常将这个波数范围分为四个部分：
红外光谱
(1) 4000~2500cm-1 X-H伸缩振动区， X可以是O、H、C和S原子。 在这个区域内主要包括O-H，N-H，C-H和S-H 键的伸缩振动；
傅立叶红外光谱样品调制及图谱解析技巧PPT课件
第13页/共55页
气体池以及气体池架
将气体池放在气体池架上即可，气体池的 两边由KBr窗片或其它类型的盐片密封，要特 别注意防止盐片受潮。
第14页/共55页
二、红外光谱解析技巧
1、分子结构对基团吸收谱带位置的影响
在双原子分子中，其特征吸收谱带的位置由键力常数和原
子质量决定。在复杂的有机化合物分子中，某一基团的特征
第6页/共55页
常用的反射配件
• 固体样品 • 粉末样品 • 定性及定
量分析
漫反射附件
第7页/共55页
可用于： • 单层膜分析 • LB膜 • 镀膜、薄层 • 分子取向研究 • 黑色样品
80º角水平反射附件
第8页/共55页
水平ATR
第9页/共55页
• 液体 • 凝胶 • 糊状 • 固体 •膜 • 反应过
第20页/共55页
表 酸酐的υC=O谱带
酸 酐 υC=O/cm-1
酸酐
υC=O/cm-1
乙酸酐 1825，1748
丁二酸酐
1865，1782
己酸酐 1820，1760 戊二酸酐
1802，1761
苯甲酸酐 1780，1715 邻苯二甲酸酐 1845，1775
第21页/共55页
• 二元酸两个羰基之间只有1－2个碳原子时，会出现两 个υC=O
制备高聚物薄膜常用溶剂
适合的溶剂
苯 甲醇 二甲基甲酰胺 氯仿或丙酮 甲酸 二氯乙烷 丙酮 四氯乙烷 四氢呋喃 二甲亚砜 甲苯、四氢萘 水
高聚物
聚乙丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等 聚醋酸乙烯酯、乙基纤维素 聚丙烯腈 聚甲基丙烯酸甲酯 尼龙6 聚碳酸酯 醋酸纤维素 涤纶 聚氯乙烯 聚酰亚胺、聚甲醛（热） 聚乙烯（热） 、聚丙烯（热） 聚乙烯醇（热） 、甲基纤维素
气体池以及气体池架
将气体池放在气体池架上即可，气体池的 两边由KBr窗片或其它类型的盐片密封，要特 别注意防止盐片受潮。
第14页/共55页
二、红外光谱解析技巧
1、分子结构对基团吸收谱带位置的影响
在双原子分子中，其特征吸收谱带的位置由键力常数和原
子质量决定。在复杂的有机化合物分子中，某一基团的特征
第6页/共55页
常用的反射配件
• 固体样品 • 粉末样品 • 定性及定
量分析
漫反射附件
第7页/共55页
可用于： • 单层膜分析 • LB膜 • 镀膜、薄层 • 分子取向研究 • 黑色样品
80º角水平反射附件
第8页/共55页
水平ATR
第9页/共55页
• 液体 • 凝胶 • 糊状 • 固体 •膜 • 反应过
第20页/共55页
表 酸酐的υC=O谱带
酸 酐 υC=O/cm-1
酸酐
υC=O/cm-1
乙酸酐 1825，1748
丁二酸酐
1865，1782
己酸酐 1820，1760 戊二酸酐
1802，1761
苯甲酸酐 1780，1715 邻苯二甲酸酐 1845，1775
第21页/共55页
• 二元酸两个羰基之间只有1－2个碳原子时，会出现两 个υC=O
制备高聚物薄膜常用溶剂
适合的溶剂
苯 甲醇 二甲基甲酰胺 氯仿或丙酮 甲酸 二氯乙烷 丙酮 四氯乙烷 四氢呋喃 二甲亚砜 甲苯、四氢萘 水
高聚物
聚乙丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等 聚醋酸乙烯酯、乙基纤维素 聚丙烯腈 聚甲基丙烯酸甲酯 尼龙6 聚碳酸酯 醋酸纤维素 涤纶 聚氯乙烯 聚酰亚胺、聚甲醛（热） 聚乙烯（热） 、聚丙烯（热） 聚乙烯醇（热） 、甲基纤维素
傅里叶变换红外光谱仪ppt课件
12
（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
的电子云密度平均化，即双键键强减小， 振动频率红移 (减小）。也以C＝O为例：
13
空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使 共轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2
O
O
O
CH3
1663cm-1
CH3 CH3
1686cm-1
CH3 CH(CH3)2
叁键和
CC、CN、NN和
累积双键区 2500~2000cm-1 C＝C＝C、N＝C＝O
等的伸缩振动
双键区 单键区
2000~1500cm-1 C=O、C=C、C=N、 NO2、苯环等的伸缩振动
1500~400cm-1 C－C、C－O、C－N、 C－X等的伸缩振动及含
氢基团的弯曲振动。
9
红外吸收峰的类型
• 基频峰 分子吸收一定频率的红外光，若振动能级
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发 （n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。 由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因 而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一 类吸收峰。 • 泛频峰 包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都 很弱常观测不到。
10
影响基团频率位移的因素
23
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图
24
迈克尔逊红外干涉仪原理图
25
光源
1.能斯特灯 由粉末状氧化锆、氧化钇、氧化钍等稀土氧化 物加压成型，并在高温下烧结成的空心或实心 细棒,功率为50-200W，波长2-25μm寿命1000h。
2.硅碳棒 由硅砂加压成型，并在高温下烧结成的两端粗 中间细的实心棒，功率200-400W，波长230μm，寿命大于1000h。
（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
的电子云密度平均化，即双键键强减小， 振动频率红移 (减小）。也以C＝O为例：
13
空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使 共轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2
O
O
O
CH3
1663cm-1
CH3 CH3
1686cm-1
CH3 CH(CH3)2
叁键和
CC、CN、NN和
累积双键区 2500~2000cm-1 C＝C＝C、N＝C＝O
等的伸缩振动
双键区 单键区
2000~1500cm-1 C=O、C=C、C=N、 NO2、苯环等的伸缩振动
1500~400cm-1 C－C、C－O、C－N、 C－X等的伸缩振动及含
氢基团的弯曲振动。
9
红外吸收峰的类型
• 基频峰 分子吸收一定频率的红外光，若振动能级
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发 （n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。 由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因 而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一 类吸收峰。 • 泛频峰 包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都 很弱常观测不到。
10
影响基团频率位移的因素
23
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图
24
迈克尔逊红外干涉仪原理图
25
光源
1.能斯特灯 由粉末状氧化锆、氧化钇、氧化钍等稀土氧化 物加压成型，并在高温下烧结成的空心或实心 细棒,功率为50-200W，波长2-25μm寿命1000h。
2.硅碳棒 由硅砂加压成型，并在高温下烧结成的两端粗 中间细的实心棒，功率200-400W，波长230μm，寿命大于1000h。
傅里叶红外光谱分析原理与方法PPT文档共110页
傅里叶红外光谱分析原理与方法
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
傅里叶红外光谱成像技术 ppt课件
显微装置中配以物镜和聚光镜（condenser）实现成像 的６× 放大，数值孔径为０.５８ 。【特定的光学设计 允许样品区域在探测器单元上实现１ ∶ １ 和４ ∶ １ 成像，从而达到２５ × ２５ 和６.２５ μm × ６.２５ μm 正常空间分辨率（实际的空间分辨率是和波长相关 的，并由衍射限来决定的） 。光谱可以以快速扫描的模 式（最大速率８０ pixels／s）进行采集。】可见光成 像（视觉影像Visual image）的收集则通过一个CCD 相机结合计算机控制（亦可手动操作）的显微镜样品台 的运动来最终实现。可见光成像的收集是在白光LED 的 照射下“拼接”而成。而后在可见光成像区域内选择感 兴趣的区域进行红外光谱成像。因为系统集成阵列探测 器和运动样品台，所以红外光谱成像数据采集速度较快。 具体速度还与光谱分辨率及空间分辨率有关，分辨率越 高则采集时间越长。
关于FTIRI 的总结
FTIRI 系统结构介绍
FTIRI 在骨病研究中的 应用
FTIRI 系统工作原理和方式
红20外01光年谱，用珀于金生埃物尔物默理（学Pe和rk生in物E化lm学e进r）行公结司构推分出析一已套有傅大 半里个叶世变纪换。红该外方光法谱提 成供 像了 （重fo要ur的ie结r t构ra信ns息fo，rm例i如nf组ra织re的d 组 成im，ag蛋in白g质，二FT级IR结I）构系和统相，互即作采用用，高DN灵A敏构度象的和线结性构阵转列变， 脂探质测构器并象耦的合排一序个和可相快行速为运等动。的傅样里品叶台变。换红外（fourier t该ra仪n器sfo允r许m红in外fr光ar谱ed成，像F（TIMR）ap光s 谱或技Im术ag则e是s）在以2独0世立纪的80 年样代品后尺期寸兴采起集，并和在 基于生物 FP医A 学开研发究的中红发外挥光着谱越成来像越仪重器要在的 作数用据。采集时间和操作方便性方面相比较具有更明显的优 势，并降低了噪声和成本。自FTIRI 技术出现以来，虽然 仪器系统较昂贵，但仍以其强大的功能在各领域发挥越 来越重要的作用。
傅里叶红外光谱分析88页PPT
傅里斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
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
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
學習目標
先看看H2O和CO2分子的譜圖產生情況：
10
IIR
CO2分子的振動
學習目標
11
IIR
紅外光譜產生的條件
學習目標
條件： (1) 輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量。 (2) 輻射與物質間有相互偶合作用。
對稱分子： 沒有偶極矩，輻射不能引起共振， 無 紅外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
3.機械軸承干涉儀在不採集紅外數據時，會自動的處於休眠狀態。紅外資 料獲取後，過一段時間，如果不再採集資料，干涉議的動鏡就會停止移 動。一旦重新採集資料，干涉儀的動鏡馬上就會移動。這樣有利於延長 軸承干涉儀的使用壽命。
IIR
FTIR儀器結具構體結構解釋
學習目標
FTIR主要有光源、干涉儀、檢測器、電腦和記錄系統 組成。分為三部分：光學系統、電腦、印表機。
光學系統有干涉儀、光源、光闌、樣品室、檢測器、氦氖雷射器、 控制電路組成
干 涉 儀 種 類
21
FTIR光譜儀中使用的空氣軸干涉儀光路示意圖
學習目標
數
位
固定鏡
訊
號
18
IIR
邁克爾遜干涉儀-1
學習目標
干涉儀
BM
l
0 -l
動鏡
19
定鏡
BF
分束器
IR 光源
BF = BM
光程差 = 0
檢測器
IIR
波的相互作用(干涉)
學習目標
同相 相長干涉
+
=
異相 相消干涉
+
=
21
IIR
FTIR儀器結構
學習目標
干涉儀
試 樣
DTGS或 MTC檢測
器
電子電 腦
光源
20
干涉圖
紅外光譜
20世紀70年代，不也要單測器，出現了干涉型傅裡葉 變換紅外光譜儀。具有如下的優點： 灵敏度高、扫描速度快 、分辨率高、测量光谱范围 宽。
IIR
發展主要變化
學習目標
棱鏡 光柵
干涉儀
3
IIR
三、紅外光譜概述
學習目標
波數
波長
波長與波數之間的關係為： （波數） / cm-1 =104 /（ / µm ）
學習目標
當一束連續變化的各種波長的紅外光照射樣品時，其中一 部分被吸收，吸收的這部分光能就轉變為分子的振動能量 和轉動能量。另一部分光透過，若將其透過的光用單色器 進行色散，就可以得到一譜帶。
若以波長或波數為橫坐標，以百分吸收率或透光度為縱坐 標，把這譜帶記錄下來，就得到了該樣品的紅外吸收光譜 圖，也有稱紅外振-轉光譜圖。
處
理
器
动镜
電磁線圈
He-Ne鐳射
反射鏡
分束器 光電倍增管 IR光源
22
IIR
機械軸承干涉儀
學習目標
1.FTIR分光光度計就可以在沒有氣源的條件下工作，給紅外測試帶來很大 方便。
2.機械軸承干涉儀使用高潤滑耐磨材料。動鏡在電磁驅動下，在幾乎無摩 擦力的狀態下在機械軸承上移動。由於採用了動態調整技術，是干涉儀 達到高度穩定性，確保紅外數據的重複性。
非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。
12
IIR
分子中基團的基本振動形式
學習目標
表示符號：s(強)；m(中)；w(弱)；a（不對稱）
1.兩類基本振動形式
伸縮振動 亞甲基：
變形振動亞 甲基
13
IIR
甲基的振動形式
學習目標
伸縮振動 甲基：
變形振 動甲基
對稱
不對稱
υs(CH3) 2870 ㎝-1 υas(CH3) 2960㎝-1
1947年，世界上第一台雙光束自動記錄紅外分光光度 計，在美國使用。缺點是：實驗條件在恒溫下、乾燥 環紅外吸收光譜技術及進展境。掃描速度慢，測定濃 度範圍受棱鏡材料限制。
20世紀60年代，採用光柵作為單測器，但是色散型儀 器解析度、靈敏度不高，掃描速度慢。色散能力比棱 鏡高，得到的單色光優於棱鏡單測器，且對於溫度濕 度要求不嚴格，所測定的紅外光譜範圍很寬。
當電源按鈕包含兩種顏色的LED，所顯示的顏色LED可以表明該系統 的狀態下表列出LED的顏色和儀器的狀態。
17
IIR
FTIR工作原理
學習目標
光源發出的光被（分束器）分為兩 束，一束經透射到達（動鏡），另 一束經反射到達（動鏡）。兩束光 分別經動鏡和定鏡反射再回到分束 器，動鏡以恒定的速度作直線運動， 因而經過分束器後的兩束光形成 （光程差），產生干涉。通過樣品 後含有樣品資訊的干涉光到達（檢 測器），然後通過傅裡葉變換對信 號進行處理，最終得到透過率或吸 光度隨波數或波長紅外吸收光譜圖。
8
IIR
紅外光譜儀基本工作原理
學習目標
用一定頻率的紅外線聚焦照射被分析的試樣，如果分子中某個 基團的振動頻率與照射紅外線相同就會產生共振，這個基團就 吸收一定頻率的紅外線，把分子吸收的紅外線的情況用儀器記 錄下來，便能得到全面反映試樣成份特徵的光譜，從而推測化 合物的類型和結構。
9
IIR
紅外光譜產生的條件
對稱δs(CH3)1380㎝-1
不對稱δas(CH3)1460㎝-1
五、 cary 630 FTIR 介紹
學習目標
15
IIR
電源和通訊連線
學習目標
將所提供的電源連接線插入位於左下側的連接器後部的Cary FTIR系統。 1.按順時針方向旋轉，直到執行緒藍帽電源連接器用手指轉緊。
為了避免損壞塑膠連接線，小心不要過度轉緊。 2.系統提供適當的電源綜合佈線將電源線的另一端連接到交流電源插座。 3.將Mini USB通訊電纜上的USB接在儀器右下方。 4.按順時針方向旋轉，知道執行緒藍帽上的電源連接器。 5.用手指轉緊，為了避免損壞塑膠連接器，小心不要過度轉緊。
學習目標
一、學習紅外光譜重點如下：
瞭解紅外光譜區域的劃分；掌握紅外光譜儀的基本 原理及構造，瞭解紅外光譜吸收的產生條件。
掌握簡單紅外譜圖的定性分析。 掌握開啟及關閉 cary630 FTIR儀器。 熟悉儀器操作步驟。 瞭解紅外光譜儀的使用、保養及有關注意事項。
1
IIR
學習目標
3
二、紅外吸收光譜技術及進展
附 件 連 接
開啟電源
學習目標
打開儀器：
1.按下Cary 630的電源按鈕，持續兩秒。開始時，指示燈會在紅色和綠 色之間閃爍當軟體正在載入時。這個過程應該不超過15秒。當LED指示 燈持續變亮綠色，表示儀器已經可以使用。
2.光譜儀必須有一個5分鐘熱機在分析開始前。 3.當儀器完成使用，按下綠色的電源按鈕關閉系統LED指示燈變為紅色。 4.電源關閉LED狀態：
5
IIR
紅外光區劃分:
學習目標
紅外光譜波長範圍約為0.75 ~ 1000µm，一般換算為波數。 根據儀器技術和應用不同，習慣上又將紅外光區分為三個區。
6
IIR
四、紅外光譜圖
學習目標
縱坐標為透過率，橫坐標為波長λ （ μm ）或波數（cm-1）
如下光譜圖
先看看H2O和CO2分子的譜圖產生情況：
10
IIR
CO2分子的振動
學習目標
11
IIR
紅外光譜產生的條件
學習目標
條件： (1) 輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量。 (2) 輻射與物質間有相互偶合作用。
對稱分子： 沒有偶極矩，輻射不能引起共振， 無 紅外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
3.機械軸承干涉儀在不採集紅外數據時，會自動的處於休眠狀態。紅外資 料獲取後，過一段時間，如果不再採集資料，干涉議的動鏡就會停止移 動。一旦重新採集資料，干涉儀的動鏡馬上就會移動。這樣有利於延長 軸承干涉儀的使用壽命。
IIR
FTIR儀器結具構體結構解釋
學習目標
FTIR主要有光源、干涉儀、檢測器、電腦和記錄系統 組成。分為三部分：光學系統、電腦、印表機。
光學系統有干涉儀、光源、光闌、樣品室、檢測器、氦氖雷射器、 控制電路組成
干 涉 儀 種 類
21
FTIR光譜儀中使用的空氣軸干涉儀光路示意圖
學習目標
數
位
固定鏡
訊
號
18
IIR
邁克爾遜干涉儀-1
學習目標
干涉儀
BM
l
0 -l
動鏡
19
定鏡
BF
分束器
IR 光源
BF = BM
光程差 = 0
檢測器
IIR
波的相互作用(干涉)
學習目標
同相 相長干涉
+
=
異相 相消干涉
+
=
21
IIR
FTIR儀器結構
學習目標
干涉儀
試 樣
DTGS或 MTC檢測
器
電子電 腦
光源
20
干涉圖
紅外光譜
20世紀70年代，不也要單測器，出現了干涉型傅裡葉 變換紅外光譜儀。具有如下的優點： 灵敏度高、扫描速度快 、分辨率高、测量光谱范围 宽。
IIR
發展主要變化
學習目標
棱鏡 光柵
干涉儀
3
IIR
三、紅外光譜概述
學習目標
波數
波長
波長與波數之間的關係為： （波數） / cm-1 =104 /（ / µm ）
學習目標
當一束連續變化的各種波長的紅外光照射樣品時，其中一 部分被吸收，吸收的這部分光能就轉變為分子的振動能量 和轉動能量。另一部分光透過，若將其透過的光用單色器 進行色散，就可以得到一譜帶。
若以波長或波數為橫坐標，以百分吸收率或透光度為縱坐 標，把這譜帶記錄下來，就得到了該樣品的紅外吸收光譜 圖，也有稱紅外振-轉光譜圖。
處
理
器
动镜
電磁線圈
He-Ne鐳射
反射鏡
分束器 光電倍增管 IR光源
22
IIR
機械軸承干涉儀
學習目標
1.FTIR分光光度計就可以在沒有氣源的條件下工作，給紅外測試帶來很大 方便。
2.機械軸承干涉儀使用高潤滑耐磨材料。動鏡在電磁驅動下，在幾乎無摩 擦力的狀態下在機械軸承上移動。由於採用了動態調整技術，是干涉儀 達到高度穩定性，確保紅外數據的重複性。
非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。
12
IIR
分子中基團的基本振動形式
學習目標
表示符號：s(強)；m(中)；w(弱)；a（不對稱）
1.兩類基本振動形式
伸縮振動 亞甲基：
變形振動亞 甲基
13
IIR
甲基的振動形式
學習目標
伸縮振動 甲基：
變形振 動甲基
對稱
不對稱
υs(CH3) 2870 ㎝-1 υas(CH3) 2960㎝-1
1947年，世界上第一台雙光束自動記錄紅外分光光度 計，在美國使用。缺點是：實驗條件在恒溫下、乾燥 環紅外吸收光譜技術及進展境。掃描速度慢，測定濃 度範圍受棱鏡材料限制。
20世紀60年代，採用光柵作為單測器，但是色散型儀 器解析度、靈敏度不高，掃描速度慢。色散能力比棱 鏡高，得到的單色光優於棱鏡單測器，且對於溫度濕 度要求不嚴格，所測定的紅外光譜範圍很寬。
當電源按鈕包含兩種顏色的LED，所顯示的顏色LED可以表明該系統 的狀態下表列出LED的顏色和儀器的狀態。
17
IIR
FTIR工作原理
學習目標
光源發出的光被（分束器）分為兩 束，一束經透射到達（動鏡），另 一束經反射到達（動鏡）。兩束光 分別經動鏡和定鏡反射再回到分束 器，動鏡以恒定的速度作直線運動， 因而經過分束器後的兩束光形成 （光程差），產生干涉。通過樣品 後含有樣品資訊的干涉光到達（檢 測器），然後通過傅裡葉變換對信 號進行處理，最終得到透過率或吸 光度隨波數或波長紅外吸收光譜圖。
8
IIR
紅外光譜儀基本工作原理
學習目標
用一定頻率的紅外線聚焦照射被分析的試樣，如果分子中某個 基團的振動頻率與照射紅外線相同就會產生共振，這個基團就 吸收一定頻率的紅外線，把分子吸收的紅外線的情況用儀器記 錄下來，便能得到全面反映試樣成份特徵的光譜，從而推測化 合物的類型和結構。
9
IIR
紅外光譜產生的條件
對稱δs(CH3)1380㎝-1
不對稱δas(CH3)1460㎝-1
五、 cary 630 FTIR 介紹
學習目標
15
IIR
電源和通訊連線
學習目標
將所提供的電源連接線插入位於左下側的連接器後部的Cary FTIR系統。 1.按順時針方向旋轉，直到執行緒藍帽電源連接器用手指轉緊。
為了避免損壞塑膠連接線，小心不要過度轉緊。 2.系統提供適當的電源綜合佈線將電源線的另一端連接到交流電源插座。 3.將Mini USB通訊電纜上的USB接在儀器右下方。 4.按順時針方向旋轉，知道執行緒藍帽上的電源連接器。 5.用手指轉緊，為了避免損壞塑膠連接器，小心不要過度轉緊。
學習目標
一、學習紅外光譜重點如下：
瞭解紅外光譜區域的劃分；掌握紅外光譜儀的基本 原理及構造，瞭解紅外光譜吸收的產生條件。
掌握簡單紅外譜圖的定性分析。 掌握開啟及關閉 cary630 FTIR儀器。 熟悉儀器操作步驟。 瞭解紅外光譜儀的使用、保養及有關注意事項。
1
IIR
學習目標
3
二、紅外吸收光譜技術及進展
附 件 連 接
開啟電源
學習目標
打開儀器：
1.按下Cary 630的電源按鈕，持續兩秒。開始時，指示燈會在紅色和綠 色之間閃爍當軟體正在載入時。這個過程應該不超過15秒。當LED指示 燈持續變亮綠色，表示儀器已經可以使用。
2.光譜儀必須有一個5分鐘熱機在分析開始前。 3.當儀器完成使用，按下綠色的電源按鈕關閉系統LED指示燈變為紅色。 4.電源關閉LED狀態：
5
IIR
紅外光區劃分:
學習目標
紅外光譜波長範圍約為0.75 ~ 1000µm，一般換算為波數。 根據儀器技術和應用不同，習慣上又將紅外光區分為三個區。
6
IIR
四、紅外光譜圖
學習目標
縱坐標為透過率，橫坐標為波長λ （ μm ）或波數（cm-1）
如下光譜圖