紅外光譜測(cè)試實(shí)驗(yàn)z140417

1、紅外光譜測(cè)試實(shí)驗(yàn)紅外光譜測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、引言一、引言紅外光譜法是鑒別化合物和確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的常用手段之一，用于物質(zhì)（在振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物）的定性鑒別和定量分析，廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、化工、催化、石油、材料、生物、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域。紅外光譜儀的發(fā)展大致經(jīng)歷了這樣的過(guò)程：第一代的紅外光譜儀以棱鏡為色散元件，它使紅外分析技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用階段。由于常用的棱鏡材料如氯化鈉、溴化鉀等的折射率均隨溫度的變化而變化，且分辨率

2、低，光學(xué)材料制造工藝復(fù)雜，儀器需恒溫、低濕等，這種儀器現(xiàn)已被淘汰了。20世紀(jì)60年代以后發(fā)展起來(lái)的第二代紅外光譜儀以光柵為色散元件。光柵的分辨能力比棱鏡高得多，儀器的測(cè)量范圍也比較寬。但由于光柵型儀器在遠(yuǎn)紅外區(qū)能量很弱，光譜質(zhì)量差，同時(shí)掃描速度慢，動(dòng)態(tài)跟蹤以及GCIR聯(lián)用技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)，目前大多數(shù)廠家已停止生產(chǎn)光柵型儀器。第三代紅外光譜儀是20世紀(jì)70年代以后發(fā)展起來(lái)的傅立葉變換紅外光譜儀（FourierTransfmInfrare

3、dSpectroscopy，F(xiàn)TIR），它無(wú)分光系統(tǒng)，一次掃描可得到全譜。由于它具有以下顯著特點(diǎn)，因此大大地?cái)U(kuò)展了紅外光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域。(1)掃描速度快。測(cè)量時(shí)間短，可在ls內(nèi)獲得紅外光譜，適于對(duì)快速反應(yīng)過(guò)程的追蹤，也便于和色譜法聯(lián)用。(2)光通量較大。因而可以檢測(cè)透射比較低的樣品，便于利用各種附件，如漫反射、鏡面反射、衰減全反射等附件。并能檢測(cè)不同的樣品：氣體、固體、液體、薄膜和金屬鍍層等。(3)分辨率高。波數(shù)精度可達(dá)0.01cm1，

4、便于觀察氣態(tài)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)。(4)測(cè)量范圍寬。一臺(tái)傅立葉變換紅外光譜儀，只要相應(yīng)地改變光源、分束器和檢測(cè)器的配置，就可以研究整個(gè)紅外區(qū)(10000～10cm1)的光譜。(5)測(cè)定精度高，重復(fù)性可達(dá)0.1%，而雜散光小于0.01%。之后，還發(fā)展了應(yīng)用二極管陣列技術(shù)的近紅外光譜儀（第四代），以及應(yīng)用航天技術(shù)的“聲光可調(diào)濾光器”（縮寫(xiě)為AOTF）技術(shù)的近紅外光譜儀（第五代）。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解傅立葉變換紅外光譜儀的結(jié)構(gòu)和工作

5、原理。(2)初步掌握紅外光譜的測(cè)試和分析方法。三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理1基本原理基本原理構(gòu)成物質(zhì)的分子都是由原子通過(guò)化學(xué)鍵連結(jié)而成，分子中的原子與化學(xué)鍵受光能輻射后均處于不斷的運(yùn)動(dòng)之中。這些運(yùn)動(dòng)除了原子外層價(jià)電子的躍遷之外，還有分子中原子的相對(duì)振動(dòng)和分子本身的繞核轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)一束紅外光照射物質(zhì)時(shí)，被照射物質(zhì)的分子將吸收一波數(shù)比相應(yīng)鍵的彎曲振動(dòng)峰波數(shù)高。圖1非線型分子的振動(dòng)方式（4）雙原子形成化學(xué)鍵的波數(shù)）雙原子形成化學(xué)鍵的波數(shù)以經(jīng)典力學(xué)來(lái)處