傅里葉變換紅外光譜(Fourier Transform infrared spectroscopy)簡(jiǎn)寫(xiě)為FTIR,。傅里葉紅外光譜法是通過(guò)測(cè)量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變化的方法來(lái)測(cè)定紅外光譜。紅外光譜的強(qiáng)度h(δ)與形成該光的兩束相干光的光程差δ之間有傅里葉變換的函數(shù)關(guān)系,。傅立葉變換測(cè)定紅外光譜用于控制兩相干光光程差的干涉儀測(cè)量得到下式表示的光強(qiáng)隨光程差變化的干涉圖其中v為波數(shù),,將包含各種光譜信息的干涉圖進(jìn)行傅立葉變換得實(shí)際的吸收光,傅立葉變換紅光譜具有高檢測(cè)靈敏度,、高測(cè)量精度,、高分辨率、測(cè)量速度快,、散光低以及波段寬等特點(diǎn),。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,F(xiàn)TIR也在不斷發(fā)展,。該方法現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于有機(jī)化學(xué),、金屬有機(jī),無(wú)機(jī)化學(xué),、催化,、石油化工、材料科學(xué),、生物,、醫(yī)藥和環(huán)境等領(lǐng)域。
1. 壓片法 KBr 的處理和保存
壓片使用的KBr不一定要光譜純的,,國(guó)外也常常使用分析純的,,但是,必須注意以下幾點(diǎn):
?、龠x擇正規(guī)的產(chǎn)品,,有水份是沒(méi)有關(guān)系的,關(guān)鍵是沒(méi)有無(wú)雜質(zhì),尤其是有機(jī)物峰,,還有SO42-,,NO3-等。
?、谌绻弦蟮脑?,可以處理一大批KBr。首先,,用干凈的瑪瑙研缽仔細(xì)研磨細(xì),,然后在120℃烘干24h,或馬弗爐中400℃燒30分鐘,,置于的干燥器中冷卻,。
③再做個(gè)KBr紅外,,看看吸收,。如果沒(méi)有特殊吸收,就放干燥器中,,可以統(tǒng)一保存,。
④另外使用個(gè)小稱量瓶和藥勺,,取出一小部分KBr供平常使用,,與統(tǒng)一保存的KBr要分開(kāi)。保存的KBr要盡量減少開(kāi)啟次數(shù),。
?、葑黾t外的KBr一定要,不要和其它實(shí)驗(yàn)合成的混用,。藥品遵循只許出,,不許進(jìn)的原則。處理過(guò)的KBr也是這樣,,以免污染,。
⑥使用光譜純的也可,,但也要進(jìn)行上述處理,。
⑦打破的,,做液體的溴化鉀單晶片純度很高,,不要扔掉破碎的溴化鉀片,可以用來(lái)壓片,。
2. 液膜 KBr 晶片的處理
溴化鉀單晶片鹽片用時(shí)間久了,,不太透明或不平整,,有幾個(gè)辦法可以*處理 :
①可以用附帶的拋光附件拋光,。
?、诳梢韵扔眉?xì)的金相(顏色淡的那種,物理系常常有)砂紙拋光,,然后再用平絨布面上蹭。
?、蹏?guó)外有用一份蒸餾水+5份異丙醇混和,,先滴加在絨布面拋光,然后迅速轉(zhuǎn)移在干燥的絨布面上蹭。效果也很好,。處理時(shí)一定要帶好手套,,避免手上濕氣的侵蝕。
3. 操作注意事項(xiàng)
a.理論上,,研磨的粒度要小于其紅外光的波長(zhǎng),,這樣才能避免產(chǎn)生色散譜,注意 : 研磨過(guò)程盡量不要吸收水分,,不要對(duì)著樣品呼氣,。
b.做紅外放樣品時(shí)候,注意輕開(kāi)輕關(guān)樣品室,,同時(shí),,不要面對(duì)樣品室呼氣,可以使背景的吸收扣的很好,。
c.擦洗鹽片要由里向外,,有機(jī)溶劑,比如,,丙酮不要沾的很多,。
d.液體樣品要控制好厚度。
e.手洗干凈和干燥是很重要的,。
4. 一些特殊樣品的處理方法
a.有些在溶液中生成的樣品,,如,配合物一類等,,不易提取出來(lái),。可以把溶液滴加在的KBr中干燥,,研磨,。如果樣品不怕加溫,可以加溫干燥后測(cè)試,。如果樣品不能加溫,,可以待溶劑揮發(fā)后,,再放入干燥器中自然干燥后再測(cè)紅外。
b.有些含水的樣品,,如果,,沒(méi)有氟化鈣的鹽片,可以用KBr粉末壓片,,把樣品滴加在上面,,測(cè)完后拋棄。
c.平時(shí)用壞了的KBr片,,比如,,摔裂的半個(gè)片都行,專門(mén)用來(lái)測(cè)含水樣品,。如果光面不好了,,可以用異丙醇5份加水1份,滴加在絨布上拋光后使用,。
d.根據(jù)樣品的特點(diǎn)來(lái)處理樣品,。
舉個(gè)例子,輪胎橡膠制品無(wú)法研磨,,一般壓片法很難制樣:
?、倨胀ㄖ茦臃椒ǖ玫降淖V圖透過(guò)率差,看不到特征吸收;
?、谑褂萌瓷浞椒y(cè)全反射紅外譜,,不僅需要附件,而且由于橡膠制品是黑色的,,得到的譜圖效果也差,,即使,放大以后的譜圖,,吸收峰透過(guò)率仍然在98%~100%,,而且樣品的平坦度不夠,不成形,,不平整就無(wú)法做;
?、鄄捎闷胀ǖ膲浩椒ǎ萌軇┤芙饧友心セ旌现茦拥姆椒?,對(duì)比了不同幾種溶劑,,達(dá)到了較為滿意的效果。
5. 一些異常譜帶的介紹
波數(shù) 化合物或結(jié)構(gòu) 來(lái)源
668 CO2 大氣中CO2 吸收,,正或負(fù)
697 聚苯乙烯 磨損的聚苯乙烯瓶子或其他機(jī)械處理樣品過(guò)程中
719 聚乙烯 實(shí)驗(yàn)室中常使用聚乙烯產(chǎn)品,,有時(shí)候作為污染物出現(xiàn)
730 聚乙烯 同上
787 CCl4 使用CCl4后沒(méi)有處理干凈
794 CCl4 CCl4氣體,同上
823 KNO3 無(wú)機(jī)硝酸鹽與溴化鉀反應(yīng)物
837 NaNO3 氧化氮與窗片上的水汽生成,,光源點(diǎn)燃有時(shí)候出現(xiàn)
980 K2SO4 無(wú)機(jī)硫酸鹽與溴化鉀離子交換的反應(yīng)物
1110-1053 Si-O 使用玻璃研缽,,由玻璃粉末引起的譜帶,,寬峰
1110 Me-O 研缽或其它物品的灰塵造成的污染,寬
1265 Si-CH3 使用硅樹(shù)脂有此污染
1365 NaNO3 同837
1380,,1450
2800~2900 (CH2)n 烴類物質(zhì)
1378 NO3- 溴化鉀的雜質(zhì),,與CH3位置相近
1428 CO32- 溴化鉀的碳酸鹽,及其它雜質(zhì)
1613-1515 ﹥COO- 堿金屬鹵代鹽,,溴化鉀與羧酸反應(yīng)生成的羧酸陰離子引起,,壓片時(shí)能產(chǎn)生
1639 H2O 少量夾帶水的吸收
1764-1696 >C=O 藥品的瓶蓋,涂層,,增塑劑等等的污染
1810 COCl2 lv仿暴露在空氣中或日光氧化生成少量光氣的譜帶
1996 BO3- 堿金屬鹵代鹽,,NaCl中的偏硼酸離子引起
2326 CO2 CO2吸收
2347 CO2 正或負(fù)的大氣中CO2吸收
3450 H2O 壓片中KBr含的微量水的譜帶,寬,,常見(jiàn)
3650 H2O 石英管出現(xiàn)附著水引起的銳譜帶
3704 H2O 近紅外區(qū)厚吸收池使用四氯化碳或烴類溶劑中非締合水的-OH吸收,譜帶銳
6. 一些紅外透光材料介紹
選擇紅外透光材料要根據(jù)測(cè)定波長(zhǎng),,機(jī)械強(qiáng)度,,穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮,文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的透光材料很多,,但是實(shí)際應(yīng)用的并不太多 :
?。?) 溴化鉀 KBr : 易潮解,透過(guò)波長(zhǎng)7800~400cm-1,,(25μm以下)透過(guò)率大于92%,,不易低溫;
(2) 氯化鈉 NaCl : 易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)500~625cm-1,,(2~16μm) 不易低溫;
(3) 氟化鈣 CaF 2 : 不易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)7800~1100cm-1 (1~9μm),,透過(guò)率大于90%,不耐機(jī)械沖擊;
?。?) 氟化鎂 MgF 2 : 不易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)0.11~8.5μm,透過(guò)率大于90%;
?。?) 氟化鋇 BaF 2 :不易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)7800~800cm(1~12μm)透過(guò)率大于90%;
(6) 金剛石 : 碳的一種,,有Ⅰ型和Ⅱ型兩種,,透光波長(zhǎng)10cm-1,(1000μm),。它們?cè)?~6μm(2300~1660cm-1)有吸收,,Ⅰ型還在19~22μm和7~11μm有兩個(gè)吸收帶,,據(jù)此可以鑒別金剛石的類型;
(7) 鍺 Ge : 純度越高透光越好,,透光性受純度和厚度的影響,,23μm和40μm以外可以使用,在120℃時(shí)不透明;
?。?) 硅 Si : 耐機(jī)械和熱沖擊,,可達(dá)15μm,但是,,在9μm(1110cm-1)時(shí)有一吸收帶;
?。?) 熱壓塊 : 用紅外晶體的粉末加壓成型,有MgF2,,ZnS,,CaF2,ZnSe,,MgO等,,混合熱壓塊的機(jī)械性能超過(guò)晶體;
(10) 塑料 : 高密度聚乙烯在20~1000μm的遠(yuǎn)紅外區(qū)可以使用,,還有聚乙烯,,聚四氟乙烯等薄片也可以使用;
(11) 氯化銀 AgCl : 軟,,不易破裂,,435cm-1(23μm以下),易變黑,,貴;
?。?2) 溴化銀 AgBr : 軟,不易破裂,,285cm-1(35μm以下),,作為全反射材料;
(13) 硫化鋅 ZnS : 不易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)7800~700cm-1,,(1~14μm)透過(guò)率大于85%;
(14) 溴(碘)化鉈 KRS -5 : TiI 58%和TiBr 42%混晶,,不易裂,,透過(guò)波長(zhǎng)7800~200cm-1,(1~50μm),,透
過(guò)率大于92%,,折射率高,全反射材料,,貴,,有毒;
?。?5) 硒化鋅 ZnSe : 不易潮解,透過(guò)波長(zhǎng)7800~440cm-1,,(1~23μm),,透過(guò)率大于68%;
(16) 石英 SiO 2 : 不易潮解,,透過(guò)波長(zhǎng)190nm~4.5μm,,透過(guò)率大于92%;
(17) 氟化鋰 LiF : 120~7000cm-1,,易潮解變形;
?。?8) 砷化鎵 GaAs : 2~14μm,耐擦拭,,可代替硒化鋅,。
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