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傅立葉紅外光譜儀:原理,、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用詳解

閱讀:3430      發(fā)布時間:2024-10-28
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  傅立葉紅外光譜儀,又稱為傅立葉變換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer,,簡寫為FTIR Spectrometer),,是一種基于干涉原理的紅外光譜儀。它通過測量樣品對紅外光的吸收來確定樣品的組成和結(jié)構(gòu),,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工,、地礦、石油,、煤炭,、環(huán)保、海關(guān),、寶石鑒定,、刑偵鑒定等多個領(lǐng)域。
 
  一,、原理
 
  傅立葉紅外光譜儀的工作原理主要基于分子振動光譜學(xué),。一個分子圍繞其中的原子核振動時,會在紅外光譜的不同頻率區(qū)域吸收一定量的能量,。由于不同化學(xué)鍵的振動頻率是唯一的,,因此可以通過測量樣品對紅外光的吸收情況,來確定分子中存在的化學(xué)鍵和它們的組合方式,。
 
  具體來說,,光源發(fā)出的紅外光經(jīng)過分束器后分為兩束,一束經(jīng)透射到達(dá)動鏡,,另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡,。這兩束光在分束器處重新會合,,形成干涉光。干涉光通過樣品后,,被探測器接收并轉(zhuǎn)換為電信號,。然后,計(jì)算機(jī)對這些電信號進(jìn)行傅立葉變換處理,,得到紅外光譜圖,。
 
  二、結(jié)構(gòu)
 
  傅立葉紅外光譜儀主要由以下部分組成:
 
  光源:為測定不同范圍的光譜而設(shè)置有多個光源,,常用的有鎢絲燈(近紅外),、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠(yuǎn)紅外)等,。
 
  分束器:是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵元件,,作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然后再使之復(fù)合,。
 
  干涉儀:主要由分束器,、動鏡和定鏡組成,用于產(chǎn)生干涉光,。
 
  樣品池:放置樣品的地方,,樣品在這里吸收紅外光。
 
  探測器:常用的探測器有硫酸三甘鈦(TGS),、鈮酸鋇鍶,、碲鎘汞、銻化銦等,,用于將干涉光轉(zhuǎn)換為電信號,。
 
  計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):用于控制儀器的操作、收集和處理數(shù)據(jù),,并顯示紅外光譜圖,。
 
  三、應(yīng)用
 
  傅立葉紅外光譜儀的應(yīng)用非常廣泛,,以下是一些主要應(yīng)用領(lǐng)域:
 
  醫(yī)藥化工:用于藥物成分分析,、化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測等。
 
  地礦:用于礦物成分分析,、巖石結(jié)構(gòu)研究等,。
 
  石油:用于石油產(chǎn)品組成分析、質(zhì)量監(jiān)測等,。
 
  環(huán)保:用于監(jiān)測大氣,、水體中的污染物等。
 
  海關(guān):用于檢測進(jìn)出口商品的成分和質(zhì)量等,。
 
  寶石鑒定:用于鑒定寶石的種類和真?zhèn)蔚取?br /> 
  刑偵鑒定:用于分析物證中的化學(xué)成分等,。
 
  此外,,傅立葉紅外光譜儀還在表面化學(xué)、催化化學(xué),、石油化學(xué)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,。例如,在表面化學(xué)研究中,,可以利用紅外光譜技術(shù)研究自組織膜和L-B膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),;在催化化學(xué)中,可以利用紅外光譜技術(shù)監(jiān)測催化劑表面的反應(yīng)過程等,。
 
  綜上所述,,傅立葉紅外光譜儀以其原理、結(jié)構(gòu)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,,成為了一種重要的分析儀器,。它在科研、工業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量檢測等方面都發(fā)揮著重要作用,,為各個領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步提供了有力支持,。

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