第三章

光譜法一、儀器類型與結(jié)構(gòu)二、制樣方法三、特殊光譜技術(shù)四、聯(lián)用技術(shù)第二節(jié)

紅外光譜儀一、儀器類型與結(jié)構(gòu)色散型干涉型（付立葉變換紅外光譜儀）1.紅外光譜儀

色散型：與雙光束UV-Vis儀器類似，但部件材料和順序不同。調(diào)節(jié)T%或稱基線調(diào)平器置于吸收池之后可避免雜散光的干擾色散型雙光束紅外光譜儀方框圖吸收池:

紅外吸收池使用可透過紅外的材料制成窗片；不同的樣品狀態(tài)（固、液、氣態(tài)）使用不同的樣品池，固態(tài)樣品可與晶體混合壓片制成。單色器:由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個(gè)光柵來增加波數(shù)范圍，狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。狹縫越窄，分辨率越高，但光源到達(dá)檢測(cè)器的能量輸出減少。為減少長(zhǎng)波部分能量損失，改善檢測(cè)器響應(yīng)，通常采取程序增減狹縫寬度的辦法，即隨輻射能量降低，狹縫寬度自動(dòng)增加，保持到達(dá)檢測(cè)器的輻射能量的恒定。檢測(cè)器及記錄儀:紅外光能量低，因此常用熱電偶、測(cè)熱輻射計(jì)、熱釋電檢測(cè)器和碲鎘汞檢測(cè)器等。以光柵為分光元件的紅外光譜儀不足之處：1）需采用狹縫，光能量受到限制；2）掃描速度慢，不適于動(dòng)態(tài)分析及和其它儀器聯(lián)用；3）不適于過強(qiáng)或過弱的吸收信號(hào)的分析。邁克爾干涉儀工作原理圖41FTIR特點(diǎn)：

FTIR不用狹縫機(jī)構(gòu)，消除了狹縫對(duì)光譜能量的限制光通量大，使光能的利用率大大提高。能同時(shí)測(cè)量記錄全波段光譜信息，得到光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的譜圖。（1）分辨率高，可達(dá)0.1cm-1,波數(shù)準(zhǔn)確度高達(dá)0.01cm-1。（2）掃描速度快，在幾十分之一秒內(nèi)可掃描一次，1s以內(nèi)可得到一張高分辨率、低噪音的紅外光譜圖。（3）靈敏度高。短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次掃描，提高S/N?？捎糜诤哿糠治?，樣品量可少到10-9～10-10g。（4）測(cè)定范圍寬?？梢匝芯?0000～10cm-1范圍的紅外光譜（5）適合與各種儀器聯(lián)機(jī)，與色譜FTIR-GC，與超臨界色譜FTIR-SFC，與熱重FTIR-TGA。2、制樣方法1）氣體——?dú)怏w池2）液體：①液膜法——難揮發(fā)液體（bp>80C）②溶液法——液體池溶劑：CCl4，CS2常用。3)固體:①研糊法（液體石臘法）②KBr壓片法③薄膜法43三、特殊光譜技術(shù)1.紅外顯微鏡對(duì)微量試樣可借助紅外顯微鏡進(jìn)行分析。通過聚光系統(tǒng)將光束收斂聚焦在光路正中的一點(diǎn)上，照射到微小試樣上，再將透過光以大致相同的倍數(shù)放大射入入口狹縫?？蓽y(cè)到10-5～10-6g,樣品直徑僅0.5mm。M=物鏡的孔徑分光器的孔徑=8—10M決定了測(cè)定時(shí)的最小試樣。2.多重衰減全反射（ATR)對(duì)一些不溶、不熔且難粉碎的試樣及不透明表面的涂層可采用ATR測(cè)定。一束紅外光射入具有高折射指數(shù)的晶體后如果在晶體與樣品的界面處，光的入射角大于臨界角，則光線幾乎完全由此界面上發(fā)生全反射。但光線要稍許穿反射表面之下才反射回來。N=cosLd入射光出射光樣品樣品dpn1n2dp=12sin2

-()21/2n2n13．漫反射技術(shù)(DR)

漫反射多用來鑒定粉末狀試樣，固體的粗糙表面層以及溴化鉀或氯化鉀粉末收集的高效液相色譜餾分，甚至能直接分析從薄層色譜上取下的分離斑點(diǎn)。是用紅外光譜漫反射附件裝置來分析鑒定某些難以用常規(guī)方法進(jìn)行分析的一種先進(jìn)技術(shù)。當(dāng)粉末狀試樣受紅外光輻射后，除了有反射和透射外，還有大量的向各個(gè)方向的散射光，應(yīng)用特殊設(shè)計(jì)的凹面鏡，把這些散射光全部收集起來，使之進(jìn)入紅外光譜儀，最終得到試樣的漫反射光譜圖。用漫反射裝置分析鑒定試樣時(shí)，無需KBr壓片，直接把試樣粉末放入該裝置的試樣池中測(cè)定。105010009509008500.30%105010009509008500.11%105010009509008500.25%四氟乙稀用少量六氟丙稀改性，可以明顯的降低四氟乙稀的燒結(jié)溫度，給加工工藝帶來方便。試樣厚度加厚到1mm以上時(shí)980—935cm-1呈現(xiàn)一個(gè)弱吸收峰—六氟丙稀特征峰。此半定量方法得到的數(shù)據(jù)對(duì)加工工藝很有實(shí)用價(jià)值。四氟乙稀中少量六氟丙稀的定量分析：四氟乙稀共聚物粉末的漫反射光譜圖4．FTIR光聲光譜（FTIR-PAS）把光聲檢測(cè)用于FTIR的一種先進(jìn)技術(shù)。紅外光輻射到試樣，試樣吸收光而發(fā)熱，熱量將使試樣表面層的氣體壓力有所增加，通過一個(gè)話筒把壓力的改變記錄下來。一般由光聲試樣池和微音器兩部分組成，使用時(shí)把光聲試樣池放入FTIR試樣室；同時(shí)不再使用FTIR的檢測(cè)器，而要連接上微音器檢測(cè)光聲信號(hào)。光聲池窗口話筒825.GC-FTIR聯(lián)用技術(shù)GC法具有選擇性好，分離能力強(qiáng)，靈敏度高，簡(jiǎn)單快速等特點(diǎn)。