紅外光譜樣品的基本制樣技術(shù)一、前言 化合物得紅外光譜圖得特征吸收譜帶得頻率強(qiáng)度和形狀與被測定樣品得狀態(tài)和樣品得制備方法密切相關(guān)。也就就是說,要想得到一張高質(zhì)量得紅外光譜圖必須根據(jù)樣品得狀態(tài)性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)弥茦臃椒?否則就會(huì)得不到預(yù)期得效果。比如對固體樣品會(huì)由于粉碎不夠,粒度過大而引起較強(qiáng)得散射,使譜圖基線發(fā)生漂移,使吸收譜帶發(fā)生畸變(圖1)2圖1、1固體樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響3圖1、2固體樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響4圖1、3固體樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響5對氣體樣品則會(huì)由于樣品在吸收池中得壓力大小而引起吸收譜帶強(qiáng)度變化,也體樣品會(huì)因?yàn)檫x擇液膜厚度不當(dāng)和液膜中存在氣泡而影響光譜圖質(zhì)量。(圖2)圖2、1液體樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響6圖2、2液體樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響7又如聚合物得薄膜材料如果非常光滑平整,則會(huì)由于膜兩表面得反射產(chǎn)生干涉條紋(圖3)。如果這些干涉條紋與樣品得吸收譜帶疊加而造成譜帶強(qiáng)度失真,從而會(huì)影響作出正確判斷,如果進(jìn)行定量分析則會(huì)造成定量分析得誤差?？傊?在對樣品進(jìn)行紅外光譜分析時(shí),應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)弥茦臃椒?就是紅外光譜研究取得正確信息得關(guān)鍵。8圖3、1聚合物樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響9圖3、2聚合物樣品制樣方法對光譜圖質(zhì)量得影響10二、常用紅外光得透光材料紅外區(qū)波長范圍較寬,0、8-1000μ(12500-10cm-1),因目前還沒有在整個(gè)紅外區(qū)都透明得透光材料,因此市售紅外光譜儀一般分為三種類型其透光范圍如下: 近紅外 0、8-2、5μ(12500-4000cm-1) 中紅外 2、5-25μ(4000-400cm-1) 遠(yuǎn)紅外 25-1000μ(400-10cm-1)11大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)表1常用中紅外區(qū)得透光材料13三固體樣品得制備技術(shù)常見固體樣品包括高聚物,部分有機(jī)化合物,無機(jī)化合物,礦物……。要想得到高質(zhì)量得紅外光譜圖,應(yīng)根據(jù)樣品得性質(zhì),選用適當(dāng)?shù)梅椒ㄟM(jìn)行樣品制備。14表2固體樣品制樣技術(shù)一覽圖151、鹵化物壓片法(KBr壓片法)i)壓片裝置(圖4)16ii)樣品得制備首先把分析純(最好就是單晶碎片〕KBr在瑪瑙研缽中充分研細(xì)至顆粒粒徑達(dá)2μm以下(通常過200目篩)放在干燥器中備用。然后按比例取一定量(如果就是定量分析則應(yīng)準(zhǔn)確稱量)樣品(一般2－5mg)和研磨過篩得KBr粉(100-120mg)放在瑪瑙研缽中充分研磨混合均勻,直到混合物中無明顯樣品顆粒存在為止。以上操作應(yīng)在紅外干燥箱中進(jìn)行以防KBr吸水。17iii)成型方法(見圖4)先裝好底座、模膛和模芯將磨好得粉用不銹鋼小鏟小心轉(zhuǎn)移到模膛內(nèi)底面上,刮平,中心稍高為好。小心放入柱塞。將樣品壓平,并輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)幾下,使粉末分布均勻?qū)⒅⌒奶咨厦芊馊皦涵h(huán),放在液壓機(jī)上固定。連結(jié)好真空管,打開真空泵,抽真空5min左右,以除去模膛內(nèi)及樣品中得水汽及空氣,搖動(dòng)手柄逐漸加壓倒7500kg/cm2,約1~2min寫下真空管緩慢泄壓。取出壓模拿去底座,將壓膜顛倒過來,在柱塞外圈墊上支撐套環(huán),將樣品擠出。用不銹鋼鑷子小心取出,放在樣品架上,記錄其光譜。iv)應(yīng)用范圍:固體有機(jī)化合物,粉末高聚物,無機(jī)化合物,礦石粉等。18V)注意事項(xiàng):KBr粉末過200面目篩并烘干存放在干燥器中。樣品與KBr粉混合均勻(操作應(yīng)在紅外干操箱內(nèi)進(jìn)行)。用完模具應(yīng)用綢布擦拭干凈并置于干燥器中保存以防生銹。192、漿糊法1)工具 瑪瑙研缽及不銹鋼小鏟2)介質(zhì) 石蠟油、氟碳油或六氯丁二烯3)制樣方法

把已充分研磨好得粉末樣品放在瑪瑙研缽中,用滴管滴加適量(1-2滴即可)石蠟油或氟碳油混合后研勻。用不銹鋼小鏟取出研磨均勻得樣品涂在窗片上放上另一窗片壓緊。掌握適當(dāng)?shù)煤穸燃纯蛇M(jìn)行測定。4)應(yīng)用范圍

因?yàn)槭炗途褪情L鏈烷烴,具有較大粘度和較高折射率、可成功得克服因樣品顆粒得散射給紅外光譜測定帶來得困難?？捎迷贙Br法因吸水引起光譜圖發(fā)生歧變得樣品得分析。5)注意事項(xiàng)

該方法中所用得介質(zhì)均為有機(jī)物,在不同得范圍均會(huì)產(chǎn)生吸收,不同得介質(zhì)吸收位置如下:20介質(zhì)名稱:吸收鋒位置及歸屬:石蠟油(長鏈烷烴)3000~2850cm-1(C-H)1468cm-1、1397cm-1(CH2、CH3得C-H)720cm-1(-CH2-)n中n﹥4得骨架振動(dòng)氟碳油(全氟烴)1400~500cm-1均存在強(qiáng)度不同得C-F吸收六氯丁二烯(氯烯烴)1500~1610cm-11150~1200cm-1存在C=C及C-Cl吸收600~1000cm-1

以上三種介質(zhì)得紅外光譜就是互補(bǔ)得,選用其中得兩種才可獲得完整得樣品紅外光譜圖。鑒于以上情況,在進(jìn)行樣品得譜圖解析時(shí)應(yīng)扣除介質(zhì)本身光譜圖得影響。21白油22六氯丁二烯23氯化煤油243溶液鑄膜法1)樣品制備方法:把樣品溶于適當(dāng)?shù)脫]發(fā)性溶劑中,制得濃度約為10~20%得溶液,將溶液傾注在表面皿或玻璃板上(或直接滴在KBr玻璃窗片上),然后讓溶劑揮發(fā)后即制得樣品薄膜。2)應(yīng)用范圍主要用于能成膜又能有適當(dāng)溶劑得高聚物樣品分析。3)注意事項(xiàng)要得到均勻和純凈得薄膜就是不容易得,其關(guān)鍵在于溶劑得選擇和配置得樣品濃度。選擇溶劑得原則:避免使用沸點(diǎn)高、極性強(qiáng)得溶劑,應(yīng)選擇較低沸點(diǎn)、能在低溫下可從薄膜中揮發(fā)、清除得溶劑。但也不能選用過低沸點(diǎn)得溶劑,否則會(huì)因?yàn)槿軇]發(fā)速度過快而使制得得薄膜厚度不均勻。盡量不用對人體有害得溶劑,否則對操作者得健康和環(huán)境都不利。選擇得溶劑不能與樣品產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或其她相互作用,否則會(huì)引起聚集態(tài)結(jié)構(gòu)得變化。254熱壓成膜法1)熱壓裝置

該裝置由液壓膜機(jī)、加熱模具及溫控裝置組成。2)制樣方法

在模具芯中放一片鋁箔,將樣品放在鋁箔上,再在樣品上面放一片鋁箔,把上模塊放上后將模具放在壓片機(jī)上,升溫到選定得溫度,保持1min左右,即可緩慢加壓,壓力一般控制在1000~3000kg/cm2。加熱控制得溫度及加壓時(shí)間,應(yīng)以不會(huì)發(fā)生熱分解和其她化學(xué)變化為依據(jù)。加壓時(shí)間約為1min。然后從液壓機(jī)上取下模具(注意戴上保溫手套以免燙傷)。冷至室溫后,脫模取出樣品片。如果薄膜太厚,應(yīng)減少樣品量,如果薄膜得顏色與原樣品相比變黃或有氣泡,則應(yīng)適當(dāng)降低加壓溫度。如果薄膜不均勻,則說明加熱溫度太低、時(shí)間太短或壓力太小,應(yīng)重新選擇制膜條件重新壓制。263)應(yīng)用范圍

適用于軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)附近不氧化、不降解得熱塑性高聚物材料或塑性無機(jī)物。4)注意事項(xiàng)

根據(jù)所分析樣品得性質(zhì),選擇適當(dāng)?shù)脽釅簻囟群图訅簳r(shí)間,以保證得到既符合紅外透光性又不破壞樣品結(jié)構(gòu)性能得熱壓薄膜。

另在較高溫度下進(jìn)行操作時(shí),一定要注意保護(hù),以免燙傷。275熱裂解法i)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)室最簡單得熱裂解方法簡單易行,見圖5圖5熱裂解裝置282930六溶液法31四溶液及水溶液制品得制樣技術(shù)用于液體樣品得取樣工具為不同結(jié)構(gòu)和光程得液體池如圖6所示:32圖6不同結(jié)構(gòu)和光程得液體池331、沸點(diǎn)不同液體樣品得制樣技術(shù)3435五氣體樣品得制備技術(shù)36圖7-1氣體池(標(biāo)準(zhǔn)可拆卸氣體單元)37圖7-2氣體池(加熱氣體單元)38如