紅外光譜法上紅外光譜法簡介紅外光譜儀紅外光譜法的實(shí)驗(yàn)技術(shù)紅外光譜圖解析紅外光譜法的應(yīng)用實(shí)例contents目錄01紅外光譜法簡介定義與原理定義紅外光譜法是一種基于分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷的分子光譜分析方法。原理當(dāng)紅外光照射到樣品上時，分子吸收特定波長的紅外光，導(dǎo)致分子振動和轉(zhuǎn)動能級發(fā)生躍遷，從而產(chǎn)生紅外吸收光譜。用于鑒定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，如烴類、醇類、醛類、酮類等。有機(jī)化學(xué)用于研究無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，如礦物、陶瓷等。無機(jī)化學(xué)用于研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，如蛋白質(zhì)、核酸等。生物學(xué)用于檢測氣體、液體和固體樣品中的污染物和化學(xué)物質(zhì)。環(huán)境科學(xué)紅外光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域歷史紅外光譜法自19世紀(jì)中葉被發(fā)現(xiàn)以來，經(jīng)歷了多個發(fā)展階段，不斷完善和提高。發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件的發(fā)展，紅外光譜法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，分析精度和靈敏度也不斷提高。未來，紅外光譜法將繼續(xù)在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。紅外光譜法的歷史與發(fā)展02紅外光譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對檢測器輸出的信號進(jìn)行采集、處理、顯示和存儲。檢測器檢測干涉圖的強(qiáng)度，常用檢測器有光電導(dǎo)檢測器、熱釋電檢測器等。干涉儀使透過樣品的紅外光發(fā)生干涉，形成干涉圖。光源發(fā)射一定波長的紅外光，常用光源有硅碳棒、鹵鎢燈等。分束器將入射光分為兩束，一束為樣品光，另一束為參考光。紅外光譜儀的組成010204紅外光譜儀的工作原理光源發(fā)出的紅外光透過樣品后，發(fā)生干涉形成干涉圖。檢測器檢測干涉圖的強(qiáng)度，并將信號轉(zhuǎn)換為電信號。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對電信號進(jìn)行采集、處理、顯示和存儲，得到紅外光譜圖。通過分析紅外光譜圖，可以對樣品進(jìn)行定性、定量和結(jié)構(gòu)分析。03具有高分辨率、高靈敏度、高精度等特點(diǎn)，是應(yīng)用最廣泛的紅外光譜儀。傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，但分辨率較低，已逐漸被淘汰。色散型紅外光譜儀具有高靈敏度、高分辨率和寬的測量范圍等特點(diǎn)，常用于氣體分析。光聲紅外光譜儀具有高空間分辨率，可對樣品進(jìn)行微區(qū)分析。顯微紅外光譜儀常見紅外光譜儀的種類與特點(diǎn)03紅外光譜法的實(shí)驗(yàn)技術(shù)將樣品研磨成粉末，然后與KBr混合壓制成透明片或與聚乙烯醇混合涂于鹽片上。固體樣品液體樣品氣體樣品將樣品密封在NaCl鹽片中或涂在KBr晶片上，然后進(jìn)行紅外光譜測定。將氣體樣品密封在氣體吸收池中，通過測量氣體對紅外光的吸收來獲得紅外光譜。030201樣品制備方法優(yōu)點(diǎn)高分辨率、高靈敏度、高精度測量，能夠獲得物質(zhì)的紅外光譜指紋圖譜。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域，用于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析、成分分析和定量分析。原理基于干涉圖樣的測量和傅里葉變換計(jì)算，將紅外光干涉后的強(qiáng)度分布轉(zhuǎn)換為光譜。傅里葉變換紅外光譜法當(dāng)一束光射入到物質(zhì)表面時，部分光會發(fā)生反射，部分光會進(jìn)入物質(zhì)內(nèi)部并再次反射出來。通過測量反射光的強(qiáng)度和波長，可以獲得物質(zhì)的紅外光譜。原理無需樣品制備，適用于固體和液體樣品，能夠測量樣品表面的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)在表面科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，用于研究表面活性物質(zhì)、高分子薄膜、催化劑等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。應(yīng)用衰減全反射紅外光譜法04紅外光譜圖解析紅外光譜圖是一種以波長為橫坐標(biāo)，以透射率或吸光度為縱坐標(biāo)的曲線圖，用于表示物質(zhì)對紅外光的吸收情況。紅外光譜圖中的峰和谷對應(yīng)于特定波長的光被吸收，峰的位置和高度反映了物質(zhì)中特定化學(xué)鍵或基團(tuán)的振動頻率。通過對紅外光譜圖的解讀，可以推斷出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成以及分子間的相互作用。紅外光譜圖的解讀123在波長3000-2800cm-1處出現(xiàn)強(qiáng)的伸縮振動吸收峰，在1460-1380cm-1處出現(xiàn)對稱和不對稱伸縮振動的吸收峰。烷烴在波長1650-1610cm-1處出現(xiàn)C=C雙鍵的伸縮振動吸收峰，在波長1000-600cm-1處出現(xiàn)C-H彎曲振動吸收峰。烯烴在波長1600-1500cm-1處出現(xiàn)苯環(huán)的伸縮振動吸收峰，在波長1000-600cm-1處出現(xiàn)C-H彎曲振動吸收峰。芳烴常見有機(jī)化合物的紅外光譜特征在波長3500-3300cm-1處出現(xiàn)O-H伸縮振動吸收峰，在波長1650-1550cm-1處出現(xiàn)C=O伸縮振動吸收峰。酸和鹽在波長3500-3300cm-1處出現(xiàn)O-H伸縮振動吸收峰，在波長1650-1550cm-1處出現(xiàn)C=O伸縮振動吸收峰。氧化物和氫氧化物無機(jī)物的紅外光譜特征05紅外光譜法的應(yīng)用實(shí)例

在化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用確定化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)紅外光譜法能夠通過分析分子吸收紅外光的特征頻率，確定分子中存在的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，從而推斷出分子的結(jié)構(gòu)。有機(jī)化合物鑒定對于有機(jī)化合物，尤其是含有芳香環(huán)和羰基等基團(tuán)的化合物，紅外光譜法是一種有效的鑒定方法。反應(yīng)機(jī)理研究通過紅外光譜法可以研究化學(xué)反應(yīng)過程中分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的變化，有助于深入了解反應(yīng)機(jī)理。03復(fù)合材料研究紅外光譜法用于研究復(fù)合材料的組成和相容性，有助于優(yōu)化復(fù)合材料的性能。01聚合物材料分析紅外光譜法用于分析聚合物材料的結(jié)構(gòu)和組成，如高分子合成中的單體、聚合度、支鏈度等。02礦物和陶瓷材料鑒定通過分析礦物和陶瓷材料的紅外光譜，可以確定其成分和結(jié)構(gòu)，有助于對其性質(zhì)和用途進(jìn)行評估。在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用大氣污染物監(jiān)測紅外光譜法用于監(jiān)測大氣中各種氣體污染物，如二氧化碳、甲烷、氮氧化物等，有助于評估空氣質(zhì)量和環(huán)境污染程度。水質(zhì)分析通過紅外光譜法可以分析水體中的溶解有機(jī)物、無機(jī)離子和污染物的性質(zhì)和濃度，有助于水處理和水質(zhì)管理。土壤成分分析紅外光譜法用于分析土壤中的有機(jī)物、礦物質(zhì)和水分等成分，有助于了解土壤性質(zhì)和土壤污染狀況。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用生物大分子研究通過紅外光譜法可以研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，如蛋白質(zhì)和核酸等，有助于深入了解生