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紅外光譜基本介紹

更新時間:2024-11-21      點擊次數(shù):2175

  紅外光譜介紹  

紅外光譜(Infrared Spectroscopy)是一種利用物質(zhì)對紅外光的吸收特性來分析分子結構和化學組成的光譜分析方法。

它是基于分子振動引起的特定波長紅外光吸收,揭示物質(zhì)中化學鍵和functional group的信息。

紅外光譜廣泛應用于化學、生物、材料、制藥、環(huán)境監(jiān)測等領域,是一種強大的定性和定量分析工具。


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  紅外光譜的原理  

紅外光譜的核心原理是分子振動與紅外光輻射的相互作用。分子中的化學鍵在特定頻率下會發(fā)生振動,如拉伸、彎曲或扭轉(zhuǎn)。當紅外光照射到樣品時,如果光的頻率與分子振動的頻率相匹配,分子會吸收這一部分光能,引起振動能級躍遷。這種吸收產(chǎn)生的光譜圖稱為紅外光譜。


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 紅外光譜的頻率范圍 

通常分為以下三個區(qū)域:

近紅外區(qū)(12800–4000 cm?1):分子振動的倍頻和組合頻率區(qū)域。

中紅外區(qū)(4000–400 cm?1):主要的基團振動吸收區(qū),是紅外光譜研究的核心區(qū)域。

遠紅外區(qū)(400–10 cm?1):通常用于研究分子中的較弱鍵或晶格振動。


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  紅外光譜的分類與技術  

根據(jù)儀器技術和光譜采集方式,紅外光譜可分為以下幾種:

① 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)

現(xiàn)代紅外光譜的主流技術,采用傅里葉變換快速獲取高分辨率光譜。

優(yōu)點:靈敏度高、信噪比好、采樣速度快。

② 衰減全反射紅外光譜(ATR-IR)

借助ATR晶體將紅外光在樣品表面進行全反射,適合液體或固體樣品。

優(yōu)點:無需樣品制備、操作簡單。

③ 漫反射紅外光譜(DRIFTS)

通過分析樣品表面散射的紅外光,適用于粉末或粗糙表面材料。

優(yōu)點:無需樣品壓片。

④ 氣體紅外光譜

配備長光程氣體池,用于痕量氣體檢測和污染監(jiān)測。


  紅外光譜的優(yōu)缺點  

優(yōu)點:

對樣品的破壞極小,適合貴重樣品研究。

分析速度快,可實現(xiàn)在線實時監(jiān)測。

能分析固體、液體和氣體樣品。

對微量和痕量成分也有較好的檢測能力。

缺點:

水分對紅外光的強吸收可能影響測量精度。

紅外光譜主要檢測極性化學鍵,非極性分子(如N≡N)的信號較弱。

樣品基體效應和吸收峰重疊可能影響定量分析的準確性。

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