光谱学基础

红外光谱学指南

我们简要解释了红外线(IR)光谱的基本原理,并专注于关于FT-IR,ATR,传输和反思的基本问题。

FT-IR光谱基础知识

入门

什么是红外和FT-IR光谱?有区别吗?

关于红外线(IR)光谱

红外光谱(IR)依赖于大多数分子在电磁谱的红外区域中吸收光的事实,将其转化为分子振动。这种吸收是样品中存在的化学键的性质的特征。

用光谱仪,这种吸收是波长的函数(作为波数,通常是从4000 - 600厘米-1)。其结果是一个红外光谱,作为一个特征的“分子指纹”,可以用来识别有机和无机样品。

关于傅立叶变换红外光谱

在过去,样品是一步一步分析的,通过不同的单波长(色散)照射样品。另一方面,FT-IR一次收集所有波长的光谱数据。

在这里,一个连续的光源在很宽的红外波长范围内产生红外光。红外光然后通过干涉仪,然后直接照射到样品上。

与色散测量相反,我们首先得到一个干涉图,它需要转换为红外光谱。

IR和FT-IR的区别

这种干涉图(原始信号)表示光强度不像波长的函数,而是作为干涉仪内部镜子的位置的函数。

结果,信号必须首先是傅里叶变换(FT),以产生更熟悉的强度IR表示的强度。因此,名称“FT-IR”或FTIR。

不仅是FT-IR光谱的获取比传统色散仪器快得多。

此外,这些光谱显示出明显更高的信噪比,而且由于波长刻度是用非常精确的激光校准的,具有更高的波长精度。

进入细节

你如何测量IR频谱?

该图显示了最基本的设置,以测量传输或反射中的IR光谱。

这取决于需要分析的样本。经典上,将另一种固体样品与IR透明钾溴(KBR)进行研磨,并将其压入颗粒中,或者将其薄片切成薄层并置于KBr窗口上,同时用IR透明溶剂直接测量或稀释液体。CCL4。

如果样品足够薄(<15 μ m),例如聚合物薄膜,金属表面的涂层或生物组织切片,足够的红外光线可以通过样品进行直接分析,而不用稀释KBr或溶剂。

另一种技术是反射。在这里,红外光仅与材料表面相互作用以收集化学信息。漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)是一种特殊的反射采样技术,它可以采集在传输过程中很难分析的固体样品(如土壤或混凝土)的高质量光谱。

然而,到目前为止,ATR FT-IR光谱技术与其他许多取样技术一样成功,因为它主要是非破坏性的,非常容易应用,并且适合分析当前状态下的固体和液体。

进入细节

什么是ATR或减弱的总反射率?

该图显示了红外光束如何通过ATR晶体并在晶体和样品之间的界面处反射。

正如标题所述,ATR代表衰减全反射,已成为FT-IR光谱测量的标准技术。红外光通过某种材料(钻石、ZnSe或锗)的晶体,并与压在晶体上的样品相互作用。请注意,样品和晶体之间的良好接触非常重要!

从该光谱获得,可以获得所有物质特异性特征,而观察到的吸收带的强度比可能与由于物理效果引起的传统传输谱不同。

但这并不意味着ATR光谱更难解释,相反。ATR和透射光谱可以很容易地相互转换。如果要将最近获取的ATR数据与光谱参考库中包含的较旧光谱进行比较,这一点尤其有用。

进入细节

什么是红外反射?什么是漂移?

用于红外光谱的三种不同类型的反射。

反射FT-IR测量在红外光谱中有着特殊的地位。原则上,除漂移外,反射测量是非破坏性的,用于分析有价值的艺术品和绘画。

反射的强度由折射率决定,因此无论在哪里有吸收带,反射的程度也会变化。因此,(镜面)反射谱看起来与传输非常不同。

原因在于吸收特性,让我们看一个孤立的红外信号。对于一个孤立的吸收带,折射率向较高波长处呈最大值,向较低波长处呈最小值。同样地,光谱也会呈现出相同的模式,一阶导数的模式。

FT-IR视频和教程

进入细节

FT-IR基础教程视频

我们将解释如何使用红外线(IR)光来创建光谱。
我们解释了最常见的红外技术:ATR。
我们解释了如何利用红外反射来产生光谱。
得到实践

FT-IR光谱的应用

FT-IR基础知识-化学鉴定。
FT-IR基础知识 - 物质验证。
用FT-IR分析吸烟热沥青/沥青。

FT-IR常见问题解答

最后一根稻草

关于FT-IR的常见问题解答

什么是红外光?

红外线(IR)光或更精确的红外辐射,是电磁辐射(EMR),波长比可见光长。因此,人眼是看不见的,但可以以热辐射的形式感知。有趣的事实:太阳辐射的一半以上的能量以红外线形式到达地球。

红外光如何与材料相互作用?bob综合游戏

当红外辐射指向物质时,它可以刺激分子和原子键的运动。这种运动可以采取各种形式,如旋转或振动。根据分子的激发方式,我们可以获得有关辐照材料的结构和特性的信息。

红外线能分析所有的材料吗?bob综合游戏

一般来说,是的,因为有机和无机物质可以用红外辐射同样好地检测。红外分析的基本要求是材料吸收红外辐射。但是,某些物质,包括金属和单原子气体(例如惰性气体)不能直接检测。

通常分析哪种bob综合游戏材料?

特别是对于有机物质,IR光谱是一种常用工具,可以获得大量信息。这包括鉴定聚合物,药物,药物或工业化学品以及油状物中的含量的测定。bob娱乐平台IR光谱学非常灵活,它的应用是如此多,您可以在所有行业和研究领域找到IR用户。

有什么样的分析?

使用IR,可以了解由某些样品制成,还可以存在某种成分或组件的范围。定性分析是IR光谱最常见的应用,主要用于原材料的质量控制,故障分析和科学研究。bob综合游戏定量分析广泛用于工业过程中以评估生产参数。bob娱乐平台

我是否需要成为使用IR光谱的专家?

当然不。IR光谱仪今天比以往任何时候都更容易使用。大多数时间都有简单的软件解决方案(例如触摸操作),允许非专家以简单的方式进行IR分析。即使是分析也可以自动化,所以任何人都可以成为光谱师!

IR分析需要多长时间?

这取决于分析问题所取代。但简单的验证化学物质的身份几乎不足超过一分钟。

什么是衰减的总反射率(ATR)?

ATR是一种获取红外信息的特殊采样技术。红外光指向由红外透明材料(如钻石)制成的晶体。然后,红外辐射将与与钻石紧密接触的样品和材料相互作用。观看我们关于ATR基础的视频了解更多信息!bob综合游戏

我在哪里使用ATR?

几乎无处不在,因为ATR是一种真正通用的方法。无论是固体还是液体,有机还是无机,你只需要把你的样品放在晶体上。无需切割、稀释或制备样品。在过去的几十年里,ATR已经成为红外光谱的标准技术。

什么是传播?

与ATR不同,这种方法需要光来渗透整个样本。这意味着样品必须非常薄或稀释。为了稀释,通常与溴化钾(KBR)混合并将样品压入颗粒中。另一方面,非常薄的样品用小运动产生,然后放置在KBR窗口上。这些准备工作需要很多时间和精力。

我什么时候使用变速器?

今天,传输仅对非常具体的分析问题是必要的。这些包括液体中低浓度成分的定量或红外显微镜的应用。在某些工业部门,也有要求进行传输测量的标准化程序(如制药)。bob娱乐平台

什么是反思率?

反射是红外光谱的第三大技术。它基于红外光的反射,可以得出关于材料表面的结论。如果无法直接检查相关表面,通常需要使用KBr进行稀释。也可以在金属镜上放置非常薄的样品(透射镜)。bob综合游戏

反射系数在哪里使用?

由于反射率测量的特殊要求,它被用于非常具体的分析目标。例如,可以完全无损地仔细检查有价值的艺术品,以使它们得以修复。