紅外光譜儀的應用及分類

紅外光譜儀的應用及分類

紅外光譜儀是利用物質對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統組成。根據分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后，分子的振動能級發生躍遷，透過的光束中相應頻率的光被減弱，造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到所測樣品的紅外光譜。

紅外光譜儀的應用

應用于染織工業、環境科學、生物學、材料科學、高分子化學、催化、煤結構研究、石油工業、生物醫學、生物化學、藥學、無機和配位化學基礎研究、半導體材料、日用化工等研究領域。

紅外光譜可以研究分子的結構和化學鍵，如力常數的測定和分子對稱性等，利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長和鍵角，并由此推測分子的立體構型。根據所得的力常數可推知化學鍵的強弱，由簡正頻率計算熱力學函數等。分子中的某些基團或化學鍵在不同化合物中所對應的譜帶波數基本上是固定的或只在小波段范圍內變化，因此許多有機官能團例如甲基、亞甲基、羰基，氰基，羥基，胺基等等在紅外光譜中都有特征吸收，通過紅外光譜測定，人們就可以判定未知樣品中存在哪些有機官能團，這為zui終確定未知物的化學結構奠定了基礎。

由于分子內和分子間相互作用，有機官能團的特征頻率會由于官能團所處的化學環境不同而發生微細變化，這為研究表征分子內、分子間相互作用創造了條件。

分子在低波數區的許多簡正振動往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振動方式彼此不同，這使得紅外光譜具有像指紋一樣高度的特征性，稱為指紋區。利用這一特點，人們采集了成千上萬種已知化合物的紅外光譜，并把它們存入計算機中，編成紅外光譜標準譜圖庫。

人們只需把測得未知物的紅外光譜與標準庫中的光譜進行比對，就可以迅速判定未知化合物的成份。

當代紅外光譜技術的發展已使紅外光譜的意義遠遠超越了對樣品進行簡單的常規測試并從而推斷化合物的組成的階段。紅外光譜儀與其它多種測試手段聯用衍生出許多新的分子光譜領域，例如，色譜技術與紅外光譜儀聯合為深化認識復雜的混合物體系中各種組份的化學結構創造了機會；把紅外光譜儀與顯微鏡方法結合起來，形成紅外成像技術，用于研究非均相體系的形態結構，由于紅外光譜能利用其特征譜帶有效地區分不同化合物，這使得該方法具有其它方法難以匹敵的化學反差。

使用紅外光譜儀對材料進行定性分析，廣泛應用于各大、專院校，科研院所及廠礦企業。常見具備紅外光譜儀檢測能力的機構有：四川大學、西南交通大學、中藍晨光化工研究院、華通特種工程塑料研究中心等。

紅外光譜儀分類

一般分為兩類，一種是光柵掃描的，很少使用；另一種是邁克爾遜干涉儀掃描的，稱為傅立葉變換紅外光譜，這是目前zui廣泛使用的。 光柵掃描的是利用分光鏡將檢測光(紅外光)分成兩束，一束作為參考光，一束作為探測光照射樣品，再利用光柵和單色儀將紅外光的波長分開，掃描并檢測逐個波長的強度，zui后整合成一張譜圖。 傅立葉變換紅外光譜是利用邁克爾遜干涉儀將檢測光(紅外光)分成兩束，在動鏡和定鏡上反射回分束器上，這兩束光是寬帶的相干光，會發生干涉。相干的紅外光照射到樣品上，經檢測器采集，獲得含有樣品信息的紅外干涉圖數據，經過計算機對數據進行傅立葉變換后，得到樣品的紅外光譜圖。傅立葉變換紅外光譜具有掃描速率快，分辨率高，穩定的可重復性等特點，被廣泛使用。