傅立叶红外光谱定性分析
傅里叶变换红外光谱分析(第三版)
7.10羧酸盐类 2
化合物基团的 振动频率
3 7.11酯类化合
物基团的振动 频率
4 7.12酸酐类化
合物基团的振 动频率
5 7.13胺类化合
物基团的振动 频率
7.14铵盐类化合物 基团的振动频率
7.15氨基酸类化合 物基团的振动频率
7.16酰胺类化合物 基团的振动频率
7.17酰卤类化合物 基团的振动频率
析
作者介绍
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1.14氢键效应 1.15稀释剂效应
2.1单色光干 1
涉图和基本方 程
2.2二色光干 2
涉图和基本方 程
3
2.3多色光和 连续光源的干
涉图及基本方
程
4 2.4干涉图数
据的采集
5 2.5切趾（变
迹）函数
2.7红外光谱仪器 的分辨率
2.6相位校正
2.8噪声和信噪比
3.1中红外光谱仪
3.2近红外光谱仪和 近红外光谱
傅里叶变换红外光谱分析（第三版）
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01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
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关键字分析思维导图
化学
振动
红外光谱
版
红外光
光谱
傅里叶
第四章 傅里叶红外光谱
4
10 ―――波数（cm-1）
―――波长 (µm)
(11)
1 2 )
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
4.2.2 红外光谱定量分析原理
分子基团对红Biblioteka 辐射的特征吸收是进行定量分析的基础
样品的吸光性通过分光计进行间接的测量
红外光照射样品后到达分光检测器的光强 强度 之比称为透过率 ，即：
子基团的特征吸收谱带也叫特征峰。吸收谱带极大值的波数位置 称为特征频率。进行基团定性时，是根据基团特征吸收峰来判断 基团的存在与否
(10)
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
波数是红外吸收光谱图横坐标常用的物理量之一，单位为cm-1。它 是描述红外线振动特性的物理量。波数与波长的换算关系是：
式中：
(22)
4.3 在用油红外光谱参数的识别
通常表征润滑油硝化的峰位在～1630 cm-1附近；典型值则为20A·cm-1，高值 ＞40 A·cm-1
图为新油和深度硝化在用油的红外光谱 对比（上谱线为深度硝化在用油，下谱 线为新油），硝化深度的急剧增加，意 味着因高温和燃烧条件恶化而生成了大 量的氮氧化物
(3)
4.1 傅里叶红外光谱仪法
4.1.1 傅里叶红外光谱仪的工作原理 红外光谱仪（FT-IR）主要由红外光源、 吸收池、分光系统、检测 系统等几部分组成 检测时，从光源发出的红外光，经过迈克尔逊干涉仪变成干涉光 （消除杂光），再让干涉光经过样品，到探测器，探测器检测到透 过油样的红外线强度，并将其转换成与油样成分、含量相对应的电 压值，然后利用计算机系统把干涉图进行数字变换，最后得到光谱 图 FT－IR光谱仪的核心光学部件为迈科尔逊干涉仪，干涉仪的使用， 提高了红外光谱仪的灵敏度和准确性
傅里叶红外光谱 可以测吸收
傅里叶红外光谱可以测量样品的吸收。
这种技术使用红外光照射样品以测量其吸收或散射光，从而提供丰富的化学信息。
由于每种化学物质都有其独特的红外吸收光谱，因此傅里叶变换红外光谱被广泛应用于各种材料（例如塑料、涂料、药物和高分子材料）的定性和定量分析。
此外，傅里叶红外光谱不仅可测量透射光，还配备ATR和积分球附件，除透射外还支持内反射和漫反射测量方式。
需要注意的是，用傅里叶红外光谱测试液体样品时不能含水；样品纯度应尽量高，否则目标峰周围有较多杂峰或强吸收峰，可能分辨不出。
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer),简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
FTIR工作原理：光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。
两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
FTIR主要特点：1.信噪比高：傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少，没有光栅或棱镜分光器，降低了光的损耗，而且通过干涉进一步增加了光的信号，因此到达检测器的辐射强度大，信噪比高。
2. 重现性好：傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里叶变换对光的信号进行处理，避免了电机驱动光栅分光时带来的误差，所以重现性比较好。
3. 扫描速度快：傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的，得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果，而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒，而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围，一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。
简单来说，红外光谱具有特征性强、分析快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较高、应用范围广（固态、液态或气态样品都能应用；无机、有机、高分子化合物均可检测）等特点，其与色谱（GC-IR）联用或TGA（TGA-IR）联用，定性功能强大。
傅里叶变换红外光谱技术
傅里叶变换红外光谱技术傅里叶变换红外光谱技术（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）是一种常用的光谱分析技术，用于研究物质的结构和化学组成。
下面详细介绍FTIR技术的原理和应用。
1. 原理：傅里叶变换红外光谱技术基于傅里叶变换的原理。
当物质受到红外辐射时，分子中的化学键会吸收特定波长的红外光，产生振动和转动。
这些吸收带可以通过测量样品吸收的红外光强度来获得。
FTIR技术中，红外光通过样品后，会被一个干涉仪分成两束光线，一束作为参考光线，一束作为样品光线。
这两束光线经过一个可移动的反射镜反射回来，然后再次合成成一束光线，进入一个探测器。
通过调节反射镜的位置，可以改变参考光线和样品光线之间的光程差。
2. 测量步骤：- 样品制备：将待测物质制备成适当形式，如固体样品可以制备成片状，液体样品可以放在透明的红外吸收盒中。
- 样品测量：将样品放入FTIR仪器中，调整仪器参数，如光程差和扫描范围等。
然后进行扫描，记录红外光谱。
- 数据处理：通过FTIR仪器软件对得到的光谱进行处理，如去噪、基线校正等。
3. 应用：- 物质鉴定：FTIR技术可以用于鉴定物质的化学组成和结构，特别是有机物和无机物的鉴定。
- 质量控制：FTIR可以用于监测和控制生产过程中物质的质量，如药品、食品和化妆品等。
- 环境监测：FTIR可以用于监测大气中的污染物，如温室气体和有害气体等。
- 生物医学研究：FTIR可以用于研究生物分子的结构和功能，如蛋白质、核酸和多糖等。
总之，傅里叶变换红外光谱技术是一种非常重要的分析工具，广泛应用于化学、生物、材料等领域。
它通过测量样品对红外光的吸收，可以提供物质的结构信息和化学组成，为科研和工业应用提供了有力的支持。
傅里叶红外光谱仪 tr与atr 曲线的差距
傅里叶红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、药学等领域的仪器，它利用物质在红外光波段的吸收特性来进行物质成分的分析和定性。
在傅里叶红外光谱仪的操作过程中，常用的两种样品测试方式是tr （transmission）和atr（attenuated total reflection）。
在对比tr和atr这两种曲线时，我们可以观察到它们之间存在一些明显的差距，主要表现在以下几个方面：1. 光程差异tr方式测定样品时，光线需要穿透整个样品，因此光程相对较长，这会对结果产生一定的影响；而atr方式则是将样品直接放置在晶体表面，光程相对较短，因此两种方式在光程上存在差异。
2. 受样品状态影响由于tr方式需要样品透明，因此对于无法透过的样品（如浓度较高的液体或固体），无法进行测试；而atr方式则可以直接将样品压在晶体表面，对样品状态的要求较低，适用范围更广。
3. 光程中多次反射在atr方式中，光线在样品与晶体界面发生多次反射，使得光线与样品接触的时间更长，因此更容易获取到样品的吸收光谱。
4. 结果解释差异由于光程和样品状态等因素的不同，tr和atr方式所得到的光谱曲线会有一定的差异，因此在对结果进行解释和分析时，需要考虑到测试方式的影响。
tr和atr方式在使用傅里叶红外光谱仪进行样品测试时，存在一定的差异。
在实际操作中，需要根据样品的特性和测试要求选择合适的测试方式，并对结果进行合理的解释和分析。
对于傅里叶红外光谱仪的使用者来说，深入了解tr和atr方式的差异，能够更好地发挥仪器的作用，提高样品分析的准确性和精度。
在实际应用中，我们需要根据样品的特性和测试的需要选择适合的测试方式，充分了解tr与atr两种测试方式的特点和差异，可以帮助我们更好地进行样品分析和解释。
我们需要考虑样品的性质。
对于透明性较强的样品，tr方式会较为适用，因为它可以通过样品进行光线的穿透，得到准确的吸收光谱。
而对于不透明的样品，或者表面不平坦的样品，atr方式会更加合适，因为它能够直接将样品置于晶体表面，无需考虑透射性，也不会受到样品表面形态的影响。
傅里叶红外光谱仪应用领域
傅里叶红外光谱仪应用领域
傅里叶红外光谱仪广泛应用于以下领域：
1. 化学分析：可用于化学物质的定性和定量分析，如有机物、多肽、药物等。
2. 材料分析：可用于材料成分分析、表面成分分析、材料的品质检测和质量控制等。
3. 生物医学：可用于生物材料的分子结构研究、蛋白质、病毒和细胞膜的结构分析等。
4. 环境保护：可用于污染物的检测和分析，如大气环境中气体的检测、水环境中污染物的检测等。
5. 食品安全：可用于食品中添加剂、残留农药和化学物质的检测等。
6. 石油和化工：可用于石油和油品的分析，例如石化工业中的有机溶剂、保护剂和涂料等。
7. 建筑与文物保护：可用于文物表面的成分和结构分析，以及石材、砖瓦等建筑材料的质量控制。
总之，傅里叶红外光谱仪的应用领域非常广泛，可以用于实现诸如分析、鉴定、检测等多个方面的任务，尤其是在化学、生物、材料等领域具有重要的作用。
傅里叶红外光谱土样
傅里叶红外光谱土样傅里叶红外光谱土样地球上无处不在的土壤是我们生活着的根本，每一种土壤都有其独特的成分和性质。
而傅里叶红外光谱分析技术就是一种能够帮助我们了解土壤成分和性质的有力工具。
下面我们将详细介绍如何使用傅里叶红外光谱技术对土样进行分析。
一、理论介绍傅里叶红外光谱技术是一种可以测量分子振动和转动的非破坏性分析方法。
在红外光谱法中，物质内的分子振动会导致光的吸收和反射。
分子振动的频率非常高，通常在4000到400cm^-1之间，而与这些频率对应的特征峰就构成了傅里叶红外光谱图。
二、实验操作在进行傅里叶红外光谱分析前，首先需要对土样进行制备。
具体步骤如下：1. 对土样进行研磨，使其尽可能细碎。
2. 将研磨好的土样与适量的硫酸铜混合，并放置在烘箱中烘干。
3. 在一个容器中加入基底，将烘干后的土样喷洒在基底上，并用手轻轻压实。
4. 将样品放入傅里叶红外光谱仪中进行测量。
三、结果分析通过傅里叶红外光谱仪测定所获得的数据可用于定量和定性分析。
在土壤样品的傅里叶光谱图中，不同物质的分子振动频率出现的位置不同，在不同的位置处产生了不同的特征峰。
利用这些特征峰，可以确定土壤中不同物质的存在和其含量的大小。
四、应用探讨傅里叶红外光谱技术在土壤环境研究中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助我们研究土壤的基本成分，如有机质、矿物质等。
其次，傅里叶红外光谱技术还可以用于定量分析，比如测定土壤中的水分含量。
最后，傅里叶红外光谱技术还可以应用于土壤污染研究，通过测定土样中有害物质的浓度，进一步判断土地是否被污染。
五、结论综上所述，傅里叶红外光谱技术是一种非常有用的研究土壤成分和性质的方法。
在实际应用中，我们可以根据需求对土壤样品进行不同程度的处理和加工，并使用傅里叶红外光谱仪对其进行测定和分析，从而更好地认识和了解土壤。
alpha傅里叶红外光谱使用说明书
alpha傅里叶红外光谱使用说明书Alpha傅里叶红外光谱仪是一种高精度的分析测试仪器，主要用于分析材料的分子结构和化学组成。
使用傅里叶变换红外光谱技术，可对化学物质的化学键进行定性分析和定量分析。
Alpha傅里叶红外光谱仪具有快速、准确、可靠的分析特点，广泛应用于材料表征、质量控制、研究等领域。
2. 基本操作流程2.1 前期准备在使用Alpha傅里叶红外光谱仪前，需进行以下准备：(1) 检查仪器是否正确安装并接通电源。
(2) 打开Alpha傅里叶红外光谱软件，进行仪器参数设置。
(3) 安装实验样品，并进行样品制备（如需要）。
2.2 开始测试(1) 选择测试模式：单波长扫描模式或全光谱扫描模式。
(2) 设置光谱扫描参数，如扫描速度、波数范围等。
(3) 点击“开始扫描”按钮，进行光谱扫描。
(4) 完成扫描后，保存光谱数据。
2.3 分析光谱数据(1) 在Alpha傅里叶红外光谱软件中打开光谱数据文件。
(2) 对光谱数据进行处理和分析，如峰位测定、峰形分析、谱图比较等。
(3) 根据分析结果，对样品进行定性或定量分析。
3. 注意事项(1) 操作前请仔细阅读Alpha傅里叶红外光谱仪使用说明书，确保正确操作。
(2) 在使用Alpha傅里叶红外光谱仪进行样品测试前，需进行样品制备，保证样品质量。
(3) 在进行测试时，需注意调节仪器参数，如光谱扫描速度、波数范围、光谱分辨率等，确保测试结果的准确性和可靠性。
(4) 在保存光谱数据时，需注意选择适当的文件格式，如JCAMP-DX、CSV等。
(5) 使用结束后，需对仪器进行清洁和保养，保证仪器的正常运行。
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱是化学分析中常用的两种技术。
它们都可以通过测量样品对不同波长的红外光的吸收来确定样品的化学
结构。
然而，它们之间存在一些重要的区别。
首先，红外光谱是一种传统的技术，它通过测量可见光之外的红外辐射来产生光谱图。
这种技术可以用于确定样品中的化学键类型和它们之间的相对数量。
傅里叶红外光谱则是一种更先进的技术，它使用傅里叶变换来将时间域的信号转换为频率域的光谱。
这种技术可以提供更高的分辨率和更精确的定量结果。
其次，红外光谱的样品制备相对简单，通常只需要将样品与一定量的红外透明基质混合即可。
而傅里叶红外光谱则需要样品与透明基质混合后制备成压片样品或者涂敷在透明基质上。
此外，傅里叶红外光谱可以用于定量分析，而红外光谱一般只能提供相对的定性分析。
傅里叶红外光谱还可以用于分析非晶态样品和液态样品，而红外光谱则难以在这些情况下获得可靠的光谱结果。
综上所述，虽然红外光谱和傅里叶红外光谱都可以用于化学分析，但它们之间存在一些重要的区别。
选择哪种技术取决于所需的分析结果和样品的性质。
- 1 -。
傅立叶红外图谱详细分析方法大全
傅立叶红外光谱图详细解析一、分析红外谱图（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。
公式：不饱和度＝F+1+(T-O)/2其中：F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。
F、T、O分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会忘了举个例子：例如苯（C6H6），不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。
（2）分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收，以3000 cm^-1为界，高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯、炔、芳香化合物吗，而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。
（3）若在稍高于3000cm^-1有吸收，则应在2250~1450cm^-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：炔—2200~2100 cm^-1烯—1680~1640 cm^-1芳环—1600、1580、1500、1450 cm^-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm^-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）。
（4）碳骨架类型确定后，再依据其他官能团，如C=O，O-H，C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。
（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820、2720和1750~1700cm^-1的三个峰，说明醛基的存在。
解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。
二、记住常见常用的健值1.烷烃3000-2850 cm-1C-H伸缩振动1465-1340 cm-1C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。
2.烯烃3100~3010 cm-1烯烃C-H伸缩1675~1640 cm-1C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。
傅里叶红外光谱成像
化学反应监测
通过实时监测化学反应过程中红 外光谱的变化，可以研究反应机 理和反应动力学。
污染物检测
傅里叶红外光谱成像能够检测出 痕量污染物，如气体、挥发性有 机物等，对环境监测和保护具有 重要意义。
在生物学研究中的应用
生物分子相互作用
傅里叶红外光谱成像可以用于研究生物分子间的相互作用， 如蛋白质与配体、核酸与小分子等。
傅里叶红外光谱成像
目录
• 傅里叶红外光谱成像概述 • 傅里叶红外光谱成像技术 • 傅里叶红外光谱成像实验方法 • 傅里叶红外光谱成像的应用实例 • 傅里叶像概述
定义与原理
定义
傅里叶红外光谱成像是一种基于傅里 叶变换的分子光谱技术，通过测量物 质对红外光的吸收来获取物质分子结 构和组成信息。
医学成像
傅里叶红外光谱成像可以用于医学成像，如乳腺 成像、口腔成像等，有助于疾病的早期发现和治 疗。
生物组织鉴别
通过傅里叶红外光谱成像可以鉴别生物组织的类 型和性质，如肿瘤、炎症等，有助于临床诊断和 治疗方案的制定。
05
傅里叶红外光谱成像的挑战 与展望
技术挑战
仪器成本高
01
傅里叶红外光谱成像仪器结构复杂，制造成本较高，限制了其
谱图解析
根据谱峰位置、形状和强度等信息，对样品进行定性 分析和结构解析。
定量分析
利用标准品或已知物质量，建立标准曲线或校正曲线， 对未知样品进行定量分析。
04
傅里叶红外光谱成像的应用 实例
在化学分析中的应用
物质鉴定
傅里叶红外光谱成像能够提供物 质分子的振动和转动信息，从而 准确鉴定物质的化学组成和结构。
在一些领域的应用。
分辨率和灵敏度
02
傅里叶红外光谱成像的分辨率和灵敏度受到限制，对于某些物
傅里叶红外光谱分析
04:49:36
1.2、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
04:49:36
•3.3 气体样品 •直接注入气体池内测试。 •3.4 塑料、高聚物样品 •3.4.1 溶液涂膜 •把样品溶于适当的溶剂中，然后把溶液一滴一 滴的滴加在KBr晶片上，待溶剂挥发后把留在 晶片上的液膜进行测试。
•3.4.2 溶液制膜 •把样品溶于适当的溶剂中，制成稀溶液，然后 倒在玻璃片上待溶剂挥发后，形成一薄膜（厚 度最好在0.01 ～ 0.05mm），用刀片剥离。薄 膜不易剥离时，可连同玻璃片一起浸在蒸馏水 中，待04:水49:36把薄膜湿润后便可剥离。
吸收峰强度 偶极矩的平方
偶极矩变化——结构对称性； 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)；m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级；
04:49:36
2、仪器类型与结构
04:49:36
2.1、仪器类型与结构
types and structure of instruments
对称分子：没有偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红 外活性。
偶极子在交变电场中的作用示 意图
(动画)
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分子振动方程式
双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级（量子化）：
傅里叶红外光谱分析课件ppt
2/17/2024
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.2、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption 满足两个条件： spectroscopy
(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红 外活性。
偶极子在交变电场中的作用示 意图
(动画)
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2c
12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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1.3、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
2.2.2. 傅里叶变换红外光谱仪结构（框动图画）
干涉仪
样品室
检测器
光源
计算机
显示器 绘图仪
干涉图 FTS
光谱图
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傅里叶红外光谱测气体
傅里叶红外光谱测气体傅里叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种非常重要的气体分析技术。
它利用傅里叶变换技术将气体分子振动的光谱信号转化为一组复杂的频谱图，进而进行气体成分的定量和定性分析。
下面就一起来深入了解一下FTIR技术。
一、什么是傅里叶变换傅里叶变换（Fourier Transform，FT）是一种信号分析方法，其基本思想是将一个信号分解成许多不同频率的正弦波，并通过求得每个正弦波分量的振幅和相位来表征该信号的特征。
傅里叶变换在气体光谱学中应用非常广泛，典型的应用就是傅里叶红外光谱测定气体成分。
二、傅里叶红外光谱技术原理傅里叶红外光谱技术是一种非破坏性、非接触、快速、准确度高的气体分析方法。
该技术是在一定范围内对气体的吸收谱线进行测量，从而获得气体的红外吸收光谱信息，再将光谱信号进行数字化处理和傅里叶变换，可以得到气体分子振动的光谱信息。
由于不同的气体分子振动频率和振动形式不同，所以可以通过分析光谱图得到气体成分信息。
傅里叶红外光谱技术在环境监测、化学工业、生命科学、天文学和地质学等领域都有广泛应用。
三、傅里叶红外光谱测量的优点1、能够同时检测多个气体成分，例如CO、CO2、CH4等。
2、检测速度快，仅仅需要几秒钟就可以得到测量结果。
3、灵敏度高，能够检测到数量级在ppm ~ %-ppm范围内的气体。
4、可靠性高，对气体的测量结果具有较高的准确性和可重复性。
5、适用于不同气体分子的分析，具有广泛的应用前景。
四、傅里叶红外光谱测量的应用案例目前傅里叶红外光谱技术在环境监测、工业制造、医学、生物技术等领域得到了广泛的应用。
举个例子，傅里叶红外光谱技术在治理城市空气污染方面，能够快速、准确地检测到有害气体的种类和含量，例如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和臭氧等。
据统计，我国有超过半数的城市遭受空气污染，而傅里叶红外光谱测量技术便是其中一种有效的治理手段。
傅里叶红外光谱分析
傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析的原理是利用被测物质对红外辐射的吸收特性进行定性和定量分析。
红外光谱是利用分子结构中的化学键振动和分子相对位移引起的红外辐射吸收的结果。
通过红外光谱图谱，可以确定物质的分子结构和组成，研究分子间的相互作用，以及分析样品中的杂质、污染物等。
傅里叶红外光谱分析的基本仪器是傅里叶红外光谱仪。
它由光源、样品室、光学系统和检测器等部分组成。
当红外辐射经过样品时，被样品吸收、散射或透射后，再通过光学系统进入检测器。
检测器将光信号转化为电信号，再经过傅里叶变换处理，得到红外光谱图谱。
红外光谱图谱一般以波数（cm-1）作为横坐标，表示红外辐射的频率。
不同官能团和化学键对应着特定的吸收带，通过比对标准谱图库或与已知样品对比，可以确定样品的组成和结构。
同时，红外光谱图谱的强度和形状也可以提供信息，如峰的强度表示吸收的最大程度，峰的形状表示吸收的性质。
1.非破坏性：样品不需要进行任何处理，可以直接进行测量，避免了样品的破坏。
2. 高灵敏度：可以检测到微量的物质，如几个ppm的浓度。
3.宽波段范围：傅里叶红外光谱分析可覆盖2.5-25μm的红外区域，不同区域的分析需求可以满足。
4.宽样品适用性：几乎可以对任何形态的样品进行分析，如固体、液体、气体等。
5.快速分析：仪器操作简便，测量快速，通常只需几秒钟到几分钟。
傅里叶红外光谱分析在各个领域有着广泛的应用。
在化学领域，可以用于有机化合物的结构鉴定和功能团的分析。
在材料科学领域，可以用于材料的组成和结构表征，研究材料的物理和化学性质。
在生物医药领域，可以用于药物的质量控制和纯度的检验，研究生物分子间的相互作用。
在环境科学领域，可以用于环境污染物的检测和监测，分析大气、水体中的污染物。
总之，傅里叶红外光谱分析是一种非常重要的分析技术，具有广泛的应用前景。
它可以通过对红外辐射的吸收特性进行定性和定量分析，为化学、物理、生物、材料等领域的研究提供重要的信息。
傅里叶红外光谱法测浓度
傅里叶红外光谱法测浓度傅里叶红外光谱法是一种常见的分析化学方法，它可以通过吸收傅里叶红外光谱进行对不同物质的测定和定量分析。
在化学分析中，常常需要测定物质的浓度，本文将就傅里叶红外光谱法测浓度进行详细阐述。
引起物质吸收傅里叶红外光谱的主要原理是：物质分子在傅里叶红外光线的作用下，其化学键振动与分子整体旋转、振动、变形等常见的模式相应地发生共振吸收。
吸收光线的强度与样品的浓度成正比。
可以通过傅里叶红外光谱图谱中某些化学键的吸收峰强度与标准物质或者校准曲线的关系，来确定物质的浓度。
（1）准备样品：将待测样品加入传统离子溶液或加入适当量的试剂以形成一个可测量的溶液。
（2）准备标准曲线：用纯净的参考物质制备标准曲线或者以许多具有不同浓度的参考物质准备，然后制作标准曲线。
（3）测量：分别用纯净水和标准物质进行基线扫描。
用样品替换标准样品进行扫描，记录吸收光谱图谱。
（4）测定浓度：根据吸收峰的强度与标准曲线或校准曲线中浓度的关系，可以计算出样品中溶液的浓度。
（1）对各种样品类型具有较高的灵敏度和强度：无论是固体、液体、气体还是半固体，傅里叶红外光谱法都能够针对不同的样品进行测量。
（2）样品无需处理：在使用傅里叶红外光谱法进行测量时，不需要对样品进行任何特殊的预处理。
（3）对多组分样品的稳健性较好：使用傅里叶红外光谱法还能够快速测量多组分样品中各组分的浓度，有效简化了复杂样品的分析和检测过程。
傅里叶红外光谱法广泛应用于多个领域，如医学、食品、化学、玻璃、材料、环境、制药等。
傅里叶红外光谱法可以用于测定多种化合物、聚合物、气体、石油等物质的浓度，比如在食品工业中，傅里叶红外光谱法可以测量食品中各种营养成分的含量，同时可以用于检测食品中出现的毒素。
傅里叶红外光谱法是一种简便、可靠的测量方法。
在实际应用过程中，人们将不断改善和完善这种方法，以便更好地服务于各种化学、生物和环境研究领域的需要。
除了测量物质浓度，傅里叶红外光谱法还可以用于样品的鉴定和定性分析。
傅里叶红外光谱仪的测试原理
傅里叶红外光谱仪的测试原理
傅里叶红外光谱仪是一种通过测量物质吸收红外辐射的仪器，其测试原理可以简述如下：
1. 发射红外光：仪器中的光源会发射一段特定波长的红外光，通常是4000-400 cm-1之间的波长范围。
2. 样品与光相互作用：光线通过试样，样品中的分子会吸收红外光，使得光的能量发生变化。
3. 探测红外光：红外光线通过样品后，进入检测器，检测器会将吸收光子的信号转换为电信号。
4. 分析数据：检测器输出的电信号被传输到电子计算机上，计算机通过算法将吸收光谱数据转换为样品的分子结构信息。
5. 判别分析：对比库中仪器所测定的样品光谱与标准库中的光谱，辨别出样品中的分子结构。
综上所述，傅里叶红外光谱仪利用红外辐射与样品物质相互作用的原理来实现对分子结构的定性和定量分析。
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样品制备技术
(b) 液体样品制样 液体池组成：后框架、垫片、后窗片、间隔片、前窗片和前框架 7 个部分。 一般后框架和前框架由金属材料制成；前窗片和后窗片为氯化钠、 溴化钾等晶体薄片；间隔片常由铝箔和聚四氟乙烯等材料制成，起着 固定液体样品的作用，厚度为 0.01～2mm。 在液体池装样操作过程中，应注意以下几点： ① 灌样时要防止气泡； ② 样品要充分溶解，不应有不溶物进入液体池内； ③ 装样品时不要将样品溶液外溢到窗片上。 目前以中红外区（4000～400cm-1）应用最为广泛，一般的 光学材料为氯化钠（4000～600 cm-1）、溴化钾（4000～400 cm-1）；这些晶体很容易吸水使表面发乌，影响红外光的透过。因 此，所用的容片应放在干燥器内，要在湿度小的环境下操作。
实验用品
（二）实验器具： 玛瑙研钵 筛网2um SHIMADZU压片磨具组合 （三）药品： KBr粉末、未知样品、无水乙醇
四、实验步骤
（一）样品的制备 (a) 固体样品制样 固体样品制样由压模进行，压 模的构造如图所示： 压模由压杆和压舌组成。压 舌的直径为13mm，两个压舌的 表面光洁度很高，以保证压出的薄 片表面光滑。因此，使用时要注意 样品的粒度、湿度和硬度，以免损 伤压舌表面的光洁度。 组装压模时，将其中一个压舌 光洁面朝上放在底座上，并装上压 片套圈，加入研磨后的样品，再将 另一压舌光洁面朝下压在样品下， 轻轻转动以保证样品面平整，最后 顺序放在压片套筒、弹簧和压杆， 通过液压器加压力至95pa，谱分析方法主要是依据分子内部原子间的 相对振动和分子转动等信息进行物质测试的方法。 利用物质分子对红外辐射的吸收，并由其振动及转动运 动引起偶极矩的净变化，使得分子由基态振动和转动能级跃 迁到激发态，获得分子的振动-转动光谱，即红外吸收光谱。 它反映了分子中各基团的振动特征。 由于不同分子的振动能级和转动能级不同，能级间的能 量差值不同，不同物质对红外光的吸收波长必然不同。所以 根据物质的红外吸收波长就可对物质进行定性分析。同时， 物质对红外辐射的吸收符合朗伯-比尔定律，故可用于定量 分析。
四、实验步骤
（二）实验内容与方法
1、扫描背景谱图 1）背景试样的制备 称取烘干的KBr粉末0.5g ，倒入玛瑙研钵中 研磨10分钟，过筛(2μm)，过筛后的药品质量应在 0.05-0.08g之间，放到压片磨具中压片，之后装 入样品池。 2）扫描背景谱图，保存。
四、实验步骤
2、扫描样品谱图 1）待测试样的制备 称取烘干的待测样品0.005g放入研钵中，加入 0.5gKBr粉末混匀，倒入玛瑙研钵中研磨10分钟，过筛 (2μm)，之后压片。 2）扫描样品谱图。 3、谱图处理及图谱检索（识别） 将待测试样的扫描谱图与标准谱图相比较，确定未知组分。 4、在实验预习报告上记录待测试样扫描谱图的最大吸收波长 及其强度，画出吸收峰，确定待测组分。填写实验报告并上交。 5、清洗 测量结束后，用无水乙醇将研钵，压片器具清洗 干净，置于干燥器内。
实验原理
1、红外吸收的条件 1）某红外光刚好能满足物质振动能级跃迁时所需 要的能量。 2）红外光与物质之间有耦合作用。即分子的振动 必须是能引起偶极矩变化的红外活性振动。
在常温下，绝大多数分子处于基态，由基态跃迁到第一激 发态所产生的吸收谱带称为基频谱带。即基频谱带的频率与分 子振动频率相等。
2、红外吸收光谱
三、实验仪器及用品
（一）IRPrestige-21型傅立叶变换红外光谱仪 1、产品简介
该仪器利用一个迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，通过数学运算 （傅立叶变换）把干涉图变为红外光谱图。操作简便的软件—IRSolution。 具有如下参数： 1） 波束范围
4700-340cm-1(标准配置)
2） 分辨率 0.5、1、2、4、8、16cm-1（中红外、近红外），2、4、 8、16cm-1（远红外） 3） S/N（信噪比） 大于40000：1
实验仪器
2 2、傅立叶变换红外光谱仪组成部件 、仪器结构组成 Fourier变换 红外光谱仪 没有色散元件，主要由 光源（硅碳棒、高压汞灯）、Michelson干涉仪、检 测器、计算机和记录仪组成。 核心部分为Michelson干涉仪，它将光源发出的 信号以干涉图的形式送往计算机进行Fourier变换数学 处理，最后将干涉图还原成光谱图。 它与色散型红外光度计的主要区别在于干涉仪和电 子计算机两部分。
实验仪器
5、仪器使用注意事项
1、仪器一定要安装在稳定牢固的实验台上，远离振 动源。 2、供试品测试完毕后应及时取出，长时间放置在样 品室中会污染光学系统，引起性能下降。样品室应保 持干燥，应及时更换干燥剂。 3、所用的试剂、试样保持干燥，用完后及时放入干 燥器中。 5、压片模具及液体吸收池等红外附件，使用完后应 及时擦拭干净，必要时清洗，保存在干燥器中，以免 锈蚀。 6、光路中有激光，开机时严禁眼睛进入光路。 7、测定完毕，要及时做好仪器使用登记记录。
五、实验注意事项
(1) 必须严格按照仪器操作规程进行操作； 实验未涉及的命令禁止乱动；
(2)软件不会自动保存数据，所有的数据要保存都必须点击 “Save”进行保存，否则数据丢失。 (3) 谱图处理时，平滑参数不要选择太高，否则会影响谱图 的分辨率。
六、思考与作业
1、红外吸收光谱法对固体试样的要求有哪些？为什么？ 2、用压片法制样时，为什么要求研磨到颗粒度在2μm左右？ 3、红外光谱法能否直接对混合物进行定性分析？为什么？ 4、编写预习报告 预习报告内容：一、实验目的 二、实验原理 三、实验用品 四、实验步骤 五、实验结果处理
4、傅立叶红外光谱仪的突出优点
（1）扫描速度极快 Fourier变换仪器是在整扫描时间内同时测定所有频率的信息，一般 只要1s左右即可。因此，它可用于测定不稳定物质的红外光谱。而色散型 红外光谱仪，在任何一瞬间只能观测一个很窄的频率范围，一次完整扫描通 常需要8、15、30s等。
（2）具有很高的分辨率 通常Fourier变换 红外光谱仪分辨率达0.1~0.005 cm-1，而一般棱镜 型的仪器分辨率在1000 cm-1处有3 cm-1 ，光栅型红外光谱仪分辨率也只有 0.2cm-1 。 （3）灵敏度高 因Fourier变换 红外光谱仪不用狭缝和单色器，反射镜面又大，故能 量损失小，到达检测器的能量大，可检测10-8g数量级的样品。 除此之外，还有光谱范围宽（1000~10 cm-1 ）；测量精度高，
当物质受到频 率连续变化的红外 光照射时，分子吸 收了某些频率的辐 射，并由其振动或 转动运动引起偶极 矩的净变化，产生 分子振动和转动能 级从基态到激发态 的跃迁，使相应于 这些吸收区域的透 射光强度减弱。记 录红外光的百分透 射比（吸光度）与 波数或波长的关系 曲线，就得到红外 吸收光谱。
实验原理
实验原理
4、红外光谱吸收区域的划分:
1）3750-2500cm-1区，此区为各类A-H单键的伸缩振动区 （包括C-H、O-H、X-H的吸收带）。3000cm-1以上为不饱和 碳的C-H键伸缩振动区，而3000cm-1以下为饱和碳的C-H键伸 缩振动区。 2）2500-2000cm-1区，是三键和累积双键的伸缩振动区，包 括碳碳叁键，碳氮三键，C=C=O等基团以及X-H基团化合物的 伸缩振动。 3）2000-1300cm-1区，是双键伸缩振动区，C=O键在此区有 一强吸收峰，其位置按酸酐、酯、醛酮、酰胺等不同而异。在 1650-1550cm-1处还有N-H键的弯曲振动吸收峰。 4）1300-667cm-1区，包括C-H键的弯曲振动。此曲在鉴别链 的长短、烯烃双键取代强度、构型基本换取待机位置等方面可提 供有用的信息。
3、
Fourier变换 红外光谱仪工作原理
●仪器中的Michelson干涉仪的作用是将光源发出的光分成两 光束后，再以不同的光程差重新组合，发生干涉现象。
●当两束光的光程差为/2的偶数倍，则落在检测器上的相干光
相互叠加产生明线；相反，为/2的奇数倍时，相干光相互抵消， 产生暗线。此为单色光的干涉图
●由于多色光的干涉图等于所有各单色光干涉图的加合，故得 到的是具有中心极大，并向两边迅速衰减的对称干涉图。
●干涉图包含光源的全部频率和与该频率相对应的强度信息，所
以如有一个有红外吸收的样品放在干涉仪的光路中，由于样品 能吸收特征波数的能量，结果所得到的干涉图强度曲线就会相 应地产生一些变化。包括每个频率强度信息的干涉图，可借数 学上的Fourier变换技术对每个频率的光强进行计算，从而得到 吸收强度（或透过率）随波数（或波长）变化的普通光谱图。
重复性可达0.1%；杂散光干扰小；样品不受因红外聚焦而产生 的热效应的影响；特别适合于与气相色谱联机或研究化学反应 机理等。
实验仪器
5、傅立叶红外光谱仪的基本操作
1）打开红外光谱仪的电源开关。 2）点击电脑屏幕打开IRsolution工作站软件。 3）点击测定，使屏幕转到测定界面。之后初始化仪器。 4）制备溴化钾空白片和样品压片。 5）将压制好的溴化钾空白片（不含样品的溴化钾空片）放入光谱仪样 品仓内的样品架上。 6）点击测定按钮下的背景按钮，输入光谱名称，确认采集参比背景光 谱。 7）背景谱图采集完毕后，将待测样品片放入光谱仪内，关上仓盖。 8）软件可按要求对谱图进行各种分析处理，从文件菜单中选择打印， 将谱图以不同形式打印出报告。 9）退出系统。
实验9 傅立叶红外光谱定性分析
指导教师
姜桂兰
实验9 傅立叶红外光谱定性分析方法
一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器及用品 四、实验步骤 五、实验注意事项 六、思考与作业
一、实验目的
1、掌握红外光谱定性分析的基本原理 2、掌握红外光谱法对试样的要求及制样技术 3、了解透射红外光谱法的原理及应用 4、学会红外光谱定性分析方法
官能团具有特征吸收频率 基团频率 在不同的分子中，和一个特定的基团 有关的振动频率基本上是相同的。