第3节 红外光谱仪
红外光谱仪操作指南说明书
红外光谱仪操作指南说明书操作指南说明书1. 引言红外光谱仪是一种广泛应用于化学、材料科学、生物医药等领域的分析仪器。
本操作指南旨在为用户提供详细的操作步骤和相关注意事项，以便用户正确、高效地使用红外光谱仪。
2. 设备概述红外光谱仪由以下主要组件组成：2.1 光源：产生红外辐射的光源，常用的有红外灯、激光器等；2.2 选择器：用于选择所需的红外光谱区域；2.3 样品室：放置待测样品的位置，通常使用透明的气密室；2.4 探测器：接收样品通过的红外光，并将其转化为电信号；2.5 光谱仪：负责处理、调节和显示探测器输出的信号。
3. 操作步骤3.1 准备工作在操作红外光谱仪之前，应确保以下几点：3.1.1 检查设备的电源连接，确保设备接入了稳定和可靠的电源；3.1.2 清洁样品室，确保样品室内无尘，避免干扰实验结果；3.1.3 检查光源和探测器是否正常工作，确保它们处于良好状态。
3.2 样品的准备根据实验需要，合理选择样品。
样品应具有以下特点：3.2.1 样品应具有透明性，以便红外光能够通过；3.2.2 样品应具有一定的厚度，一般要求在0.01-0.1 mm；3.2.3 为避免杂质干扰，样品宜尽量纯净。
3.3 开机与仪器预热3.3.1 打开仪器电源，并确保相关指示灯亮起；3.3.2 需要等待一段时间进行预热，以保证仪器达到稳定状态。
3.4 选择光谱区域和参数设置3.4.1 根据实验需要，选择合适的光谱区域，通常有近红外、中红外和远红外等区域可供选择；3.4.2 针对所选光谱区域，设置合适的参数，如波数范围、采样时间等。
3.5 放置并扫描样品3.5.1 将待测样品放置在样品室内，并关闭样品室的气密门；3.5.2 启动扫描功能，观察光谱曲线的实时显示。
3.6 数据分析和处理3.6.1 通过观察光谱曲线，分析样品的红外吸收峰和谷，根据特征峰的位置和强度，判断样品的化学组成；3.6.2 借助专业软件，对得到的数据进行进一步处理和分析，如峰面积计算、谱图比较等。
有机波谱解析-第三章_红外光谱
由于红外光谱吸收强度受狭缝宽度、温度和溶剂等因素影 响，故不易精确测定，在实际分析中，只是通过与羰基等强吸 收峰对比来定性研究。
谱带强度与振动时偶极矩变化有关,偶极矩变化愈 基团极性 大，谱带强度愈大；偶极矩不发生变化，谱带强度为0， 即为红外非活性。 电子效应
红外吸收强度 偶极距变化幅度 振动偶合
伸缩振动（
as
）两种形式。
弯曲振动：原子垂直于化学键方向的运动。又可以分
它们还可以细分为摇摆、卷曲等振动形式。
为面内弯曲振动（）和面外弯曲振动（ ）两种形式，
+和-表示垂直于纸面方向的前后振动。
亚甲基的振动形式
三、分子振动与红外吸收峰的关系
理论上具有特定频率的每一种振动都能吸收相应 频率的红外光，在光谱图对应位臵上出现一个吸收 峰。实际上，因种种原因分子振动的数目与谱图中
纵坐标为： 百分透过率（%） 横坐标为： 波长（µ m）或波 数（cm-1）。
环戊烷
也可用文字形式表示为：2955cm-1(s)为CH2的反对称伸缩振动 (υasCH2),2870cm-1(m)为CH2的对称伸缩振动(υsCH2) 1458cm-1(m) 为CH2的面内弯曲振动(δ面内CH2),895cm-1(m)为CH2的面外弯曲振动 (面外CH2)
诱导效应大于共轭效应， C＝O 蓝移至 1735 cm-1
三、空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使共
轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2 O O O
CH3 CH3
CH3 CH(CH3)2
CH3
1663cm-1
1686cm-1
1693cm-1
（2）环的张力：环的大小影响环上有关基 团的频率。
红外光谱仪原理
红外光谱仪原理红外光谱仪是一种用于分析物质分子结构和化学键的仪器。
它利用物质吸收、散射、透射、反射或者发射红外光的特性，来确定物质的成分和结构。
红外光谱仪原理主要包括光源、样品、检测器和数据处理四个部分。
首先，光源产生红外辐射，通常是通过加热钨丝或者使用红外激光器来实现。
这些光源产生的红外光通过样品，样品吸收特定波长的红外光，其余的波长则通过样品。
吸收的红外光与样品的分子结构和化学键有关，因此可以通过检测吸收光的强度和波长来确定样品的成分和结构。
其次，检测器接收通过样品的红外光，并将其转换成电信号。
常用的检测器有热电偶和半导体探测器。
这些电信号会随着波长的变化而变化，通过测量电信号的强度和波长，可以得到样品对不同波长红外光的吸收情况。
最后，数据处理部分对检测到的电信号进行处理和分析，通常使用计算机进行数据采集和处理。
数据处理可以通过比较样品的光谱图与标准库中的光谱图来确定样品的成分和结构。
此外，还可以通过峰位和峰面积的测量来定量分析样品中各成分的含量。
红外光谱仪原理的核心在于利用样品对红外光的吸收特性来确定其成分和结构。
通过光源产生红外光，样品吸收特定波长的红外光，检测器接收并转换成电信号，最后通过数据处理来分析样品的光谱图。
这一原理在化学、生物、药物、食品等领域都有着广泛的应用，成为了分析和研究物质的重要工具。
总之，红外光谱仪原理的理解对于正确操作和应用红外光谱仪具有重要意义。
只有深入理解红外光谱仪的工作原理，才能更好地利用红外光谱仪进行物质分析和研究。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解红外光谱仪的工作原理，从而更好地应用于实际工作中。
红外光谱仪的操作步骤简介
红外光谱仪的操作步骤简介红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的分析仪器。
它通过测量物质在红外光波段的吸收特性，可以帮助研究人员分析物质的结构和组成。
本文将简要介绍红外光谱仪的操作步骤。
1. 准备样品在进行红外光谱分析之前，首先需要准备待测样品。
样品可以是固体、液体或气体，但需要保证样品的纯度和稳定性。
对于固体样品，通常需要将其研磨成粉末或制备成适当的片剂。
对于液体样品，可以直接放置在透明的红外吸收盒中。
对于气体样品，需要使用气体采样装置将其引入红外光谱仪。
2. 设置仪器参数在进行红外光谱分析之前，需要根据样品的性质和实验要求设置仪器参数。
主要包括选择合适的光源、选择合适的检测器、调节光源和检测器的强度等。
不同的样品和实验目的可能需要不同的仪器参数设置，因此需要根据具体情况进行调整。
3. 进行基线扫描基线扫描是红外光谱分析的第一步，用于检测仪器本身的噪音和漂移。
在进行基线扫描时，不需要放入样品，仅需将红外吸收盒或样品槽放置在光路中，进行空白扫描。
通过基线扫描可以得到仪器的基线信号，后续的样品扫描将基于这个基线信号进行分析。
4. 进行样品扫描在进行样品扫描之前，需要将样品放置在红外吸收盒中，并将其放入光路中。
样品的位置和角度需要根据具体仪器的要求进行调整。
在进行样品扫描时，仪器将发出一束红外光，样品会吸收部分光线，其余的光线经过检测器后转化为电信号。
通过对样品吸收的光谱进行分析，可以得到样品的红外光谱图。
5. 数据处理与分析得到样品的红外光谱图后，还需要进行数据处理与分析。
常见的数据处理方法包括基线校正、峰识别和峰定量等。
基线校正可以帮助去除基线漂移和噪音，使得谱图更加清晰。
峰识别可以帮助确定谱图中的各个峰位和峰强度，从而推测样品的结构和组成。
峰定量可以通过峰强度与样品浓度的关系，进行定量分析。
6. 结果解读与应用最后，根据数据处理与分析的结果，可以对样品的结构和组成进行解读与应用。
红外光谱分析可以帮助研究人员确定化学键的类型和存在状态，推测分子的结构和功能。
实验三红外吸收光谱法
红外光谱的产生与特征
红外光谱是由于分子振动和转动能级跃迁而产生的。当特 定波长的红外光与分子相互作用时，分子吸收光能并发生 振动和转动能级跃迁，导致透射光强度减弱，形成红外吸 收光谱。
红外光谱具有特征性，不同化学键或基团在特定波数范围 内有吸收峰，可用于推断分子结构和化学组成。
基团频率与分子结构的关系
误差分析与实验讨论
误差分析是实验结果可靠性的重要保障，需要 对实验过程中可能出现的误差进行详细分析。
误差来源可能包括仪器误差、样品不均匀、环 境因素等，需要采取相应措施减小误差对实验 结果的影响。
实验讨论部分需要对实验结果进行深入分析和 讨论，总结实验的优缺点，提出改进意见和建 议，为后续实验提供参考和借鉴。
样品处理
根据实验需求，对样品进 行适当处理，如干燥、研 磨、溶解等，以便于后续 操作。
样品制备
将处理后的样品制备成适 合测试的形态，如溶液、 薄膜等，以满足测试要求。
仪器准备与校准
仪器检查
确保仪器各部件完好，无 损坏，能够正常工作。
校准
根据仪器使用说明，对仪 器进行校准，确保测试结 果的准确性。
参数设置
基团频率是指特定化学键或基团在红 外光谱中出现的波数范围。基团频率 与分子结构密切相关，不同基团具有 不同的振动频率和吸收峰位置。
通过分析基团频率和峰形特征，可以 推断出分子中的化学键类型、键长、 键角等信息，从而了解分子的结构特 征和性质。
03
实验步骤
样品制备
01
02
03
样品选择
选择具有代表性的样品， 确保样品纯净度高、无杂 质。
根据实验需求，设置合适 的测试参数，如扫描范围 Nhomakorabea 分辨率等。
第三节 红外光谱
影响谱带位置（位移）因素
诱导效应
原子电负性的影响：一定极性的共价键中，不同电负性原子取代产生 振动频率发生变化。 无机化合物中，相同阴离子团与不同阳离子结合时，阴离子团的基本 频率受到影响。
键应力的影响
Si-O结合时，Si位于正四面体的中心，键角为109°28‘，但Si-O四面 体结合时，Si-O键角改变，引起键能变化，产生振动频率的位移。 孤立的Si-O结构中，伸缩振动频率小于1000cm-1 ，当两个Si-O四面 体结合时，形成Si-O-Si键，伸缩振动频率增大至1080cm-1 。
当红外辐射光照射到薄片上时，引起温度升高，TGS极化度 改变，表面电荷减少，相当于“释放”了部分电荷，经放大， 转变成电压或电流方式进行测量。 碲镉汞检测器（MCT检测器）是由宽频带的半导体碲 碲镉汞检测器 化镉和半金属化合物碲化汞混合形成，其组成为Hg1-xCdx Te ， x≈0.2，改变x值，可获得测量波段不同灵敏度各异的各种 MCT检测器。 5. 记录系统
红外光谱实验技术
发展历史
19世纪初发现红外线 20世纪初，单光束手动式仪器 1947，第一代以棱镜做色散元件的双光束红外光谱仪 问世 1960，第二代以光栅做色散元件的双光束红外光谱仪 投入使用 1978，第三代干涉型傅立叶变换红外光谱仪投入使用 近年，第四代激光红外光谱仪问世
红外光谱仪
测绘物质红外光谱的仪器称为红外光谱仪，又称红 外分光光度计，主要包括红外辐射源、色散元件、 检测器、放大器和记录系统。色散元件大致演变过 程为棱镜、光栅、干涉型傅立叶变换、激光器等阶 段。
高分子材料的研究分析和鉴别高聚物不同类型的高聚物及结构相近的高聚物定量测定聚合物的链结构聚合物反应的研究高聚物结晶过程的研究高聚物物理老化的研究高分子共混相溶性研究高聚物取向研究材料表面的研究红外附件技术??有机物方面有机物方面红外光谱红外光谱88个重要区段与有机物官能团特征频率个重要区段与有机物官能团特征频率特征频率区特征频率区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型伸缩振动区2不饱和ch伸缩振动区33003010烯烃和芳环3饱和ch伸缩振动区30002800区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型5羰基19001650伸缩振动区6双键16751500伸缩振动区烯烃和芳环7饱和ch面内弯曲振动区14751300指纹区指纹区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型8不饱和ch面外弯曲振动区1000650
第三节红外光谱
第三节红外光谱（I nf r ared Spectra, IR）红外光谱确实是测定有机物在用中红外区域波长的光（4000cm-1 ~ 400cm-1 ，μm~25 μm）照射时的吸收情形。
通过IR测定，能够得知一个化合物中存在哪些官能团。
还能够象鉴定指纹和照片那样，通过IR来辨别化合物。
特点：辨别化合物的特点键及其官能团，能提供大量的关于化合物的结构信息。
样品用量少、易回收，气、液、固态样品均适用、灵敏度高.谱图以波长(μm)或波数为(cm-1 )横坐标，表示吸收峰的位置。
波长和波数二者可互换: n (cm-1 )=104/ (μm)以透光度T%为纵坐标而形成。
表示吸收强度。
T↓，说明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
一、大体概念在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。
这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。
红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。
红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。
在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。
这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。
红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。
红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。
振动方程式k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能越高，k越大）m1和m2别离为化学键所连的两个原子的质量，单位为克即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频率）与键强度成正比，与成键原子质量成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大。
键的力常数k越大，红外吸收频率越大。
如：炔键/2150 cm－1，C=C /1650 cm－1，C －C /1200cm－1。
•组成化学键的原子质量越小，红外吸收频率越大。
•如：C－H/~3000 cm－1，C－C/1200 cm－1，C－O/1100 cm－1，C－Cl /800 cm－1，C－Br/550 cm－1。
红外光谱仪主要检测什么
红外光谱仪主要检测什么摘要：红外光谱仪是一种常用的分析仪器，它通过测量物质与红外辐射相互作用的方式来分析和识别物质的化学成分。
本文将介绍红外光谱仪的工作原理、基本结构和应用领域，并详细讨论它主要用于检测的物质类型。
引言：红外光谱仪广泛应用于化学、材料、生命科学等领域，对于研究物质的结构和性质、质量控制和环境监测等方面起着重要的作用。
它具有分析快速、非破坏性、无需样品前处理等优点，因此在工业生产和科研实验中得到广泛应用。
然而，红外光谱仪主要用于检测哪些物质类型，对于非专业人士来说可能不太清楚。
本文将对此进行阐述。
一、红外光谱仪的工作原理红外光谱仪利用红外辐射与物质发生相互作用的原理进行分析。
物质对红外辐射的吸收特性与其分子结构有关，不同的物质会对特定波长的红外辐射显示出吸收峰。
红外光谱仪通过测量样品对不同波长红外光的吸收情况，得到物质的红外光谱图谱。
二、红外光谱仪的基本结构红外光谱仪的基本结构主要包括光源、单色器、样品室、探测器和信号处理器等部分。
光源产生红外辐射，经过单色器对红外光进行滤波，然后进入样品室与样品相互作用。
通过探测器将与样品发生相互作用的红外辐射转化为电信号，并经过信号处理器处理后得到红外光谱图谱。
三、红外光谱仪的应用领域红外光谱仪在化学、材料、生命科学等领域有广泛的应用。
在化学领域，红外光谱仪可以用于物质的结构和组成分析，如有机化合物的鉴定、聚合物的结构分析等。
在材料领域，红外光谱仪可以用于材料的质量检测和表征，如聚合物材料的鉴定、矿石成分的分析等。
在生命科学领域，红外光谱仪可以用于生物分子的结构和功能研究，如蛋白质和核酸的红外光谱分析等。
四、红外光谱仪的主要检测物质类型红外光谱仪主要用于检测有机化合物、聚合物和无机物等物质类型。
有机化合物是由碳、氢和其他元素组成的化合物，红外光谱仪可以通过检测有机物中的功能团来确定其结构和组成。
聚合物是由重复单元组成的大分子化合物，红外光谱仪可以用于聚合物的结构鉴定和分子量分析。
红外光谱仪的操作
红外光谱仪的操作
操作红外光谱仪的步骤如下：
1. 打开仪器电源并保持室温稳定。
确保仪器和样品所处的环境温度稳定，避免温度的变化对光谱结果的影响。
2. 准备样品。
将样品放在透明的红外光谱盘中，并确保样品表面平整，避免空气或杂质的干扰。
3. 确定所需光谱范围和光程。
根据实验需求设置仪器的光谱范围和光程，一般在仪器上有相应的按钮或拨轮用来调节。
4. 校准光谱仪。
使用标准物质进行仪器的校准，以确保准确的波长和强度。
5. 将样品放入红外光谱仪中。
将红外光谱盘或样品置于仪器的样品台上，并固定好。
6. 进行扫描和记录。
根据仪器的操作手册，选择合适的扫描模式和参数，并开始扫描。
在扫描过程中，仪器会自动记录红外光谱的波长和强度。
7. 分析和解读光谱结果。
根据实验需求，分析和解读光谱曲线，确定样品中的化学键和功能团。
8. 清理仪器。
使用适当的溶剂和软布清洁样品台和光谱盘，确保仪器的清洁和正常运行。
注意事项：
- 操作红外光谱仪时要小心，避免物品损坏或伤人。
- 样品的质量和状态会直接影响光谱结果的准确性，因此样品的准备和处理要注意。
- 扫描时要确保仪器和样品台的稳定，否则可能会导致光谱结果产生偏移或噪音。
红外光谱仪操作指南
红外光谱仪操作指南红外光谱仪（Infrared Spectrometer）是一种常见的实验室仪器，用于分析和识别物质的结构和成分。
本文将介绍红外光谱仪的基本原理、使用方法和注意事项，以帮助读者正确操作和使用该仪器。
一、基本原理红外光谱仪是利用物质分子对红外辐射的吸收产生特定频谱图谱的仪器。
红外光与物质之间的相互作用可以提供关于分子振动、拉伸和弯曲等信息。
红外光谱仪通过测量光的吸收，得出样品分子结构和成分的信息。
二、操作步骤1. 准备工作：确保红外光谱仪处于正常工作状态，光源和检测器正常工作。
检查光谱仪的校正情况和保养情况，确保仪器灵敏度和精确性。
2. 样品准备：将待测样品制备成均匀的固体或溶液。
固体样品需要通过粉碎和压片制备均匀的样品片，溶液样品则需要通过稀释到适当浓度。
3. 校正仪器：用标准样品进行仪器的校正，以确保精确测量。
选择适当的标准样品，比如聚乙烯醇或二甲基亚砜等，测量其红外光谱，记录下来并与已知的标准光谱进行对比。
4. 采集光谱：将校正之后的红外光谱仪对准样品，开始采集光谱数据。
注意调整光谱仪的参数，比如波数范围和采样速度等。
确保测量的光谱范围覆盖待测样品的特征吸收峰。
5. 数据处理：将采集到的红外光谱数据进行处理和分析。
可以使用专业的光谱分析软件，通过峰的积分和峰的变化来推导样品分子的结构和成分。
6. 结果解读：根据所测量得到的红外光谱图谱，结合已有的数据和知识，对样品的结构和成分进行解读和分析。
比对样品谱图中的特征峰和已知的功能基团谱图，确定样品的物质结构特征。
三、注意事项1. 避免戴着手套操作：由于红外光谱仪采集的是样品的吸收光信号，手套会产生干扰。
最好不戴手套操作，并确保双手干净，以避免样品污染。
2. 样品制备的均匀性：尽量确保样品的均匀性，固体样品需要均匀地分布在样品盘上，而液体样品需要充分混合并稀释到适当浓度。
3. 调整光源和检测器：在操作之前，确保光源和检测器的调整正确，以获得准确的光谱数据。
红外光谱分析
红外光谱分析红外光谱与分子的结构密切相关，是研究表征分子结构的一种有效手段，与其它方法相比较，红外光谱由于对样品没有任何限制，它是公认的一种重要分析工具。
在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。
红外光谱可以研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性等，利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角，并由此推测分子的立体构型。
根据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频率计算热力学函数等。
分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化，因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基，氰基，羟基，胺基等等在红外光谱中都有特征吸收，通过红外光谱测定，人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。
由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化，这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。
分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振动方式彼此不同，这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性，称为指纹区。
利用这一特点，人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱，并把它们存入计算机中，编成红外光谱标准谱图库，人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对，就可以迅速判定未知化合物的成份。
下面将对红外光谱分析的基本原理做一个简单的介绍。
红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后，引起分子的振动- 转动能级的跃迁而形成的光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。
利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外吸收光谱法。
红外辐射是在1800年由英国的威廉.赫谢(Willian Hersher) 尔发现的。
一直到了1903 年，才有人研究了纯物质的红外吸收光谱。
4.3 红外光谱仪
仪器分析仪器分析课程组第四章红外光谱法与激光拉曼光谱法第四章红外光谱法与激光拉曼光谱法4.3 红外光谱仪1. 色散型分光光度计2. 傅里叶变换红外光谱仪1.色散型分光光度计•色散型与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。
•组成：光源、单色器、试样室、检测器、记录仪光源：一种惰性固体，用电加热使之发射高强度连续红外辐射。
类型制作材料工作温度特点Nernst 灯Zr, Th,Y氧化物1700o C高波数区（> 1000cm-1）有更强的发射；稳定性好；机械强度差；但价格较高。
硅碳棒SiC 1200-1500o C 低波数区光强较大；波数范围更广；坚固、发光面积大。
•吸收池：中红外光不能透过玻璃和石英，因此，红外吸收池通常由一些无机盐的大结晶体作为透光材料制作而成。
•单色器：光栅单色器具有线性色散、分辨率高和光能损失小等优点。
•红外光谱仪与紫外可见吸收光谱仪结构最基本的区别？前者的试样室是放在光源和单色器之间；后者则是放在单色器的后面。
Why?•检测器：真空热电偶、热电量计、光电导管真空热电偶：不同导体构成回路时的温差电现象，涂黑金箔接受红外辐射。
TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)；响应速度快；高速扫描。
MCT：灵敏度高于TGS，响应速度快，适于快速扫描测量和色谱与IR联用。
色散型红外光谱仪缺点扫描速度慢灵敏度差分辩率低2. 傅里叶变换红外光谱仪Fourier Transform Infrared Spectrophtometer, FTIR•用迈克尔逊(Michelson)干涉仪取代单色器•工作原理与色散型仪器有很大不同:光源发出的红外辐射，经干涉仪转变成干涉图。
通过试样后得到试样信息的干涉图。
由电子计算机采集，并经过快速傅里叶变换，得到强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。
FTIR 优点扫描速度快灵敏度高高分辨率光谱范围宽波数精度高。
红外光谱仪
理论
电磁光谱的红外部分根据其同可见光谱的关系，可分为近红外光、中红外光和远红外光。远红外光（大约 400-10 cm-1）同微波毗邻，能量低，可以用于旋转光谱学。中红外光（大约4000-400 cm-1）可以用来研究基 础震动和相关的旋转-震动结构。更高能量的近红外光（-4000 cm-1）可以激发泛音和谐波震动。红外光谱法的 工作原理是由于震动能级不同，化学键具有不同的频率。共振频率或者振动频率取决于分子等势面的形状、原子 质量、和最终的相关振动耦合。为使分子的振动模式在红外活跃，必须存在永久双极子的改变。具体的，在波恩奥本海默和谐振子近似中，例如，当对应于电子基态的分子哈密顿量能被分子几何结构的平衡态附近的谐振子近 似时，分子电子能量基态的势面决定的固有振荡模，决定了共振频率。然而，共振频率经过一次近似后同键的强 度和键两头的原子质量起来。这样，振动频率可以和特定的键型起来。简单的双原子分子只有一种键，那就是伸 缩。更复杂的分子可能会有许多键，并且振动可能会共轭出现，导致某种特征频率的红外吸收可以和化学组起来。 常在有机化合物中发现的CH2组，可以以 “对称和非对称伸缩”、“剪刀式摆动”、“左右摇摆”、“上下摇摆” 和“扭摆”六种方式振动。
人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对，就可以迅速判定未知化合物的成份。
产品特点
1、只需三个分束器即可覆盖从紫外到远红外的区段； 2、专利干涉仪，连续动态调整，稳定性极高； 3、可实现LC/FTIR、TGA/FTIR、GC/FTIR等技术联用； 4、智能附件即插即用，自动识别，仪器参数自动调整； 5、光学台一体化设计，主部件对针定位，无需调整。
由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化， 这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。
仪器分析 第3节 红外光谱仪器
18:20:09
傅里叶变换红外光谱仪工作原理图
（动画）
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迈克尔干涉仪工作原理图
（动画）
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4. 色散型红外光谱仪主要部件
(1) 光源
能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成 的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm； 室温下，非导体，使用前预热到800 C； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年；
响应速度快；高速扫描；
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二、制样方法
sampling methods
1）气体——气体池 2）液体： ①液膜法——难挥发液体（BP》80C）
②溶液法——液体池
溶剂： CCl4 ，CS2常用。 ①研糊法（液体石腊法）
3) 固体:
②KBR压片法 ③薄膜法
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ห้องสมุดไป่ตู้
三、联用技术
hyphenated technology
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节
第四节 第五节
红外光谱仪器
红外谱图解析 激光拉曼光谱
结束
infrared absorption spectrophotometer analysis of Infrared spectrograph laser Raman spectrometry
2. 傅里叶变换红外光谱仪结构框图
（动画）
干涉仪 样品室 检测器 显示器 光源 计算机 绘图仪
干涉图
FTS
光谱图
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3. 傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点
光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通
过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立
红外光谱分析第3节红外光谱仪器
红外光谱分析第3节红外光谱仪器一、红外光源红外光源是红外光谱仪器的关键组成部分，常用的红外光源有热电偶、红外灯和激光。
1.热电偶：利用热电效应将电能转化为热能，使金属丝加热，从而产生红外辐射。
热电偶光源的优点是光谱范围广，缺点是辐射强度较低。
2.红外灯：通过将电能转化为热能，使灯丝加热发光。
红外灯的优点是辐射强度较高，且寿命长，缺点是光谱范围较窄。
3.激光：激光红外光源产生单色、单方向的光束，光谱范围较窄，但辐射强度非常高。
二、光学系统红外光谱仪的光学系统由光源、样品室、检测器以及干涉仪等构成。
1.光源：光源发出的红外辐射经由样品室和光学路径进入光学系统。
2.样品室：样品室是用于放置样品的部分，通常由金属或透明材料制成。
样品室材料的选择要能够透过红外辐射。
3.检测器：检测器接收经过样品室的红外辐射，并将其转化为电信号。
常用的检测器有热电偶、荧光探测器、半导体探测器等。
4.干涉仪：干涉仪的作用是通过光的干涉实现对红外辐射的分光和检测。
干涉仪通常由光栅、光栅扫描器、单色器、检测器等组成。
三、数据采集系统数据采集系统是对光谱仪测量到的信号进行处理和记录的部分。
1.快速扫描系统：快速扫描系统用于扫描样品室中的红外辐射，获取不同波长的光谱信号。
2.光谱解析器：光谱解析器用于对获取到的光谱信号进行解析和处理，将其转换为光谱图。
3.数据采集器：数据采集器用于接收和存储光谱图数据，常见的数据采集器有计算机和数据记录仪。
4.数据处理软件：数据处理软件用于对光谱图数据进行分析和处理，可以进行峰识别、峰分离、定量和定性分析等操作。
红外光谱仪器的工作原理是将红外辐射经过光学系统转化为光谱信号，再通过数据采集系统对信号进行处理和记录。
红外光谱仪器常用于有机化合物和无机物的表征、医药品质量控制、食品、环境和材料分析等领域。
随着技术的不断发展，红外光谱仪器的性能和应用领域也在不断拓展。
红外光谱分析-第3节_红外光谱仪器
热电检测器 热电检测器使用具有特殊热电性质的绝缘体，
一般采用热电材料的单晶片，如硫酸三甘氨酸酯TGS (triglycine sulfate, (NH2CH2COOH)3·H2SO4。氘代或部分甘氨酸被丙氨酸代替)。 在电场中放一绝缘体会使绝缘体产生极化，极化度与介电常数成正 比。但移去电场，诱导的极化作用也随之消失。而热电材料即使移 去电场，其极化也并不立即消失，极化强度与温度有关。当辐射照 射时，温度会发生变化，从而影响晶体的电荷分布，这种变化可以 被检测。热电检测器通常作成三明治状。将热电材料晶体夹在两片 电极间，一个电极是红外透明的，容许辐射照射。辐射照射引起温 度变化，从而晶体电荷分布发生变化，通过外部连接的电路可以测 量。电流的大小与晶体的表面积、极化度随温度变化的速率成正比。 当热电材料的温度升至某一特定值时极化会消失，此温度称为居里 点。TGS的居里点为47 ℃。热电检测器的响应速率很快，可以跟踪 干涉仪随时间的变化，故多用于傅立叶变换红外光谱仪中。
单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。 色散元件常用复制的闪耀光栅。由于闪耀光栅存在次级光谱的干 扰，因此，需要将光栅和用来分离次光谱的滤光器或前置棱镜结合起来使用。 4 . 检测器
常用的红外检测器有 高真空热电偶、热释电检测器和碲镉汞检测器。 5.记录系统
2020/10/15
2. 傅里叶变换红外光谱仪结构框图
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
2020/10/15
Fourier变换红外光谱仪（FTIR） 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，它将光源来的信号以干涉图的
红外光谱仪结构与原理
红外光谱仪结构与原理红外光谱仪是材料分析化学中常用的仪器之一。
红外光谱分析能够帮助我们对材料进行定性鉴定和半定量分析，是最快获得材料类别信息的重要手段。
今天程诚小编就带大家一起了解下红外光谱仪的构成和工作原理等知识。
红外光谱仪主要由三部分组成：光源、干涉仪和检测器。
其中光源能发射出稳定、高强度、连续波长的红外光，通常使用能斯特(Nernst)灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝。
干涉仪的作用则是将复色光变为干涉光。
中红外干涉仪中的分束器主要是由溴化钾材料制成的；近红外分束器一般以石英和CaF2为材料；;远红外分束器一般由Mylar膜和网格固体材料制成。
检测器一般分为热检测器和光检测器两大类，常见的热检测器有氘代硫酸三甘肽(DTGS)、钽酸锂(LiTaO3)等类型，常用的光检测器有锑化铟、汞镉碲等类型。
红外光谱仪工作原理就是用一定频率的红外光聚焦照射被分析的样品时，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线频率相同便会产生共振，从而吸收一定频率的红外线，把分子吸收红外线的这种情况用仪器记录下来，便能得到全面反映样品成分特征的光谱，进而推测化合物的类型和结构。
20世纪70年代出现的傅里叶变换红外光谱仪是一种非色散型的第三代红外吸收光谱仪，其光学系统的主体是迈克耳孙(Michelson)干涉仪。
迈克耳孙干涉仪主要由两个互成90度的平面镜(动镜和定镜)和一个分束器组成。
固定定镜、可调动镜和分束器组成了傅里叶变换红外光谱仪的核心部件—迈克耳孙干涉仪。
动镜在平稳移动中要时时与定镜保持90度。
分束器具有半透明性质，位于动镜与定镜之间并和它们呈45度放置。
由光源射来的一束光到达分束器时即被它分为两束，Ⅰ为反射光，Ⅱ为透射光，其中50%的光透射到动镜，另外50%的光反射到定镜。
射向探测器的Ⅰ和Ⅱ两束光会合在一起成为具有干涉光特性的相干光。
动镜移动至两束光光程差为半波长的偶数倍时，这两束光发生相长干涉，干涉图由红外检测器获得，结果经傅里叶变换处理得到红外光谱图。
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一、仪器类型与结构
types and structure of instruments
常用的红外光谱仪有两种类型： 光栅色散型；干涉型（傅立叶变换型） 1. 色散型红外光谱仪
结构组成：光源、单色器、吸收池、检测器和记录系统
UV-Vis有双光束，也有单光束；IR一般只有双光束型仪器 原因：A. 空气中H2O、CO2有红外吸收 B. 溶剂有红外吸收 C. 光源、检测器不稳定
B. 分辨率高 0.1~0.005cm-1 ，而普通光栅0.2cm-1
C. 光谱范围宽10000~10cm-1 ，而普通光栅4000~400cm-1 D. 波数准确度在0.01cm-1
缺点：结构复杂，价格贵
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（1）内部结构
Nicolet公司的 AVATAR 360 FT-IR
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basic principle of Infrared absorption spectroscopy
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节
第四节 第五节
红外光谱仪
红外光谱法的试样制备 红外光谱法的应用
结 束
infrared absorption spectrophotometer analysis of Infrared spectrograph laser Raman spectrometry
第 7章 红外吸收光谱 分析法
infrared absorption spectroscopy，IR
一、仪器类型与结构
types and structure of instruments
二、联用技术
hyphenated technology
第 4节 红外分光光度计
infrared absorption spectrometer
（2）傅里叶变换红外光谱仪结构框图
干涉仪 样品室 检测器
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显示器
光源
计算机 绘图仪
干涉图
FTS
光谱图
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（3）傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点
原理：从光源发出的红外辐射经Micheson干涉仪转变为干 涉光，通过试样后，将光信号转变为电信号，并以干涉图 的形式传输到计算机，经过快速傅立叶变换数学处理后， 得到以波数为函数的红外光谱图。
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傅立叶变换红外光谱仪采用热释电检测器(TGS)或汞镉
碲(MCT)检测器。
试比较IR、UV和AAS三种分光光度计光路的 异同点。
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2. 傅里叶变换红外光谱仪
Fourier transform infrared spectrometer, FTIR 以棱镜和光栅为色散元件的第一、第二代红外光谱仪， 扫描速度慢，灵敏度、分辨率和准确度较低。傅里叶变换红 外光谱仪在20世纪70年代问世，被称为第三代红外光谱仪。 优点： A. 分析速度快，响应速度快，约1s
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b. 热释电检测器 用硫酸三苷肽（ TGS ）单晶薄片为热检 测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释 电)。特点是响应速度快(μs) ，能实现高速扫描，适用于付里 叶变换。
c. 碲镉汞(MCT)检测器 由半导体碲化镉和碲化汞混合制
成。其灵敏度高于TGS，响应速度快，适于快速扫描。
特点：(1) 扫描速度极快，可在1s左右同时测定所有频率的
信息；适合仪器联用； (2)不需要分光系统，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。
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傅里叶变换红外光谱仪工作原理图
（动画）
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迈克尔干涉仪工作原理图
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16:59:43Biblioteka Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR
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色散型红外光谱仪主要部件
(1) 光源
作用：发射高强度连续红外辐射。常用的光源有：
能斯特灯：由氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或
实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm。室温下，非导体， 使用前预热到800 C。特点：发光强度大，寿命0.5-1年，但 价格较贵，机械强度差，短波方面比硅碳棒有利。 硅碳棒：由碳化硅组成，两端粗，中间细，直径5 mm，
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色散型红外光谱仪的结构
色散型红外光谱仪的基本结构与双光束紫外-可见分光 光度计基本相似，最大的差别是吸收池和单色器的排列顺 序。 UV吸收池在分光系统后，除了需要单色光照射外，还 可以防止样品组分被强光分解。 IR吸收池在分光系统前，以防止样品的红外发射和散 射进入检测器，（因常温下物质可发射红外光）。但对于 FTIR，吸收池可放在干涉仪之后，因为发射和散射的红外 光可作为直流组分被分开。
长20-50mm。特点是寿命长，发光面积大，适合长波区，但
两端需用水冷却。
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(2) 分光系统
色散元件主要使用闪耀光栅。
(3) 检测器
光电管或光电倍增管不适用于红外光区，因为其光量
子能量小，不足以引起光电效应。常用的红外检测器有：
a. 真空热电偶 利用不同导体构成回路时的温差电现象，
将温差转变为电位差。以涂黑金箔热点接受红外辐射，可 检测10-6K的温度变化。缺点：迟钝，响应慢，达ms级， 不适于付里叶变换仪器，用于普通光栅仪器等。
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二、联用技术
hyphenated technology
GC/FTIR（气相色谱红外光谱联用） LC/FTIR（液相色谱红外光谱联用） PAS/FTIR（光声红外光谱） MIC/FTIR（显微红外光谱）——微量及微区分析
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内容选择：
第一节 第二节 红外基本原理 红外光谱与分子结构