傅里叶变换红外光
傅里叶变换红外光谱法
傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱法（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）是一种用于分析和鉴定化合物的重要手段。
它基于傅里叶变换原理，通过将样品吸收或散射的红外光信号转化为频谱图，提供非常详细的化学信息，从而实现对样品的定性和定量分析。
一、傅里叶变换原理傅里叶变换原理是FTIR技术的基础，它描述了信号在频域和时域之间的转换关系。
根据这一原理，任何连续的函数信号都可以通过傅里叶变换转换为频谱形式，而频谱图中的每一个峰对应一个特定的振动模式或结构信息。
二、红外光谱的基本原理红外光谱是利用物质在红外光区（波长范围：2.5-25 μm）的吸收行为，来分析样品的一种方法。
当物质中的化学键发生振动或键角发生变化时，它们会吸收红外光的能量，而产生特定波数的吸收峰。
根据这些吸收峰的位置、强度和形状，可以对物质的结构和组成进行准确的鉴定。
三、傅里叶变换红外光谱仪的结构傅里叶变换红外光谱仪主要由光源、样品室、光谱仪和检测器组成。
光源产生红外辐射，经过样品室时发生与样品的相互作用，然后通过光谱仪进行解析，最后由检测器接收并转化为电信号。
这些信号经过傅里叶变换后，最终得到样品的红外光谱图。
四、傅里叶变换红外光谱法的应用领域傅里叶变换红外光谱法是一种非常广泛应用的分析技术，被广泛应用于化学、材料、生物、制药、食品等领域。
具体应用包括但不限于：1. 化学物质鉴定：通过比较样品与数据库中的标准谱图，可以准确鉴定出物质的化学组成和结构。
2. 反应动力学研究：红外光谱可以实时监测反应物与产物之间的变化，从而研究反应速率、反应机理等。
3. 质量控制与检测：对于药品、食品等生产过程中的原料、中间体和成品进行质量控制和检测，确保产品的安全和合格。
4. 生物医学研究：对于蛋白质、核酸等生物大分子的结构解析、疾病的诊断等方面具有重要意义。
五、傅里叶变换红外光谱法的优势和局限傅里叶变换红外光谱法的优势在于其非破坏性、高分辨率、快速分析的特点，可以对物质进行快速、准确的鉴定和分析。
傅里叶变换红外光谱仪
傅里叶红外光谱仪（FTIR）(仅供参考)一．实验目的：1．了解FTIR的工作原理以及仪器的操作。
2．通过对多孔硅的测试，初步学会分析方法。
二．实验原理：1．傅里叶红外光谱仪的工作原理：FTIR光谱仪由3部分组成：红外光学台（光学系统）、计算机和打印机。
而红外光学台是红外光谱仪的最主要部分。
红外光学台由红外光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器以及各种红外反射镜、氦氖激光器、控制电路和电源组成。
下图所示为红外光学台基本光路图。
傅里叶变换红外光谱是将迈克尔逊干涉仪动镜扫描时采集的数据点进行傅立叶变换得到的。
动镜在移动过程中，在一定的长度范围内，在大小有限，距离相等的位置采集数据，由这些数据点组成干涉图，然后对它进行傅立叶变换，得到一定范围内的红外光谱图。
每一个数据点由两个数组成，对应于X轴和Y轴。
对应同一个数据点，X值和Y值决定于光谱图的表示方式。
因此，在采集数据之前，需要设定光谱的横纵坐标单位。
红外光谱图的横坐标单位有两种表示法：波数和波长。
通常以波数为单位。
而对于纵坐标，对于采用透射法测定样品的透射光谱，光谱图的纵坐标只有两种表示方法，即透射率T 和吸光度A。
透射率T是由红外光透过样品的光强I和红外光透过背景（通常是空光路）的光强I0的比值，通常采用百分数（％）表示。
吸光度A是透射率T倒数的对数。
透射率光谱图虽然能直观地看出样品对红外光的吸收情况，但是透射率光谱的透射率与样品的质量不成正比关系，即透射率光谱不能用于红外光谱的定量分析。
而吸光度光谱的吸光度值A在一定范围内与样品的厚度和样品的浓度成正比关系，所以大都以吸光度表示红外光谱图。
本实验运用的仪器是Nicolet 380 智能傅立叶红外光谱仪。
2．傅里叶红外光谱仪的主要特点：⑴具有很高的分辨能力，在整个光谱范围内分辨能力达到0.1cm-1。
⑵具有极高的波数准确度，波数准确度可以达到0.01cm-1。
⑶杂散光的影响度低，通常在全光谱范围杂散光影响低于0.3％。
傅里叶变换红外光谱仪的原理介绍
傅里叶变换红外光谱仪的原理介绍傅里叶变换红外光谱仪（FourierTransformInfraredSpectrometer，简写为FTIRSpectrometer）,简称为傅里叶红外光谱仪，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。
工作原理：红外线和可见光一样都是电磁波，而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。
红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区，其中中红外区（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征，对解决分子结构和化学组成中的各种问题为有效，因而中红外区是红外光谱中应用广的区域，一般所说的红外光谱大都是指这一范围。
红外光谱属于吸收光谱，是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光而产生的，化学键振动所吸收的红外光的波长取决于化学键动常数和连接在两端的原子折合质量，也就是取决于的结构特征。
这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。
红外光谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质化学组成的研究。
根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型，求出化学建的力常数、键长和键角。
从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键，由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键，进而确定分子的化学结构，当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。
而鉴于红外光谱的应用广泛性,绘出红外光谱的红外光谱仪也成了科学家们的重点研究对象。
傅立叶变换红外（FT-IR）光谱仪是根据光的相干性原理设计的，因此是一种干涉型光谱仪，它主要由光源（硅碳棒，高压汞灯），干涉仪，检测器，计算机和记录系统组成；大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊（Michelson）干涉仪，因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图，然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图；因此，谱图称为傅立叶变换红外光谱，仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。
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仪检测
傅里叶变换红外光谱仪检测傅里叶变换红外光谱仪检测已成为化学品分析中一种最常用的仪器方法之一，其检测结果具有非常高的准确性和可靠性。
下面是傅里叶变换红外光谱仪检测的一些相关内容：1. 仪器原理傅里叶变换红外光谱仪检测是通过测量样品中吸收的特定波长的红外光信号来确定化学物质的分子结构和化学键的存在状态。
检测过程中，将一定量的样品加入光学池中，然后将红外光源的光束引导到样品处。
样品吸收特定波长的光线，并且发生光强度的减弱，从而产生吸收光谱。
通过测量吸收光谱可以确定样品的分子组成和结构信息。
2. 检测原理傅里叶变换红外光谱仪检测原理是基于化学品分子中各个原子之间的化学键不同的振动频率不同的特点进行的。
不同化学键振动时，会产生特定的红外光吸收谱，从而识别不同的化学键。
通过对样品中的各种不同化学键进行光谱分析，可以确定样品的含量、组成和结构等信息。
3. 检测范围傅里叶变换红外光谱仪检测范围广泛，可以用于纯物质的鉴定和混合物的质量分析。
同时，该技术也可以用于确定各种化学物质的含量和质量，包括化学药品、食品添加剂、化妆品、植物提取物、动物组织和环境样品等。
4. 应用领域傅里叶变换红外光谱仪检测已成为化学分析领域中一种具有广泛应用的技术。
它被广泛用于食品、制药、化妆品、环境监测、农业、纺织品、塑料、化学工程等领域。
同时，由于其非常高的准确性和可靠性，该技术也被应用于法医学和生命科学研究等领域。
总之，傅里叶变换红外光谱仪检测是一种有效的化学分析技术，可用于确定各种化学物质的分子组成和结构信息，并且被广泛应用于多个领域。
傅里叶变换红外光谱仪ppt课件
（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
的电子云密度平均化，即双键键强减小， 振动频率红移 (减小）。也以C＝O为例：
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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
1663cm-1
CH3 CH3
1686cm-1
CH3 CH(CH3)2
叁键和
CC、CN、NN和
累积双键区 2500~2000cm-1 C＝C＝C、N＝C＝O
等的伸缩振动
双键区 单键区
2000~1500cm-1 C=O、C=C、C=N、 NO2、苯环等的伸缩振动
1500~400cm-1 C－C、C－O、C－N、 C－X等的伸缩振动及含
氢基团的弯曲振动。
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红外吸收峰的类型
• 基频峰 分子吸收一定频率的红外光，若振动能级
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发 （n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。 由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因 而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一 类吸收峰。 • 泛频峰 包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都 很弱常观测不到。
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影响基团频率位移的因素
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傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图
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迈克尔逊红外干涉仪原理图
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光源
1.能斯特灯 由粉末状氧化锆、氧化钇、氧化钍等稀土氧化 物加压成型，并在高温下烧结成的空心或实心 细棒,功率为50-200W，波长2-25μm寿命1000h。
2.硅碳棒 由硅砂加压成型，并在高温下烧结成的两端粗 中间细的实心棒，功率200-400W，波长230μm，寿命大于1000h。
傅里叶变换红外光谱分析
红外吸收光谱分析
2. IR光谱的产生条件 只有发生偶极距变化的振动才能引起可观测 的红外吸收谱带，我们称这种振动活性为红外活 性的，反之为非红外活性的。 当一定频率的红外光照射分子时，如果分子 中某个基团的振动频率和它一样，二者就会产生 共振，此时光的能量通过分子偶极距的变化而传 递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光， 产生振动跃迁；反之，红外光就不会被吸收。
对称分子由于正负电荷中心重叠，d=0，故=0。
红外吸收光谱分析
二硫化碳的振动及其极化度的变化
红外吸收光谱分析
2. IR光谱的产生条件
上述物质吸收辐射的第二个条件，实质上是外 界辐射迁移它的能量到分子中去。而这种能量的 转移是通过偶极距的变化来实现的。 这可用图6-14的示意简图来说明。
红外吸收光谱分析
这是由于双键比单键强，即双键的 k 比单键的 k 大。 同样，炔烃要比双键强。这个规律也适用于碳氧键上。 另外，由于伸缩振动力常数比弯曲振动的力常数大，所 以伸缩振动的吸收出现在较高的频率区而弯曲振动的吸收 则在较低的频率区。 根据式（6-6）可以计算其基频峰的位置，而且某些计 算与实测值很接近，如甲烷的C-H基频计算值为2920cm-1， 而实测值为2915cm-1，但这种计算只适用于双原子分子或 多原子分子中影响因素小的谐振子。 实际上，在一个分子中，基团与基团的化学键之间都相 互有影响，因此基团振动频率除决定于化学键两端的原子 质量，化学键的力常数外，还与内部因素（结构因素）及 外部因素（化学环境）有关。
红外吸收光谱分析
2. IR光谱的产生条件
通常用分子的偶极矩 来描述分子极性的大小:
= q ·d
图6-13 HCl、H2O的偶极矩
红外吸收光谱分析
傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)简介
FT-IR简介
四、实例与图谱分 析-正己烷
谱图的解析一般从高波数开始,因为高波数 谱峰频率与基团一一对应，而且最容易解释 。在3000cm-1以上没有吸收峰，表明没有 不饱和的C－H伸缩振动。在3000cm-1以下
的四个峰是饱和C-H伸缩振动峰。
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FT-IR简介
四、实例与图谱分 析-正己烷
在2962cm-1处的峰是CH3基团的 反对称伸缩振动。这种反对称 伸缩振动范围2962±10cm-1,事 实上，存在两个简并的反对称 伸缩振动（显示其中一个）。
120213131傅里叶变换红外傅里叶变换红外光谱仪光谱仪ftirftir简介简介20213132ftir简介简介1仪器构造和原理仪器构造和原理2红外样品常用制备方法红外样品常用制备方法3红外光谱的应用红外光谱的应用4实例与图谱分析实例与图谱分析目目录录20213133ftir简介简介一仪器的构造和原理一仪器的构造和原理11
压片法所用的稀释剂除了KBr外，还有 NaCl、Csl和聚乙烯粉末。
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FT-IR简介
2.糊状法
由研细的固体样品粉末（10mg）和少量氟化煤油 （在4000-1300/cm区域无红外吸收）或液体石蜡（在 1300-400/cm区域无红外吸收）研磨成糊状物、再涂在 盐片或水不溶性窗片上进行分析。
糊状法可消除水峰（3400/cm、1630/cm）干扰:或 在样品中加几滴重水也可消除水峰对样品信号的干扰。
在2853cm-1处的吸收峰,是CH2 的对称伸缩振动峰，一般这种 振动峰的吸收位置在 :2853±10cm-1。
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FT-IR简介
四、实例与图谱分 析-正己烷
这是C-H弯曲振动区域,把该区 域放大CH2和CH3的弯曲振动 峰叠加在一起，关于这一点， 我们可以比较环己烷和2,3-二 甲基丁烷在该区间的吸收峰。
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理介绍 光谱仪工作原理
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理介绍光谱仪工作原理傅里叶变换红外光谱仪,简称为傅里叶红外光谱仪，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；紧要由红外光源、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、掌控电路板和电源构成。
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。
工作原理：红外线和可见光一样都是电磁波，而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。
红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区，其中中红外区（2.5～25μm；4000～400cm—1）能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征，对解决分子结构和化学构成中的各种问题较为有效，因而中红外区是红外光谱中应用广泛的区域，一般所说的红外光谱大都是指这一范围。
红外光谱属于吸取光谱，是由于化合物分子振动时吸取特定波长的红外光而产生的，化学键振动所吸取的红外光的波长取决于化学键动常数和连接在两端的原子折合质量，也就是取决于的结构特征。
这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。
红外光谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质化学构成的讨论。
依据分子对红外光吸取后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸取谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型，求出化学建的力常数、键长和键角。
从光谱分析的角度看紧要是利用特征吸取谱带的频率推断分子中存在某一基团或键，由特征吸取谱带频率的变化推想靠近的基团或键，进而确定分子的化学结构，当然也可由特征吸取谱带强度的更改对混合物及化合物进行定量分析。
而鉴于红外光谱的应用广泛性,绘出红外光谱的红外光谱仪也成了科学家们的重点讨论对象.傅立叶变换红外（FT—IR）光谱仪是依据光的相干性原理设计的，因此是一种干涉型光谱仪，它紧要由光源（硅碳棒，高压汞灯），干涉仪，检测器，计算机和记录系统构成；大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊（Michelson）干涉仪，因此试验测量的原始光谱图是光源的干涉图；然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图，因此，谱图称为傅立叶变换红外光谱，仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。
傅里叶红外光谱仪的分光原理
傅里叶红外光谱仪的分光原理傅里叶红外光谱仪是一种广泛用于化学、物理和生物领域的重要光谱分析仪器。
它通过分析样品在外加红外光作用下吸收、反射或散射的光波特性，从而得到有关样品分子结构和成分信息的结果。
傅里叶红外光谱仪的分光原理是其中关键的部分。
1. 红外光波段介绍红外光是电磁波谱中波长范围为0.78-1000微米（μm）的区间，其频率范围是3x10^11 Hz至4x10^14 Hz。
红外光谱法是基于与样品分子内部振动、转动和形变相关联的特定波长的吸收谱，而这些谱线通常在红外光区域中。
红外光波段被分为三部分：近红外（0.78–2.5 μm），中红外（2.5–25 μm）和远红外（25–1000 μm）。
近红外光主要涵盖了化学键振动和反乌龙烯基团的振动。
中红外光包括了主要的化学键振动，如羧基和酰基的伸缩振动、酰胺I与II基的振动、苯环的振动等。
远红外光中，主要包括氢键振动、蛋白亚基振动、网络振动、水分子的振动等。
2. 傅里叶变换红外光谱仪的基本结构傅里叶变换红外光谱仪的基本结构如下图所示。
它主要包括三个部分：光源、分光装置和检测器。
光源产生的红外辐射通过样品，然后进入分光装置。
分光装置将红外光谱分为不同波段并将其输送到检测器。
检测器将接收到的辐射转换为电信号，并经过数学处理后输出光谱曲线。
3. 傅里叶变换的原理傅里叶变换在信号处理和光谱学中扮演着重要的角色。
它的基本原理是将一段时间函数分解成不同频率的正弦和余弦函数之和。
在实际的光谱分析中，傅里叶变换主要用于将时间域的光谱数据转换为频率域的光谱数据。
在傅里叶红外光谱仪中，样品被照射红外辐射后，样品分子中振动、旋转、变形所产生的各种频率的振动光谱信号通过检测器转化为电信号。
傅里叶变换会将这些信号分解成不同频率的信号。
这些信号经过计算分析后，就可以得出物质的光谱特征。
在傅里叶变换红外光谱仪中，分光装置的主要任务是将红外辐射分离成不同波段的光谱，并将其转换为电信号。
傅里叶变换红外光谱(ftir)
傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种广泛应用于化学、生物学和材料科学领域的分析技术。
它利用样品对红外光的吸收和散射来确定样品的化学成分和结构。
傅里叶变换红外光谱分析的过程涉及到复杂的光学原理和数学算法，其深度和广度远超一般人的想象。
让我们从简单的红外光谱开始。
红外光谱是指物质在接受红外辐射后发生的吸收、透射或反射现象。
这些现象与物质的分子运动和振动有关，因此可以通过观察红外光谱图来了解物质的分子结构、功能团及化学键等信息。
红外光谱是一种非常有用的分析手段，能够对各种物质进行快速、无损的分析，因此在化学、材料科学、生命科学等领域被广泛应用。
我们可以深入了解傅里叶变换红外光谱。
傅里叶变换（FT）是一种数学方法，用于将信号在时域和频域之间进行转换。
在傅里叶变换红外光谱中，FT将时间域的红外光谱信号转换为频率域的光谱信息，从而能够更准确地分析样品的化学成分和结构。
傅里叶变换的原理和算法需要深入的数学和物理知识来支撑，通过FTIR技术获得的光谱数据也需要复杂的数据处理和解释。
让我们讨论FTIR在化学和材料科学中的应用。
FTIR技术可以用于分析化合物的官能团、结构和构象，从而在有机化学合成、聚合物材料研究、医药化学等领域发挥重要作用。
FTIR还可以用于检测样品的纯度、鉴定杂质和表征材料的特性，因此在材料科学、制药工业、环境监测等领域有着广泛的应用价值。
我想共享一下我对FTIR的个人观点和理解。
作为一种高级的红外光谱分析技术，FTIR需要掌握复杂的原理和操作技巧，但其所获得的化学信息和结构信息也是非常丰富和准确的。
在我看来，FTIR不仅是一种分析手段，更是一种深入探索物质本质的工具，它的应用范围和研究意义将会越来越广泛，对于推动化学和材料科学的发展将会发挥重要作用。
总结而言，傅里叶变换红外光谱（FTIR）作为一种高级的分析技术，其深度和广度远超一般的红外光谱分析，需要深入的理论基础和实践技能来支撑。
通过FTIR技术可以获得大量的化学和结构信息，对于化学、材料科学和生命科学领域具有重要的应用价值。
衰减全反射傅里叶变换红外光谱
衰减全反射傅里叶变换红外光谱衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）是一种重要的光谱分析技术，它结合了衰减全反射（ATR）和傅里叶变换红外（FTIR）两种技术，为用户提供了一种高灵敏度、高分辨率的红外光谱分析方法。
衰减全反射技术利用光的全反射原理，使得红外光在样品表面发生全反射，形成一种类似于光学“共振”的效果，增强了样品对光的吸收，从而提高了检测的灵敏度。
在衰减全反射技术中，被测样品被放置在一个特殊的棱镜上，当红外光以一定角度入射到棱镜上时，只有符合全反射条件的光才会在样品表面发生反射。
这些反射的光线会进一步进入检测器中，被转换成电信号，最后通过计算机进行数据处理和显示。
傅里叶变换红外光谱技术则是一种将红外光按波长进行分离和分析的技术。
在傅里叶变换红外光谱仪中，红外光首先通过一个干涉仪，被分成不同波长的光线。
这些光线随后被照射到样品上，反射或透射后再次经过干涉仪，被转换成电信号。
通过计算机对电信号进行快速傅里叶变换处理，可以得到样品在各个波长下的光谱信息。
将衰减全反射技术和傅里叶变换红外光谱技术相结合，就形成了衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术。
这种技术利用了衰减全反射的高灵敏度和傅里叶变换的红外光谱高分辨率特点，为用户提供了一种高效、高精度的红外光谱分析方法。
在实际应用中，衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术被广泛应用于各种领域，如化学、生物学、医学、环境科学等。
例如，在化学领域中，它可以用于分析有机化合物和无机化合物的分子结构和化学键；在生物学领域中，它可以用于研究生物大分子的结构和功能；在医学领域中，它可以用于诊断疾病和研究药物作用机制；在环境科学领域中，它可以用于检测空气、水体和土壤中的污染物。
衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术作为一种重要的光谱分析方法，具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性等特点。
随着科学技术的不断发展，衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术必将在更多的领域得到广泛应用。
傅里叶红外光谱仪器工作原理
傅里叶红外光谱仪器工作原理傅里叶红外光谱仪是一种重要的分析仪器，广泛应用于制药、化学、材料科学、生命科学等领域。
它的工作原理是通过检测物质在不同红外波段的吸收光谱，来确定物质的分子结构和化学性质。
本文将详细介绍傅里叶红外光谱仪的工作原理。
一、傅里叶变换红外光谱仪的原理傅里叶变换红外光谱仪使用红外光作为探测物质的手段，红外光波段通常在4000cm^-1到400cm^-1之间。
样品被辐射的红外光波通过样品后会出现吸收峰，这些峰对应着样品分子中的振动模式。
这些振动模式是与化学键的性质和化学键之间的相互作用有关的。
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理可以大致分为以下三个步骤：1. 吸收峰的测量在傅里叶变换红外光谱仪中，一个光源发出的光由于被样品吸收一部分后形成吸收光谱。
通过不同波长的红外光波作用于分析样品，得到样品的不同振动模式，从而确定物质的分子结构和化学性质。
2. 傅里叶变换操作傅里叶变换是将时域信号变成频域信号的数学方法，它可以将时域信号在频域中进行分析。
在傅里叶红外光谱仪中，信号处理器将光谱信号转化为频谱信号。
这个过程类似于通过心电图将心跳信号转化为心率频率。
由于傅里叶变换可以将复杂的时域信号分解成多个单频的信号，因此其可以精确地将样品的振动模式转化为振动频率，是分析傅里叶变换红外光谱仪样品的重要一步。
3. 频率校准和谱图分析将样品转化为频域信号后，可以对信号进行频率校准和谱图分析。
频率校准是根据基准信号对仪器进行精确校准，使得仪器能够提供准确的光谱数据。
谱图分析是将红外吸收谱与已知谱数据进行比较，从而确定样品的光谱特征。
二、傅里叶变换红外光谱仪仪器结构傅里叶变换红外光谱仪通常由三个主要部分组成：光源、样品室和分光器。
1. 光源傅里叶变换红外光谱仪使用红外光区的波长作为样品的检测方法。
仪器通常配备有半导体激光二极管作为光源。
这些设备可在红外光波段范围内轻易地操作。
另一种光源是灯丝。
灯丝光源在样品室中加热并发射光，这种光通常包括红外光波段，因此在经过样品后，红外吸收谱就会产生。
原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪
原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪（in situ diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy，DRIFTS）是一种非常重要的分析技术，它可以用于表面分析、催化剂研究、化学反应动力学研究等领域。
本文将从以下几个方面对原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪进行详细介绍。
一、原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪的基本原理原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪是一种基于傅里叶变换原理的分析技术。
它利用红外光谱仪的原理，将样品表面反射的红外光信号采集下来，经过傅里叶变换后得到样品的红外光谱图像。
与传统的红外光谱仪相比，原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪具有以下几个优点：1. 可以直接对固体样品进行分析，无需进行样品制备和处理。
2. 可以对样品表面进行原位分析，避免了样品在分析过程中的变化。
3. 可以对样品进行实时监测，可以研究化学反应的动力学过程。
二、原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪的应用原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪在表面分析、催化剂研究、化学反应动力学研究等领域都有广泛的应用。
1. 表面分析原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪可以用于表面分析，可以研究样品表面的化学组成、结构和反应性质等。
例如，可以用于研究催化剂表面的活性位点、表面吸附物的种类和结构等。
2. 催化剂研究原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪可以用于催化剂研究，可以研究催化剂的结构、活性位点和反应机理等。
例如，可以用于研究催化剂在反应过程中的变化、催化剂的失活机理等。
3. 化学反应动力学研究原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪可以用于化学反应动力学研究，可以研究化学反应的动力学过程和反应机理。
例如，可以用于研究化学反应的速率、反应中间体的生成和消失等。
三、原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪的优缺点原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪具有以下优点：1. 可以直接对固体样品进行分析，无需进行样品制备和处理。
傅里叶红外光谱的原理
傅里叶红外光谱的原理
傅里叶红外光谱是一种利用傅里叶变换原理进行分析的光谱技术。
它的原理基于分子在吸收红外辐射时会发生振动和转动，这些振动和转动的频率与分子的结构和化学键有关。
当分子受到红外光的激发时，它会吸收特定的红外光谱，产生特征性的吸收峰。
傅里叶变换红外光谱仪利用这些吸收峰的频率和强度信息来推断样品中的化学成分和结构。
具体来说，傅里叶红外光谱仪会向样品辐射一系列连续的红外光，样品会吸收特定频率的红外光，而其他频率的光则会被透射或反射。
仪器会测量透射或反射光的强度，并将其转换为频率和强度的谱图。
然后利用傅里叶变换将这些信号转换为频谱图，从而得到样品在红外光谱范围内的吸收特性。
通过分析傅里叶红外光谱图，可以确定样品中存在的化学键类型和功能团，从而用于化学物质的鉴定和定量分析。
这种技术在化学、生物医药、环境监测等领域有着广泛的应用。
傅里叶变换红外光谱(ft-ir)作用
傅里叶变换红外光谱(ft-ir)作用傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FT-IR）是一种广泛应用于化学、材料科学、生物学和环境科学等领域的重要分析技术。
FT-IR的主要作用是通过测量样品对红外光的吸收特性，提供关于样品分子结构和化学键信息。
以下是关于傅里叶变换红外光谱作用的详细介绍：1. 确定分子结构和化学键：红外光谱的原理是样品分子在红外光照射下会产生特定的吸收峰，这些峰对应于不同的化学键或原子基团。
通过FT-IR，我们可以获得样品的红外吸收谱图，进而解析出样品分子的结构和化学键信息。
这种方法对于研究化合物的分子结构、化学键以及分子间的相互作用具有很高的准确性。
2. 区分相似化合物：对于化学性质相似的化合物，其红外光谱也有所不同。
例如，不同类型的有机化合物，如脂肪族和芳香族烃类、醇类和酮类等，它们在红外光谱上都有自己独特的吸收峰。
因此，FT-IR可以用来区分不同的化合物或者确定化合物的类别。
3. 定量分析：除了提供分子结构和化学键信息外，FT-IR还可以用于定量分析。
通过测量样品在不同波长下的吸收度，可以计算出样品中特定成分的含量。
这种方法在化学分析、环境监测和食品工业等领域有着广泛的应用。
4. 动力学研究：FT-IR还可以用于研究化学反应的动力学过程。
通过测量反应物和产物在红外光谱上的吸收峰随时间的变化，可以推断出反应速率以及反应机理。
这对于化学反应的基础研究和应用研究具有重要的意义。
5. 结构解析：在化合物的结构解析中，FT-IR扮演着重要的角色。
它通常被用作结构解析的辅助工具，与其他谱学技术（如质谱、核磁共振等）一起提供更全面的结构信息。
6. 生物大分子研究：在生物学领域，FT-IR对于研究生物大分子（如蛋白质、DNA等）的结构和功能具有重要作用。
通过分析生物大分子在红外光谱上的特征吸收峰，可以深入了解它们的结构和相互作用机制，对于生物医学、药物研发等领域的研究具有重要意义。
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介紹： 分子振動方程式
化學鍵的振動類似於連接兩個小球的彈簧
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K化學鍵的力常數, 為雙原子的折合品質 =m1m2/（m1+m2） C為光速
1 1 k k 波数 1307 2c 201 Nhomakorabea/11/21
表1某些鍵的伸縮力常數（毫達因/埃）
鍵類型: —CC — > —C =C — > —C — C — 力常數: 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位: 4.5m 6.0 m 7.0 m 化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數K越大）原子折合品質越 小，化學鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現在高波數區。
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例題: 由表中查知C=C鍵的k=9.5 9.9 ,令其為 9.6, 計算波數值
1 v 2
1
k
1307
k
9 .6 1 1307 1650cm 12 * 12 / 12 12
測正己烯中C=C鍵伸縮振動頻率實測值為1652 cm-1
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機械軸承干涉儀優點：設備價格便宜。 缺點：使用轉動軸承驅動。
連接部分在長時間使用後發成磨損，造成精度下降。使用空氣 軸承干涉儀和機械軸承干涉儀的FTIR分光光度計，光譜的最高 解析度可以優於0.1cm-1，但是最高也達不到0.01cm-1。解析度 高於0.01cm-1以後，動鏡在軸承上移動距離過長，機械加工精 度要求極高，很難滿足要求。 為了獲得更高的解析度光譜，必須採用皮帶式干涉儀。目前使 用皮帶式干涉儀的FTIR分光光度計最高解析度達到0.0008cm-1。
收強度較弱。
（3）峰形：不同基團的某一種振動形式可能會在同一頻率範圍內
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都有紅外吸收。
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FTIR工作原理
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邁克爾遜干涉儀-1
干涉儀 定鏡
BF
BM
l 0 -l
分束器
IR 光源
動鏡
BF = BM
光程差 = 0 檢測器
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2.為防止儀器受潮而影響使用壽命，紅外實驗室應經常保持乾 燥，即使儀器不用，也應每週開機至少兩次，每次半天，同 時開除濕機除濕。特別是黴雨季節，最好是能每天開除濕機。
3.如所用的是單光朿型傅裡葉紅外分光光度計(目前應用最多)， 實驗室裡的CO2含量不能太高，因此實驗室裡的人數應儘量 少，無關人員最好不要進入，還要注意適當通風換氣。
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基質鍍膜分束器示意圖
墊片
KBr基片
Ge薄膜 KBr補 償片
ZnSe薄膜
基質通常為圓形。如果干涉 儀He-Ne鐳射分束器是在KBr 或CsI基片上蒸鍍上1um厚的 Ge薄膜。一片不蒸鍍任何材 料的基片作為補償片，兩塊 基片之間用墊片墊好。
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樣品製備
1.試樣的濃度和測試厚度應選擇適當，以使光譜圖中大多數吸 收峰的投射比處於15%-70%範圍內。濃度小，厚度太薄，會 是一些弱的吸收峰和光譜細微部分不能顯示出來；濃度過大， 過後，又會使強新的吸收峰超越尺規刻度而無法確定它的真 實位置。又是為了得到完整的光譜圖，需要用幾種不同濃度 或厚度的試樣進行測繪。 2.試樣中不應該含有游離水。水分的存在不僅會侵蝕洗手池的 鹽窗，而且水分本身的紅外有吸收，將使測得的光譜圖變 形。 3.試樣應該是單一組分的純物質。多組分試樣在測定前應儘量 預先進行組分分離，否則各組分光譜圖相互重疊。
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迈克尔逊干涉仪-2
干涉儀 定鏡
BF BM
l 0 -l
分束器 IR Source
動鏡
BF = BM - 1/4 光程差 = 1/2
检测器
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波的相互作用(干涉)
同相 相長干涉
+
=
異相 相消干涉 +
=
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干涉圖
單一波長
4 3 1.0
多波長
2
Volts
0.5
1 0
0.0
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紅外光譜譜圖認識
紅外光譜圖：縱坐標為透過率，橫坐標為波長λ （ μm ）或波 數（cm-1）例1：Octane（辛烷）紅外光譜圖
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紅外光譜儀基本工作原理
用一定頻率的紅外線聚焦照射被分析的試樣，如果 分子中某個基團的振動頻率與照射紅外線相同就會 產生共振，這個基團就吸收一定頻率的紅外線，把 分子吸收的紅外線的情況用儀器記錄下來，便能得 到全面反映試樣成份特徵的光譜，從而推測化合物 的類型和結構。
紅外光譜圖三要素
（1）峰位：分子內各種官能團的特徵吸收峰只出現在紅外光谱图
的一定范围。
（2）峰強：紅外吸收峰的強度取決於分子振動時偶極矩的變化，
振動時分子偶極矩的變化越小，譜帶強度也就越弱。
一般說來，極性較強的基團(如C=O,C-X)振動，吸收
強度較大；極性較弱的基團(如C=C,N-C等)振動，吸
-1 -2
-0.5
-3 5000 4000 3000 2000 1000 0
-1.0 140 120 100 80 60 40 20 0
Data Points Data Points
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快速傅立葉轉換
干涉圖
FFT
光譜
40 35
4 3
V o l t s
2
1 0 -1 -2 -3 5000 4000 3000 2000 1000 0
1947年，世界上第一台雙光束自動記錄紅外分光光 度計，在美國使用。缺點是：實驗條件在恒溫下、 乾燥環紅外吸收光譜技術及進展境。掃描速度慢， 測定濃度範圍受棱鏡材料限制。 20世紀60年代，採用光柵作為單測器，但是色散型 儀器解析度、靈敏度不高，掃描速度慢。色散能力 比棱鏡高，得到的單色光優於棱鏡單測器，且對於 溫度濕度要求不嚴格，所測定的紅外光譜範圍很寬。 20世紀70年代，不也要單測器，出現了干涉型傅裡 葉變換紅外光譜儀。
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一、固體樣品製備 1.溴化鉀壓片： 粉末樣品常採用壓片法，一般取樣品2-3mg樣品與200-300mg 搞糟的KBr粉末在瑪瑙研缽中混勻，充分研細至顆粒直徑小 於2um，用不銹鋼鏟取70-90mg放入壓片模具內，在壓片機上 用（5-19）×107Pa壓力壓成透明薄片，即可用於測定。 2.糊裝法： 將乾燥處理後的試樣研細，與液體石蠟或全氟代烴混合，調 成糊狀，加在兩KBr鹽片中間進行測定。液體石蠟自身的吸 收帶簡單，但此法不能用來研究飽和烷烴的吸收情況。
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紅外光譜概述
紅外光譜圖： 當一束連續變化的各種波長的紅外光照射樣品時，其中 一部分被吸收，吸收的這部分光能就轉變為分子的振動 能量和轉動能量；另一部分光透過，若將其透過的光用 單色器進行色散，就可以得到一譜帶。若以波長或波數 為橫坐標，以百分吸收率或透光度為縱坐標，把這譜帶 記錄下來，就得到了該樣品的紅外吸收光譜圖，也有稱 紅外振-轉光譜圖。
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分束器
1.分束器實際上是一種半透膜，它能使一半光通過，一半光反 射。光束不管是以45度角，還是以其他角度入射分光器，都 應該有50％光通過分束器，50％光在分數去表面反射，將一 束光分裂為兩束光。 2.分光束一般分為兩類： 一類是基質鍍膜分束器； 另一類是自撐分束器。中紅外區採用基質鍍膜分束器，遠紅 外區採用自撐分束器。下面簡單的介紹一下基質鍍膜分束器:
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紅外光譜產生的條件
先看看H2O和CO2分子的譜圖產生情況：
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CO2分子的振動
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紅外光譜產生的條件
條件： (1) 輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量； (2) 輻射與物質間有相互偶合作用。 對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振， 無 紅外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。
E m i s s i v i t y
30 25 20 15 10 5 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Wavenumbers
Data Points
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FTIR儀器結構
干涉儀 DTGS或 MTC檢測 器
試 樣
電子電 腦
光源
干涉圖
紅外光譜
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發展主要變化
棱鏡
光柵 干涉儀
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紅外光譜概述
波數
波長
波長與波數之間的關係為： （波數） / cm-1 =104 /（ / µm ）
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紅外光譜概述
紅外光區的劃分: 紅外光譜波長範圍約為0.75 ~ 1000µm，一般換算為波數。根據 儀器技術和應用不同，習慣上又將紅外光區分為三個區： 近紅外光區（0.75 ~ 2.5µm）13158-4000cm-1 分子化學健振動的倍頻和組合頻。 中紅外光區（2.5 ~ 25µm） 4000 ~ 400cm-1 化學健振動的基頻。 遠紅外光區（25 ~ 1000µm） 400-10cm-1骨架振動，轉動。
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4.紅外光譜測定最常用的試樣製備方法是溴化鉀(KBr)壓片 法(藥典收載品種90%以上用此法)，因此為減少對測定的 影響，所用KBr最好應為光學試劑級，至少也要分析純級。 使用前應適當研細(200目以下)，並在120℃以上烘4小時 以上後置乾燥器中備用。如發現結塊，則應重新乾燥。製 備好的空KBr片應透明，與空氣相比，透光率應在75%以上。 5.如供試品為鹽酸鹽，因考慮到在壓片過程中可能出現的離 子交換現象，標準規定用氯化鉀(也同溴化鉀一樣預處理 後使用)代替溴化鉀進行壓片，但也可比較氯化鉀壓片和 溴化鉀壓片後測得的光譜，如二者沒有區別，則可使用溴 化鉀進行壓片。