红外光谱分析技术
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—CH2—CO—NH—
1735 cm-1
1680 cm-1
酯
酰胺
红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围： 4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振 动区（X=O，N，C，S） (2)2500 1900 cm-1 三键，累积双 键伸缩 (3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区 (4)1200 670 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
红外光谱图解析
1 、红外光谱的吸收强度常定性地用 vs （很强）、s （强）、m（中）、w（弱）、vw（极弱）等表示。 2 、红外光谱中峰的形状有宽峰、尖峰、肩峰和双峰 等类型。 3 、习惯上把波数在 4000 ~ 1330cm-1（波长为2.5 ~ 7.5um ）区间称为特征频率区，简称特征区。特征区 吸收峰较疏，容易辨认。各种化合物中的官能团的特 征频率位于该区域，在此区域内振动频率较高，受分 子其余部分影响小，因而有明显的特征性，它可作为 官能团定性的主要依据。波数在1330 ~ 667cm-1（波 长7.5 ~ 15um ）的区域称为指纹区。在此区域中各种 官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。分子结构上 的微小变化，都会引起指纹区光谱的明显改变，因此 在确定有机化合物时用途也很大。
红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图 上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的 特定振动形式。 定性分析 定量分析
红外光谱与有机化合物结构—谱图解析
红外光谱图： 纵坐标为吸收强度， 和波数1/λ 单位：cm-1 可以用峰数，峰位，峰形， 峰强来描述。 应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；
Fourier变换 红外光谱仪的内部结构： Nicolet 公司的AVATAR 360 FT-IR
Fourier变换 红外光谱仪工作原理：
工作原理：光源发出的红外辐射，经干涉 仪转变成干涉图，Baidu Nhomakorabea过试样后得到含试样 信息的干涉图，由电子计算机采集，并经 过快速傅立叶变换，得到吸收强度或透光 度随频率或波数变化的红外光谱图。
频率（特）；
与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率——基团特征
例： 2800 3000 cm-1 —CH3 特峰； 1600 1850 cm-1 —C=O
特征峰；
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化： —CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
例1 Fou rier 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形式送往计算机 进行 Fourier 变换的数学处理，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。 这种新技术具有很高的分辨率、波数精度高、 扫描速度极快（1 秒内可完成）、光谱范围 宽、灵敏度高等优点
实例应用
燃煤烟气中脱汞吸附剂的性能实验研究： 气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光 NaCl或KBr 窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。
合壳聚糖吸附剂实际烟气吸附试验后的红外光谱比较图，由图可 以看到吸附后的复合壳聚糖吸附剂的红外光谱图整体向左(高频处) 位移，明显看到其透过率大大降低，它在3400cm_附近的吸收峰 宽而平缓．N—H振动吸收峰消失．O—H振动吸收峰相对于吸附 前的向高频处移动了近10个波数，并且1415cm叫的一NH：吸收 峰强度明显减弱．同时在2800～2700cm以附近出现了醛基的特 征吸收峰。这正给出了复合壳聚糖吸附剂能够同时吸附脱除汞离 子和氮氧化物、硫氧化物的原因，正是氨基的螯合作用和醛基的 催化氧化作用给痕量重金属的脱除提供了强有力的条件。
分子能级示意图
红外光区分成三个区:近红外区、中红 外区、远红外区。其中中红外区是研 究和应用最多的区域，一般说的红外 光谱就是指中红外区的红外光谱.，红 外光谱分近红外区(泛频区)光谱区 0.76-2.5μ m，中红外区(基本震动区) 光谱区2.5-25μ m，远红外区(转动区) 光谱范围25-1000μ m。
511091770张贤康
基本原理
当样品受到频率连续变化的红外光照射时， 分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运 动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生 的分子振动和转动能级从基态到激发态的 跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外 光谱。又称为分子振动转动光谱
红外光谱产生的原因
电子能级
振动能级
转动能级
红外光谱仪的类型
红外光谱仪主要有两种类型：色散型和干 涉型（傅立叶变换红外光谱仪）。色散型 红外光谱仪是以棱镜或光栅作为色散元件， 这类仪器的能量受到严格限制，扫描时间 慢，且灵敏度、分辨率和准确度都较低。 随着计算方法和计算技术的发展，20世 纪70年代出现新一代的红外光谱测量技 术及仪器——傅立叶变换红外光谱仪。
干涉图从数学观点讲，就是傅立叶变换，计算机的任 务是进行傅立叶逆变换 仪器的核心部分是Michelson干涉仪，如图：M1 和M 2 为两块平面镜，它们直互垂直直放置，固定不动， 则可沿图示方向作微小的移动，称为动镜。在和之间 放置一呈45度角的半透膜光束分裂器BS（beamsplitters ），可使50% 的入射光透过，其余部分被反 射。当光源发出的入射光进入干涉仪后就被光束分裂 器分成两束光——透射光1 和反射光2 ，其中透射光1 穿过BS被动镜反射，沿原路回到 BS并被反射到达探 测器D，反射光 2 则由固定镜沿原路反射回来通过BS 到达D。这样，在探测器D 上所得到的1光和2 光是相 干光。1 光和2 光的光程差为波长的整数倍时，为相 长干涉；分数倍时为相消干涉，动镜连继转动获得干 涉图。
Fourier 变换红外光谱仪的特点：
（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，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。
谢谢
1735 cm-1
1680 cm-1
酯
酰胺
红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围： 4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振 动区（X=O，N，C，S） (2)2500 1900 cm-1 三键，累积双 键伸缩 (3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区 (4)1200 670 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
红外光谱图解析
1 、红外光谱的吸收强度常定性地用 vs （很强）、s （强）、m（中）、w（弱）、vw（极弱）等表示。 2 、红外光谱中峰的形状有宽峰、尖峰、肩峰和双峰 等类型。 3 、习惯上把波数在 4000 ~ 1330cm-1（波长为2.5 ~ 7.5um ）区间称为特征频率区，简称特征区。特征区 吸收峰较疏，容易辨认。各种化合物中的官能团的特 征频率位于该区域，在此区域内振动频率较高，受分 子其余部分影响小，因而有明显的特征性，它可作为 官能团定性的主要依据。波数在1330 ~ 667cm-1（波 长7.5 ~ 15um ）的区域称为指纹区。在此区域中各种 官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。分子结构上 的微小变化，都会引起指纹区光谱的明显改变，因此 在确定有机化合物时用途也很大。
红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图 上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的 特定振动形式。 定性分析 定量分析
红外光谱与有机化合物结构—谱图解析
红外光谱图： 纵坐标为吸收强度， 和波数1/λ 单位：cm-1 可以用峰数，峰位，峰形， 峰强来描述。 应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；
Fourier变换 红外光谱仪的内部结构： Nicolet 公司的AVATAR 360 FT-IR
Fourier变换 红外光谱仪工作原理：
工作原理：光源发出的红外辐射，经干涉 仪转变成干涉图，Baidu Nhomakorabea过试样后得到含试样 信息的干涉图，由电子计算机采集，并经 过快速傅立叶变换，得到吸收强度或透光 度随频率或波数变化的红外光谱图。
频率（特）；
与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率——基团特征
例： 2800 3000 cm-1 —CH3 特峰； 1600 1850 cm-1 —C=O
特征峰；
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化： —CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
例1 Fou rier 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形式送往计算机 进行 Fourier 变换的数学处理，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。 这种新技术具有很高的分辨率、波数精度高、 扫描速度极快（1 秒内可完成）、光谱范围 宽、灵敏度高等优点
实例应用
燃煤烟气中脱汞吸附剂的性能实验研究： 气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光 NaCl或KBr 窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。
合壳聚糖吸附剂实际烟气吸附试验后的红外光谱比较图，由图可 以看到吸附后的复合壳聚糖吸附剂的红外光谱图整体向左(高频处) 位移，明显看到其透过率大大降低，它在3400cm_附近的吸收峰 宽而平缓．N—H振动吸收峰消失．O—H振动吸收峰相对于吸附 前的向高频处移动了近10个波数，并且1415cm叫的一NH：吸收 峰强度明显减弱．同时在2800～2700cm以附近出现了醛基的特 征吸收峰。这正给出了复合壳聚糖吸附剂能够同时吸附脱除汞离 子和氮氧化物、硫氧化物的原因，正是氨基的螯合作用和醛基的 催化氧化作用给痕量重金属的脱除提供了强有力的条件。
分子能级示意图
红外光区分成三个区:近红外区、中红 外区、远红外区。其中中红外区是研 究和应用最多的区域，一般说的红外 光谱就是指中红外区的红外光谱.，红 外光谱分近红外区(泛频区)光谱区 0.76-2.5μ m，中红外区(基本震动区) 光谱区2.5-25μ m，远红外区(转动区) 光谱范围25-1000μ m。
511091770张贤康
基本原理
当样品受到频率连续变化的红外光照射时， 分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运 动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生 的分子振动和转动能级从基态到激发态的 跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外 光谱。又称为分子振动转动光谱
红外光谱产生的原因
电子能级
振动能级
转动能级
红外光谱仪的类型
红外光谱仪主要有两种类型：色散型和干 涉型（傅立叶变换红外光谱仪）。色散型 红外光谱仪是以棱镜或光栅作为色散元件， 这类仪器的能量受到严格限制，扫描时间 慢，且灵敏度、分辨率和准确度都较低。 随着计算方法和计算技术的发展，20世 纪70年代出现新一代的红外光谱测量技 术及仪器——傅立叶变换红外光谱仪。
干涉图从数学观点讲，就是傅立叶变换，计算机的任 务是进行傅立叶逆变换 仪器的核心部分是Michelson干涉仪，如图：M1 和M 2 为两块平面镜，它们直互垂直直放置，固定不动， 则可沿图示方向作微小的移动，称为动镜。在和之间 放置一呈45度角的半透膜光束分裂器BS（beamsplitters ），可使50% 的入射光透过，其余部分被反 射。当光源发出的入射光进入干涉仪后就被光束分裂 器分成两束光——透射光1 和反射光2 ，其中透射光1 穿过BS被动镜反射，沿原路回到 BS并被反射到达探 测器D，反射光 2 则由固定镜沿原路反射回来通过BS 到达D。这样，在探测器D 上所得到的1光和2 光是相 干光。1 光和2 光的光程差为波长的整数倍时，为相 长干涉；分数倍时为相消干涉，动镜连继转动获得干 涉图。
Fourier 变换红外光谱仪的特点：
（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，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。
谢谢