近红外基础知识
近红外光谱分析技术
近红外光谱定量分析的流程与步骤
近红外光谱仪器的主要类型
• 滤光片型 • 色散型 • 傅立叶变换型 • 声光可调滤光型 • 其中傅立叶变换型近红外光谱仪与其它类型仪器相比， 具有信噪比高、分辨率高、波长准确且重复性好、稳 定性好等优点，往往作为研究性仪器的首选。
近红外光谱技术的应用
• • • • • • 农业与食品行业 石油化工工业 制药工业 烟草与纺织行业 生物医学领域 ……
分析谱区的选定
• 近红外光谱定量分析数学模型所包含的谱区（光谱的 数据点）一般应根据样品的特点而选定；增加谱区的 范围就可以增加对光谱信息采集的范围，即提高信息 量；但因为每个光谱的数据点也包含了测量误差，因 此数学模型所利用的数据点越多，则包含的测量误差 也越大，为了减少近红外光谱中某些信息量小、失真 大的部分谱区，以避免这些谱区的测量误差影响数学 模型的稳定性，需要选择建立数学模型所用的谱区。 通常可以对谱图进行方差处理，光谱变化最明显的区 域即是光谱信息最丰富的区域，也就是最为有效的光 谱范围
样品中各待测成分化学值的测定
• 采用经典化学分析方法对各待测组分含量进行测定， 这些值测定的精确度是近红外光谱运用数学模型进行 定量分析精确度的关键。
剔除异常值
• 由上述 ① 、② 环节测定的校正样品集中样品的光谱 与化学值，有可能由于种随机的原因而有较严重的失 真，这些样品的测定值称为异常值。这些失真的样品， 若包含在校正校品集中，就会影响所建数学模型的可 靠性，因此在建立模型时应当剔除这些异常值。
样品近红外谱图的扫描
• 为了克服近红外光谱测定的不稳定性的困难，必须严 格控制包括制样、装样、测试条件、仪器参数等测量 参数在内的测量条件；利用该校正校品集建立的数学 模型，也只能适用于按这个的测量条件所测量光谱的 样品。
近红外光谱知识科普
近红外光谱知识科普全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：近红外光谱是一种应用广泛的光谱学技术，它可以用来研究物质的结构和性质，同时也在很多领域发挥着重要作用。
本文将介绍近红外光谱的基本原理、应用领域以及未来发展方向，希望能够帮助读者更好地了解这一技术。
近红外光谱是一种利用近红外光（波长范围一般在700-2500纳米）与物质相互作用来获取信息的技术。
近红外光谱仪通常由光源、样品室、光学系统和检测器等部分组成。
在近红外光谱分析中，样品受到近红外光的照射后，会发生吸收、散射或反射，这些现象会导致光的强度或波长发生变化，通过检测这些变化可以获取样品的光谱信息。
近红外光谱在很多领域都有着广泛的应用。
在食品工业中，近红外光谱可以用来检测食品的成分、营养价值和品质，帮助生产商保证产品的质量。
在药物研发领域，近红外光谱可以用来分析药物的成分和结构，指导新药的设计和研发过程。
在环境监测和地质勘探领域，近红外光谱可以用来检测空气、水、土壤中的有害物质，帮助保护环境。
此外，近红外光谱还被广泛应用于农业、化工、医学等领域。
近红外光谱技术的发展一直在不断推进。
随着光谱仪器的不断改进和智能化技术的应用，近红外光谱分析的速度和精度得到了显著提高。
未来，近红外光谱技术有望在医疗诊断、生物医药领域得到更广泛的应用，为人类健康和生活质量的提升做出更大的贡献。
总结起来，近红外光谱是一种强大的光谱学技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。
通过继续开展研究和技术创新，近红外光谱技术将在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的发展带来更多的益处。
希望本文可以帮助读者更好地了解近红外光谱技术，促进其在不同领域的应用和发展。
【仅供参考】。
第二篇示例：近红外光谱（Near-Infrared Spectroscopy, NIR）是一种在近红外波段（波长约700-2500纳米）范围内进行光谱分析的技术方法。
近红外光谱技术广泛应用于农业、医药、食品工业、环境监测等领域，具有快速、准确、非破坏性、无需样品预处理等优点。
红外光谱分析及FTIR基础知识
红外光谱分析及FTIR基础知识第⼀章红外光谱的基本原理l—1 光的性质光是⼀种电磁波，它在电场和磁场⼆个正交⾯内波动前进．⼆个波峰或波⾕之间的距离为波长，以“ λ”表⽰。
电磁波包括波长短⾄0.1纳⽶的x射线到长达106厘⽶的⽆线电波．其中波长为0.75微⽶到200微⽶，即从可见光区外延到微波区的⼀段电磁波称红外光．红外光通常以微⽶为单位(µm)．1微⽶等于10-4厘⽶(1µm＝10-4cm)，因此，红外光波长以厘⽶为单位时，其倒数就是1厘⽶内的波数(ν)，所以波数的单位ν是厘⽶-1（cm-1）．红外光既可以波长(λ)，也可以波数(cm-1)表⽰，⼆者关系如(1-1)式所⽰：ν（cm-1）=104/λ(µm) (1-1)由于光的能量与频率有关，因此红外光也可以频率为单位．频率(f)是每秒内振动的次数．频率、波长和波数的关系是，f=c/λ=ν*c (1—2)式中：c为光速，是常数(3×1010厘⽶秒); λ是波长(微⽶)；f是频率(秒-1)；ν是波数(厘⽶-1)．由于波数是频率被⼀个定值(光速)除的商值，因此红外光谱中常将波数称为频率．光既有波的性质，⼜有微粒的性质．可将⼀束光看作⾼速波动的粒⼦流，最⼩单位为光⼦．根据爱因斯坦—普朗克关系式，⼀定波长或频率的单⾊光束中每个光⼦具有能量E,E＝hf=hcν=hc/λ (1—3)式中：h为普朗克常量，等于6．63×10-34焦⽿·秒．按(1.3)式可以算出波长2µm(5000厘⽶-1)的红外光⼦能量为6．63×10-34 (焦⽿·秒)x3x1010/2x10-4厘⽶＝9．95x10-20焦⽿．同理波长l0微⽶(1000厘⽶-1)的红外光⼦的能量仅1．99×10-20焦⽿．可见波长短，能量⼤．波长长，能量⼩．1-2 分⼦光谱的种类有机分⼦同其他物质⼀样始终处于不停的运动之中。
近红外光谱
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三、近红外光谱定量及定性分析
3.1近红外光谱的定量分析
3.2近红外光谱的定性分析
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3.1近红外光谱的定量分析
近红外光谱的定量分析就利用化学分析 数据和近红外光谱数据建立模型，确定 模型参数，然后以这个模型去定量预测 某些信息（如浓度）的方法。
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定量分析过程具体步骤如下：
1．选择足够多的且有代表性的样品组成校 正集； ２．通过现行标准方法测定校正模型样品 的组成或性质； ３．测定校正模型样品的近红外光谱；
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1.3近红外光谱分析技术的特点
1）分析速度快，测量过程大多可在1min 内完成。因此在日常分析中，包括了样 品准备等工作时间，在5min以内即可得 到数据。近红外光谱分析技术的另一个 特点是通过样品的一张光谱，可以测得 各种性质或组成。 2)适用的样品范围广，通过相应的测样器 件可以直接测量液体、固体、半固体和 胶状体等不同物态的样品光谱。
近红外光谱记录的是分子中单个化学键 的基频振动的倍频和合频信息，它常常 受含氢基团X-H（X-C、N、O）的倍频 和合频的重叠主导，所以在近红外光谱 范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动 的倍频和合频吸收。
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不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或 同一基团在不同化学环境中的近红外吸 收波长与强度都有明显差别，NIR 光谱 具有丰富的结构和组成信息，非常适合 用于碳氢有机物质的组成与性质测量。 但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对 较低，吸收带较宽且重叠严重。因此， 依靠传统的建立工作曲线方法进行定量 分析是十分困难的，化学计量学的发展 为这一问题的解决奠定了数学基础。
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虽然建立模型所使用的样本数目很有限， 但通过化学计量学处理得到的模型应具有 较强的普适性。对于建立模型所使用的校 正方法，视样品光谱与待分析的性质关系 不同而异，常用的有多元线性回归、主成 分回归、偏最小二乘法、人工神经网络和 拓扑方法等
近红外光谱总结new
近红外光谱总结new一、近红外光谱介绍近红外（Near Infrared,NIR）光是指波长介于可见区与中红外区之间的电磁波，其波长范围约为800~2500nm，波数范围约为12500~4000cm-1，（波数=104/波长）。
近红外光谱分析是指利用近红外谱区包含的物质信息，主要用于有机物质定性和定量分析的一种分析技术。
特定化学基团有其特定的基频频率，称为指纹吸收带。
基团伸缩振动引起的基频吸收带（指纹吸收带）一般位于中红外区，特定的基团对应特定的吸收光谱，所以运用中红外光谱可以定性和定量分析组分成分和含量。
但是中红外只能用于静态测量，样品要求极薄，不适用于在线测量。
基团伸缩振动引起的基频吸收带一般位于中红外区，而基团伸缩振动引起的泛频，又称倍频（如第一、第二甚至更高）一般位于近红外区，伸缩振动和弯曲振动的组频（又称合频）吸收带一般也位于近红外区。
近红外光谱分析的信息与信号：近红外光谱的信息源是分子内部原子间振动的倍频与合频。
该谱区信号的频率比中红外谱区高，介于中红外谱区和可见谱区之间。
但近红外法的检测低限不如中红外定量分析，约为10-3~10-4，（一般要求成分含量不能低于0.1%）不适宜做含量过低的样品、微量样品的分析。
近红外光谱（NIR）作为一种分析手段，可以测定有机物以及部分无机物。
这些物质分子中化学键结核的各种基团（如O —H 、C=O 、N-H 、C-H ）的伸缩、振动、弯曲等运动都有它固定的振动频率。
当分子受到红外线照射时，被激发产生共振，同时光的能量一部分被吸收，测量其吸收光，可以得到极为复杂的图谱，这种图谱表示被测物质的特征。
不同物质在近红外区域有丰富的吸收光谱，每种成分都有特定的吸收特征，这就为近红外光谱定量分析提供了基础。
二、近红外光谱分析1、比耳定律吸收光谱定量分析是根据样品对某一谱区光吸收强度与吸光粒子（低能态的分子或原子）之间的关系，并考虑到样品中吸光粒子数与样品粒子总数的关系来定量的。
近红外光谱分析技术
• (二) 建模样品被测组分化学分析值的测定
• 校正模型是由建模样品被测组分的化学值和相关近红外光谱的吸光度或光密度值经 回归得到的，因此模型预测结果的准确性很大程度上取决于标准方法测得的化学值 的稳定性。
• 保证化学值的准确性： • ①选用国际或国内标准方法测定建模样品;②在不同时间测定2-3 个平行样品， 平行样之间的相对误差不能大于方法允许的误差范围；③测定结果建议以干基 含量表示，这样表示的结果不会因空气湿度的变化而波动。
建立校正模型注意事项：
• 1.防止拟合不足( 主成分太少)和过拟合(主成分过多)；
• 拟合不足会导致模型的预测结果不可靠； • 过拟合会导致预测误差增大。
• 2.充分检查样品的均匀性和类别。
• 一、近红外光谱的定量分析
• (六) 校正模型的校验
• 交互校验法
• 优点：校正样品集中不包含用于校正模型的样品，可以独立地对校正 模型进行校验。
• 评定模型质量好坏的几个统计量
• ①相关系数(R)：描述两个定量结果的相关程度，在浓度范围相同的前提
下，相关系数越大，准确性越高。
• 通过主成分回归，可以去除噪声，解决了回归中的共线性问题，有效地提高了信息 利用，提高了模型的稳定性。
• 一、近红外光谱的定量分析
• 2.偏最小二乘法( PLS)
• 偏最小二乘法与主成分分析很相似，二者的差别是对变量Y 中的因子进行描述的同时也对变量X 所含的信息进行了描述。
• 特点：快速、可靠、预测能力强、克服数据间多重相关等。
1、透射光谱法（多指短波近红外区，波长一般在7001100nm范围内）
定义：是指将待测液样品置于光源与检测器之间， 检测器所检测光是透射光或与样品分子相互作用的光。
近红外光谱法PPT课件
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近红外光谱定量分析的流程与步骤
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❖ 拓扑学方法和ANN方法等常用于非线性关系的 关联。
❖ ANN和PLS方法结合使用，可改善数据关联的 能力。
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建立定量模型的方法
❖ MLR只要知道混合物中某些组分的浓度或性质，就 可以建立复杂体系的校正模型。但是仅适用几个波 长下的光谱数据，常常会丢失许多光谱信息。
❖平滑处理涉及处理窗口的大小，较大的平 滑点数可以使信噪比提高，但同时也会导 致信号的失真。
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多元散射校正MSC
❖ 主要是消除颗粒分布不均匀及颗粒大小产生的散 射影响
❖ 经过散射校正后的光谱有效地消除了原始光谱由 于颗粒度及装样误差所导致的基线平移和非线性
影响
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人参总皂甙近红外光谱及定标建模分析
❖ 中国药典2005版首次收载
附录XIXK 近红外分光光度法指导原则
2
NIR的特点
❖分析速度快，分析效率高 ❖适用的样品范围广（液体、固体、半固体和
胶状体） ❖样品一般不需要预处理，分析成本较低 ❖测试重现性好 ❖不破坏样品，应用在活体分析和医药临床领
域 ❖不适合痕量分析以及分散性样品的分析
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二、基本原理
❖ 合频近红外谱带位于2000~2500nm处，一级 倍频位于1400~1800nm处，二级倍频位于 900~1200nm处，三级和四级或更高级倍频 则位于780~900nm处。
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不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
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不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
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❖分子振动从基态向高能级跃迁时产生的；记录 的主要是含氢基团 C－H、O－H、N－H、S －H的倍频和合频吸收。
近红外光谱分析知识整理
近红外光谱分析知识整理近红外光谱分析及其应用简介1、近红外光谱分析及其在国际、国内分析领域的定位近红外光谱分析是将近红外谱区（800-2500nm）的光谱测量技术、化学计量学技术、计算机技术与基础测试技术交叉结合的现代分析技术，主要用于复杂样品的直接快速分析。
近红外分析复杂样品时，通常首先需要将样品的近红外光谱与样品的结构、组成或性质等测量参数（用标准或认可的参比方法测得的），采用化学计量学技术加以关联，建立待测量的校正模型；然后通过对未知样品光谱的测定并应用已经建立的校正模型，来快速预测样品待测量。
近红外光谱分析技术自上世纪60年代开始首先在农业领域应用，随着化学计量学与计算机技术的发展，80年代以来逐步受到光谱分析学家的重视，该项技术逐渐成熟，90年代国际匹茨堡会议与我国的BCEIA等重要分析专业会议均先后把近红外光谱分析与紫外、红外光谱分析等技术并列，作为一种独立的分析方法；2000年PITTCON会议上近红外光谱方法是所有光谱法中最受重视的一类方法，这种分析方法已经成为ICC（International Association for Cereal Science and Technology国际谷物科技协会）、AOAC(American Association of Official Analytical Chemists美国公职化学家协会)、AACC（American Association of Cereal Chemists美国谷物化学家协会）等行业协会的标准；各发达国家药典如USP(United States Pharmacopoeia 美国药典)均收入了近红外光谱方法；我国2005年版的药典也将该方法收入。
在应用方面近红外光谱分析技术已扩展到石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织品等领域。
发达国家已经将近红外方法做为质量控制、品质分析和在线分析等快速、无损分析的主要手段。
我国对近红外光谱技术的研究及应用起步较晚，上世纪70年代开始，进行了近红外光谱分析的基础与应用研究，到了90年代，石化、农业、烟草等领域开始大量应用近红外光谱分析技术，但主要是依靠国外大型分析仪器生产商的进口仪器。
【实用】近红外光谱分析PPT资料
和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量。
近红外光谱分析与其它吸收光谱按照比耳定律作定量分析类似。
近红外光谱定量分析的流程与步骤
缺点：（1）建立模型需要大量有代表性且化学值已知的样品；
近红外光谱定量分析的流程与步骤
不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
石油炼制 原油、天然气、汽油等
（6）可使用光纤，从而可实现远程分析检测。
不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
食品Βιβλιοθήκη 酒制品、饮料、调味品、乳制品、食用油、烘焙食品、肉类等
（5）非破坏性分析，可实现产品的无损质量检测；
缺点：（1）建立模型需要大量有代表性且化学值已知的样品；
不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构
在模式识别运算时需要有一组用于计算机“学习”的样品集，通过计算机运算，得出学习样品在数学空间的范围，对未知样品运算后，
若也在此范围内，则该样品属于学习样品集类型，反之则否定。
不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构
傅立叶近红外分析仪器
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团X-H（X=C、N、O）振
动的倍频和合频吸收。
透射光谱法就是把待测样品置于作用光与检测器之间，检测器所检测到的分析光是作用光通过样品体与样品分子相互作用后的光，若
样品是透明的真溶液，则分析光在样品中经过的路程一定，透射光的强度与样品组分浓度由比耳定律决定。
农牧
谷类作物、烟草、咖啡、水果、蔬菜、茶叶等 成分鉴别、成熟度、品质分级、品种鉴定、产地鉴别、真伪鉴别
近红外技术培训资料
近红外技术培训资料一．近红外的发展概述1．什么是近红外？近红外（Near Infrared 简称NIR）是一种电磁波，按ASTM （美国实验和材料协会）定义是指波长在780nm~2526nm范围内的电磁波。
(1nm=1╳10-9m; 1um=1╳10-6m)近红外是红外光的一部分，红外光包括：近红外、中红外和远红外IR = NIR + MIR(2.5~15um) + FIR(15~200um) （波长范围：0.78~200um）近红外介于可见光（400~780nm）和中红外之间，是人们发现最早的非可见光区域，近红外谱区最初于1800年被Tomas Herschel发现，距今已有200多年的历史。
2．近红外在20世纪的发展状况◆ 20世纪初，人们采用摄谱的方法首次获得了有机化合物的近红外光谱，并对有关基团的近红外光谱特征进行了解释，预示着近红外光谱有可能作为分析技术的一种手段得到应用。
◆50年代以前，近红外光谱的研究只限于为数不多的几个实验室中，且没有得到实际的应用。
◆50年代中后期，随着简易近红外光谱仪器的出现及Norris等人在近红外光谱漫反射技术上所做的大量工作，掀起了近红外光谱应用的一个小高潮，近红外在测定农副产品的品质方面得到广泛应用。
由于这些都基于传统的光谱定量方法，测量结果往往产生较大的误差。
近红外光谱吸收较中红外光谱弱，谱带重叠多，受当时技术条件的限制，近红外光谱分析技术应用不多。
◆60年代中后期，随着中红外光谱技术的发展及其在化合物结构表征中所起的巨大作用，使人们淡漠了近红外光谱在分析测试中的应用。
在此后的约20年的时间里，除了农副产品领域的传统应用之外，近红外光谱技术几乎处于徘徊不前的状态，以至于被人们称为光谱技术中的沉睡者。
◆80年代后期，近红外光谱才真正为人们所注意，这在很大程度上应归功于化学计量学方法的应用，再加上过去中红外光谱技术积累的经验，使近红外光谱分析技术迅速得到推广，成为一门独立的分析技术，有关近红外光谱的研究和应用文献几乎呈指数增长。
近红外基础知识全解
• 一直性指标CI 被定义为最大的相对偏差 Qi
CI = max(Qi)
• 结果绘图
一致性测试 Preprocessed spectra
• Reference spectra
• Average spectrum • Standard deviation spectra (+/- 3s)
一致性测试 Preprocessed spectra including test spectra
一致性测试
• 优点 • 基于少量参考样品基础的简单方法
无需定量校准和定性库的建立
• 用少量合格批次的产品能够进行简单、快速建立或更新
模型
• 快速的 QA/QC、简单的 Yes/No结果 • 对于不同类型样品的变化非常敏感 (如 成分、颗粒大小
等）
定量分析的理论依据
I0
光源
Itrans
检测器
; c
因为：1cm=104 μ m
5μ m处，用波数表示： 104/ 5=2,000cm -1
近红外光谱的信号特征
1、近红外光的产生：近红外光源一般用卤素灯
2、近红外光的检测：近红外光的检测材料是半导体材料，如
Si、PbS、 InAs、Ge、InGaAs等 3、光学材料：可以使用耐水和便于维护的材料，如：低OH 石英、石英和火石玻璃、CaF等。
Threshold 0.04674
0.00888 0.02077 0.01406 0.00491
Substance Acetyl salicylic acid Salicylic acid Salicylamide Collidon 25 Collidon 30
The sample is positively identified only when:
近红外基础知识
近红外的合频振动的吸收系数比中红外基频振动吸收弱 15个数量级.
Absorbance
Water Spectrum
5
4
3
2
MIR
NIR
1
0 9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
Wavenumber cm-1
第十五页，共71页。
第五页，共71页。
红外光谱振动的基本原理
hn
低能量
高能量
第六页，共71页。
红外光振动模式的能级图
谐波振动Harmonic Oscillation
非谐波振动Anharmonic Oscillation
3rd Overtone 三級倍頻 2nd Overtone 二級倍頻 1st Overtone 一級倍頻 Fundamental 振動基頻
103
102
101
1
10-1
10-2
10-3
近红 外
可见
中红外 红外
远红外
电子自旋振动
核磁振 动
微波
Radio, TV 无线电波
Region
Interaction
原子核转变
内层电子的 跃迁
外层电子的跃迁
分子振动
分子转动
电磁转动
Wavelength (m)
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
2、近红外的谱峰重叠严重，
难以肉眼识别分析。
中红外谱峰分别好。很容 易肉眼识别分析。 3、近红外吸收弱。 中红外吸收强。
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难以肉眼识别分析。 中红外谱峰分别好。很容 易肉眼识别分析。 3、近红外吸收弱。 中红外吸收强。 4、近红外制样简单。 中红外制样麻烦。
不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
精品课件
近红外吸收光谱特征
物质在近红外谱区的吸收主要包括以下基团基频振动的合 频和倍频振动吸收
理论背 景
精品课件
什么是近红外/中红外光？
近红外： 12,800 cm-1 (780 nm) 中红外：4,000 cm -1 (2,500 nm)
4,000 cm -1 (2,500 nm) 400 cm -1 (25,000 nm)
108
107
Wavelength (cm-1)
-射线
X – 射线
• 进入90年代，近红外分析技术逐步受到分析化学家的重视， 应用逐步扩展到石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织品等 领域。
• 近红外现已发展成为一种独立的分析技术活跃在光谱分析领 域
• 发达国家已经将近红外做为质量控制、品质分析和在线分析 的主要手段，部分方法已经成为USP、EP、PASG、EMEA、 AOAC、AACC、ICC的标准。
光源
单色器或干涉仪
检测器
样品
Near-IR Reflectance (NIR) 漫射式
检测器
光源
单色器或干涉仪
样品
检测器
Near-IR Trans-Reflectance (NITR) 透漫射式
精品课件
散射与穿透深度的变化
精品课件
振动能品课件
非对称伸缩振动
摇
不同的振动形式
摇摆振动
精品课件
弯曲振动
Molecular vibration modes
H
H
Asym-stretching
Sym-stretching
O
Bending
精品课件
3756 cm1
3657 cm-1
1595 cm-1
106
紫外
105
104
103
102
101
1
10-1
10-2
10-3
近红 外
可见
中红外 红外
远红外
电子自旋振动
核磁振 动
微波
Radio, TV 无线电波
Region
Interaction
原子核转变
内层电 子的跃
迁
外层电子的跃迁
分子振动
分子转动
电磁转动
Wavelength (m)
10-10
10-9
10-8
10000
8000
精品课件
6000
4000
Wavenumber / cm-1
2000
O v e rto n e s o f th e (C H ) v ib ra tio n o f C H C l3
b a n d p o s itio n [n m ]
b a n d p o s itio n [c m -1]
3290
3040
2
1693
5907
3
1154
8666
4
882
11338
5
724
13831
e x tin c tio n c o e ffic ie n t [c m 2 m o l-1]
25000 1620
48
1 ,7
0 ,1 5
精品课件
近红外与中红外的区别
聚丙烯的近红外/中红外光谱
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1、近红外是基频振动的合频 与倍频振动信息。
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近红外光谱的信号特征
1、近红外光的产生：近红外光源一般用卤素灯 2、近红外光的检测：近红外光的检测材料是半导体材料，如
Si、PbS、 InAs、Ge、InGaAs等 3、光学材料：可以使用耐水和便于维护的材料，如：低OH
石英、石英和火石玻璃、CaF等。
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中红外光谱的信号特征
1、中红外光的产生：中红外光源一般用硅碳棒 2、中红外光的检测：中红外光的检测材料是半导体材料，如
近紅外光与物质的相互作用
abs吸or收ptionr全esfple反eccutl射aanc
e
透射
transmittance
漫(反)射
Diffuse
reflectanc
散射
scattering
e
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近红外的采样方法
光源
单色器或干涉仪
样品
检测器
Near-IR Transmittance (NIT) 透射式
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红外波长表示的度量单位
近红外区一般用波长（纳米 nm)或（波数cm-1）来表示 纳米与波数的换算关系：nm= 107/cm-1 或 cm-1 = 107/ nm 因为：1cm=107nm 1,250nm处，用波数表示： 107/ 1,250=8,000cm -1 中红外区一般用波长（微米 μm)或（波数cm -1 ）来表示 微米与波数的换算关系：nm= 104/cm -1 或 cm-1 = 104/ nm 因为：1cm=104 μ m 5μ m处，用波数表示： 104/ 5=2,000cm -1
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
1
101
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近红外的发现和应用发展里程
• 1800年近红外电磁波被发现，光谱的复杂性使其“沉睡”了一个 半世纪
• 20世纪70年代国外的农业分析学家综合计算机技术、光谱分 析技术、仪器技术和现代数学方法，首先把近红外分析技术 应用于农产品和食品的品质分析
Absorbance Units 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
近红外与中红外光谱的差异
CHCl3 在MIR & NIR的吸收光谱
MIR & NIR (d = 25 µm) NIR (d = 1 mm)
combination band
3CH)
2(CH)
(CH)
MCT、DTGS等 3、光学材料：可以使用“怕水”的材料如：KBr、NaCl，耐水
材料CaF、ZnSe、Si等。
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红外光谱振动的基本原理
hn
低能量 高能量
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红外光振动模式的能级图
谐波振动Harmonic Oscillation 非谐波振动Anharmonic Oscillation
3rd Overtone 三級倍頻 2nd Overtone 二級倍頻 1st Overtone 一級倍頻 Fundamental 振動基頻
C-H, N-H, O-H, S-H, C=O, C=C
近红外的合频振动的吸收系数比中红外基频振动吸收弱 1-5个数量级.
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Absorbance
Water Spectrum
5
4
3
2
MIR
NIR
1
0 9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
Wavenumber cm-1