二氧化硅的红外光谱特征研究培训资料
二氧化硅傅里叶红外光谱透过率
二氧化硅傅里叶红外光谱透过率二氧化硅傅里叶红外光谱透过率一、介绍傅里叶红外光谱（FTIR）是分析物质化学组成和结构的重要技术手段之一。
其中，透过率是衡量物质吸收红外辐射能力的重要参数。
二氧化硅是一种常见的无机材料，广泛应用于光电子学、医学、化学等领域。
因此，研究二氧化硅在傅里叶红外光谱下的透过率，对相关领域的研究和应用具有重要意义。
二、二氧化硅傅里叶红外光谱特性二氧化硅为四面体分子结构，其傅里叶红外光谱呈现出明显的吸收峰与透射带。
在谱图中，吸收峰一般分布于4000~400 cm-1区间，且峰位较短波处向长波移动。
三、二氧化硅傅里叶红外光谱透过率在傅里叶红外光谱中，透过率是指样品透射光线的强度与原始光线强度之比。
透过率越高，说明样品对红外光的吸收越弱。
对于二氧化硅而言，其透过率与波长和薄膜厚度均有关。
研究表明，在1200~2500 cm-1区间，二氧化硅薄膜厚度在0.5~1.5 μm时，透过率约70%~80%。
随着薄膜厚度的增加，透过率降低。
四、影响二氧化硅傅里叶红外光谱透过率的因素1. 薄膜厚度。
薄膜厚度越大，透过率越低。
2. 光程长度。
光程长度越大，透过率越低。
3. 光源光强。
光源光强越大，透过率越高。
4. 波长范围。
波长范围越宽，透过率越低。
五、二氧化硅傅里叶红外光谱透过率的应用1. 光电子学。
在光电子学领域，研究二氧化硅傅里叶红外光谱透过率，可以用于分析光电子材料的组成和结构，从而指导光电子材料的制备和优化。
2. 医学。
在医学领域，二氧化硅傅里叶红外光谱透过率的研究，可应用于医疗诊断和治疗。
例如，可以通过分析透过率，判断皮肤病变的类型和程度。
3. 化学。
在化学领域，二氧化硅傅里叶红外光谱透过率的研究，可以用于分析化合物的结构和特性，从而指导化合物的合成和性能优化。
六、结论二氧化硅傅里叶红外光谱透过率是二氧化硅吸收红外辐射的重要参数之一。
透过率受到薄膜厚度、光程长度、光源光强和波长范围等因素的影响。
红外光谱培训(课件)
• 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。夺舌的直径为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10t，保持 3min。
液体池构造如下图所示：
• 液体池是由后框架、垫片、后窗片、间隔片、 前窗片和前框架 7 个部分组成。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。 • 液体池的装样操作将吸收池倾斜 30°，用注 射器（不带针头）吸取待测的样品，由下孔注 入直到上孔看到样品溢出为止，用聚四氟乙烯 塞子塞住上、下注射孔，用高质量的纸巾擦去 溢出的液体后，便可进行测试。
• 压片法：
• 粉末状样品常采用压片法。将研细的粉末 分散在固体介质中，并用压片器压成透明 的薄片后测定。固体分散介质一般是KBr， 使用时将其充分研细，颗粒直径最好小于 2μm（因为中红外区的波长是从2.5μm开始 的）。本底最好采用相应的分散介质 （KBr）。
傅立叶变换红外光谱仪是20世纪70年代发展起来 的新一代红外光谱仪，它具有以下特点： 一. 扫描速度快，可以在1s内测得多张红外谱图； 二. 光通量大，可以检测透射较低的样品，可以检测气 体、固体、液体、薄膜和金属镀层等不样品； 三. 分辨率高，便于观察气态分子的精细结构；四是测 定光谱范围宽，只要改变光源、分束器和检测器的配 置，就可以得到整个红外区的光谱。 因此红外光谱被广泛应用于有机化学、高分子化 学、无机化学、化工、催化、石油、材料、生物、医 药、环境等领域。
二氧化硅的红外光谱特征研究培训资料
二氧化硅的红外光谱特征研究二氧化硅的红外光谱特征研究1 引言二氧化硅是建筑材料的基石，化学式为SiO2，在自然界分布很广，种类繁多，如石英、石英砂、水晶、玛瑙、蛋白石、白炭黑等。
随着科学技术不断发展，现在出现了很多人工合成的二氧化硅，如纳米二氧化硅、二氧化硅乳液、介空二氧化硅等。
而且不同的二氧化硅具有不同的作用，如石英、石英砂，用来制造石英玻璃；纳米二氧化硅用来制造陶瓷材料、涂料、粘接剂、防水材料等[1]。
红外光谱的产生源于物质分子的振动，不同的物质分子具有不同的振动频率可形成不同的红外光谱图，故红外光谱又被称为物质分子的“指纹图谱”。
根据被测样品红外光谱的特征峰进行对比分析，可以作为物质识别和比较的重要依据。
傅里叶变换红外(FTIR)光谱法具有操作简单、快速灵敏、重复性好和成本低等优点，可作为二氧化硅的一种定性、快速的检测技术。
本文分析研究了八种不同来源的二氧化硅样品，寻找二氧化硅在其红外特征谱中的反映，比较其红外光谱的异同，提供最直接有效的鉴别方法，为人们在建筑材料上开发、研究及选用合适的二氧化硅提供理论指导。
2 实验2.1实验仪器红外光谱在Nexus型傅立叶变换显微红外光谱仪上进行。
KBr压片法制样，KBr分束器，DTGS KBr检测器，分辨率：4 cm-1，扫描次数：64，测试范围4000～400 cm-1。
2.2样品白炭黑（自制）、纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）、二氧化硅乳液（自制）。
3 结果与讨论3.1白炭黑的红外光谱白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑化学式SiO2.nH2O即水合二氧化硅。
图6为白炭黑（由稻壳，按文献[4]方法制备）的红外光谱，由图可见，1095 cm-1强而宽的吸收带是Si-O-Si反对称伸缩振动峰，798 cm-1、466 cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动峰，3450 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1638 cm-1附近的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，955 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰。
二氧化硅纳米颗粒与碳黑纳米颗粒红外漫反射光谱的测量与分析
品浓度成正比，即经转换后得到函数Ｆ（Ｒ）与样品组分浓度Ｃ
的关系符合朗伯一比尔定律。
在混合样品中，由于二氧化硅纳米颗粒的吸收峰的峰面
积受到碳黑纳米颗粒的影响，不能进行混合样品中二氧化硅
纳米颗粒的吸收峰峰面积与浓度之间的定量分析。而碳黑纳
米颗粒的特征吸收峰位不受二氧化硅纳米颗粒的影响，可以
对碳黑纳米颗粒进行定量分析。图５是碳黑纳米颗粒的特征
的最大吸收临界浓度。
１．４定量分析
漫反射光谱的吸光度与样品组分含量（浓度）不符合朗
伯一比尔定律，即样品浓度与光谱强度不成线性关系Ｈ］。不成
线性关系的原因是由于存在镜面反射光。要使样品浓度与光
谱强度呈线性关系，必须减少或消除镜面反射光，本文在实
验中采用将样品与漫反射介质ＫＢｒ粉末一起研磨外，并试将
漫反射率转换为函数Ｆ（Ｒ）。将漫反射光谱转换为Ｆ（Ｒ）函数
吸收峰（９３４ ｃｒｆｌ一１）的峰面积与浓度的关系。由图可见混合样
品中碳黑纳米颗粒的特征吸收峰的峰面积基本符合朗伯一比
尔定律。
∞
∞
∞
９６，善Ｉｏ口ｌ∞ｕ二ｏｐ ｍ
Ｗａｖｅ ｎｕｍｂｅｒ／ｃｍ一１
Ｆｉｇ．４
Ｄｉｆｆｕｓｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐ剐ｒｔｉｄｅｓ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ
Ｆｉｇ．５
０ ０
０．２
０．４
０．６
Ｐｅａｋ ａｒｅａ
０．８
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｅａｋ ｒｅ＇ｅ８ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｂｈｃｋ
二氧化硅的红外光谱测定
二氧化硅的红外光谱测定一、引言（约100字）二氧化硅是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用领域。
红外光谱技术是一种常用的无损分析方法，可用于对二氧化硅进行定性和定量分析。
本文将探讨二氧化硅的红外光谱测定方法、仪器设备和样品处理等关键内容。
二、二氧化硅的红外光谱测定方法（约200字）二氧化硅的红外光谱测定方法主要分为传统红外光谱和傅里叶变换红外光谱两种。
传统红外光谱仪器包括样品室与光学部分，通过样品与红外辐射的相互作用，得到样品的红外吸收光谱图谱。
傅里叶变换红外光谱则利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而得到样品的红外吸收谱图。
两种方法各有优劣，选择合适的方法应根据实际需求和仪器设备的可用性进行考量。
三、红外光谱仪器设备（约200字）红外光谱测定二氧化硅需要一台专用的红外光谱仪器。
常见的红外光谱仪器包括单光束红外光谱仪、双光束红外光谱仪和便携式红外光谱仪等。
其中，双光束红外光谱仪具有较高的测量精度和可靠性，常用于较为精确的红外光谱测定。
对于一些特殊场合或需要现场快速检测的情况，便携式红外光谱仪则具有便携性和操作简单的特点。
选择合适的红外光谱仪器应根据实际需要和预算进行综合考虑。
四、样品处理（约200字）在二氧化硅的红外光谱测定过程中，样品的处理非常重要。
首先，应将样品制备成均匀的粉末或片状，以便获得准确可靠的光谱结果。
其次，在样品处理过程中需要注意避免氧气和水分的污染，因为它们可能会干扰红外吸收信号。
对于水分含量较高的样品，可以通过真空干燥等方法进行预处理。
此外，还需要考虑样品的浓度范围和测定温度，以确保测定结果的准确性和可重复性。
五、红外光谱分析与解读（约300字）通过对二氧化硅的红外光谱进行分析与解读，可以确定样品的分子结构、官能团以及化学键情况等信息。
常见的红外光谱吸收峰包括基频吸收峰、变形振动吸收峰和组合振动吸收峰等。
在解读红外光谱时，需要结合相关的红外光谱图谱和数据库进行比对和分析。
“红外光谱特征研究”文件合集
“红外光谱特征研究”文件合集目录一、八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究二、文物彩绘常用胶料的氨基酸组成及红外光谱特征研究三、祖母绿的红外光谱特征研究四、二氧化硅二维漫反射红外光谱特征研究八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究二氧化硅，化学式为SiO2，是地壳中丰度最高的矿物，其在工业、科技、生活等领域有着广泛的应用。
由于其来源多样，结构各异，因此其红外光谱特征也有所不同。
本文将对八种不同来源的二氧化硅的红外光谱特征进行深入研究。
本实验选取了八种不同来源的二氧化硅样品，包括天然矿物、工业产品、以及实验室合成的各种二氧化硅。
所有样品均进行红外光谱分析。
采用溴化钾压片法，将样品与溴化钾混合后压制成透明片，然后进行红外光谱扫描。
扫描范围为4000-400cm-1，分辨率为4cm-1。
天然矿物二氧化硅的红外光谱特征表现出明显的振动峰，主要在3400-3200cm-2920cm-1600-1500cm-1200-900cm-1等区域。
这些峰对应于水分子的O-H伸缩振动、Si-O-Si的反对称伸缩振动、Si-OH的弯曲振动以及Si-O-Si的对称伸缩振动。
工业产品二氧化硅的红外光谱特征与天然矿物二氧化硅相似，但峰的强度和位置略有不同。
这可能与生产过程中二氧化硅的结构和纯度有关。
实验室合成二氧化硅的红外光谱特征在不同合成条件下有所不同。
例如，通过气相沉积法合成的二氧化硅在红外光谱上表现出明显的Si-H 伸缩振动峰；而通过溶胶凝胶法制备的二氧化硅在1000-800cm-1区域表现出Si-O-Si的非对称伸缩振动峰。
二氧化硅的红外光谱特征与其结构和纯度密切相关。
天然矿物二氧化硅和工业产品二氧化硅的红外光谱特征较为相似，但由于其结构和纯度存在差异，导致峰的强度和位置略有不同。
实验室合成二氧化硅的红外光谱特征则因合成方法和条件的不同而有所差异。
例如，气相沉积法合成的二氧化硅在红外光谱上表现出Si-H伸缩振动峰，这可能与合成过程中引入的氢有关；而溶胶凝胶法制备的二氧化硅在1000-800cm-1区域表现出Si-O-Si的非对称伸缩振动峰，这可能与制备过程中二氧化硅的结构有关。
二氧化硅含量检测红外计算
二氧化硅含量检测红外计算
下面咱就来说说二氧化硅含量检测里红外计算这事儿。
首先呢，你得有个通过红外光谱仪测出来的样品光谱图。
这个图就像是样品在红外光下的一个独特“指纹”。
那在这个光谱图里，我们要找那些属于二氧化硅的特征峰。
一般来说，二氧化硅在特定的波数位置会有吸收峰。
比如说，在大概1000 1100波数这个范围左右，会有比较明显的峰，这个峰的强度可是很关键的哦。
接下来就到计算环节啦。
咱们有个小公式或者说比例关系。
就是先测量出这个二氧化硅特征峰的峰面积，这个峰面积就像是这个峰在光谱图里占的一块“地盘”大小。
然后呢，我们得有个已知二氧化硅含量的标准样品，同样也去测它的红外光谱，找到对应的二氧化硅特征峰，也算出这个峰面积。
现在就可以做比例计算啦。
假设我们测的样品里二氧化硅特征峰面积是A，标准样品里二氧化硅特征峰面积是B，标准样品里二氧化硅的含量是C（这个C我们是事先知道的哦）。
那么我们要求的样品里二氧化硅的含量D就可以这么算：D = (A / B) × C。
就像是通过比较样品和标准样品的峰面积比例，来算出样品里二氧化硅的含量。
不过呢，这里面也有一些小麻烦事儿。
比如说，有时候光谱图里可能会有其他物质的峰干扰，就像一群人里有几个捣乱的，这时候就得想办法把干扰去掉或者考虑干扰对结果的影响。
再就是仪器的准确性也很重要，如果仪器不准，就像秤不准称出来的重量肯定有问题一样，那测出来的光谱数据就可能有偏差，算出来的二氧化硅含量也就不准啦。
红外检测二氧化硅含量过程的几点探讨
红外检测二氧化硅含量过程的几点探讨周小平【摘要】随着检测技术的进步,粉尘中二氧化硅含量的检测,也由原来操作步骤繁琐的化学法——焦磷酸法,转变成操作简单的红外光谱法。
通过先进的红外光谱法对煤矿粉尘检测,从中总结了一些检测经验。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2011(000)021【总页数】1页(P57-57)【关键词】二氧化硅含量;红外光谱法;经验【作者】周小平【作者单位】河北冀南矿业安全检测检验有限公司,河北邯郸056000【正文语种】中文【中图分类】TQ231.22目前随着检测技术的不断更新，在煤矿粉尘中二氧化硅含量中，红外光谱法在河北省已经完全取代了焦磷酸法，通过不断地对检测过程中存在问题的解决，积累了一些相应的检测经验。
1）检测时出现锯齿形图谱，如下图：众所周知，红外光谱法检测二氧化硅含量，主要是具有相同振动频率的红外线通过分子时，激发该分子的振动转动能级由基态能量跃迁到激发态，从而引起特征性吸收谱带，但是如果外部光线射入样品室，干扰了光源，或本身机器的不稳定，都会使呈现的图谱呈锯齿状，出现这种现象，可以通过重新关合样品室和重新稳定红外光谱仪解决，使之出现正常图谱，如下图：2）水泥尘的检测，对于水泥尘中游离二氧化硅的含量，可以说微乎其微。
由于水泥尘中主要是硅酸盐形式存在，而并非是以游离态存在，所以在红外光谱图中，游离二氧化硅的几个特征峰处未出现谱峰，如下图：通过实验，在水泥尘中添加标准石英，可以发现所得图谱在游离二氧化硅在800cm-1处出现特征峰，见下图，这点充分说明单纯的水泥尘中，没有出现特征峰并不是由于其它物质的干扰，而使特征峰发生偏移。
3）在这几年检测中，岩尘的二氧化硅含量并不是一定大于煤尘或者是半煤岩，对于不同地区和不同水平的影响，往往是不可忽视的，有的情况下，半煤岩中的二氧化硅含量要大于岩尘。
4）温湿度的影响，根据检测要求，检测温度应在18～26℃，相对湿度在50%以下，总体来说湿度对检测是否顺利完成要比温度影响要大得多，如果检测时的湿度太大，由于溴化钾的吸湿性较强，会在很短时间就使压制的锭片吸收大量水分，致使锭片变得模糊而使检测结果的可靠性大大降低，因此在检测过程中，无论相对湿度大或小，都应合理控制检测速度。
二氧化硅的红外光谱特征研究
二氧化硅的红外光谱特征研究1引言二氧化硅是建筑材料的基石，化学式为SiO2，在自然界分布很广，种类繁多，如石英、石英砂、水晶、玛瑙、蛋白石、白炭黑等。
随着科学技术不断发展，现在出现了很多人工合成的二氧化硅，如纳米二氧化硅、二氧化硅乳液、介空二氧化硅等。
而且不同的二氧化硅具有不同的作用，如石英、石英砂，用来制造石英玻璃；纳米二氧化硅用来制造陶瓷材料、涂料、粘接剂、防水材料等［1］。
红外光谱的产生源于物质分子的振动，不同的物质分子具有不同的振动频率可形成不同的红外光谱图，故红外光谱又被称为物质分子的“指纹图谱”。
根据被测样品红外光谱的特征峰进行对比分析，可以作为物质识别和比较的重要依据。
傅里叶变换红外（FTIR）光谱法具有操作简单、快速灵敏、重复性好和成本低等优点，可作为二氧化硅的一种定性、快速的检测技术。
本文分析研究了八种不同来源的二氧化硅样品，寻找二氧化硅在其红外特征谱中的反映，比较其红外光谱的异同，提供最直接有效的鉴别方法，为人们在建筑材料上开发、研究及选用合适的二氧化硅提供理论指导。
2实验2.1实验仪器红外光谱在Nexus型傅立叶变换显微红外光谱仪上进行。
KBr 压片法制样，KBr 分束器，DTGS KBr 检测器，分辨率：4 cm-1，扫描次数：64，测试范围4000～400 cm-1。
2.2样品白炭黑（自制）、纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）、二氧化硅乳液（自制）。
3结果与讨论3.1 白炭黑的红外光谱白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑化学式SiO2.nH2O 即水合二氧化硅。
图 6 为白炭黑（由稻壳，按文献［4］方法制备）的红外光谱，由图可见，1095 cm-1强而宽的吸收带是Si-O-Si 反对称伸缩振动峰，798 cm-1、466 cm-1 处的峰为Si-O键对称伸缩振动峰，3450 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1638 cm-1附近的峰是水的H-O-H 弯曲振动峰，955 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰。
红外光谱内部专业培训资料
谱图解析——正己烷
这是指纹区，这一段区间的吸 收有很多的因素，很难解释。 不管多么复杂，利用参考谱图 进行比对，即可对样品进行定 性判断。
谱图解析——正己烷
当四个或更多的CH2基 团在一根链上， 720±10 cm-1是CH2基 团的摇摆振动。
谱图解析——2,3-二甲基丁烷
2,3-二甲基丁烷 与正己烷相比，这两个化合 物均有CH3和CH2基团；而环 己烷却仅有CH2基团。
谱图解析——2,3-二甲基丁烷
指纹区：在这个区域与标准谱比 较即可对该样品定性，注意这个 样 品 没 有 7 2 0 cm-1 的 CH2 的 摇 摆 振动峰。
谱图解析——1-己烯
1-己烯 你能分辨出哪一个峰是双键峰？ （提示：与己烷峰比较即可得出 结论）。
谱图解析——1-己烯
3080cm-1, 是＝CH2反对称伸 缩 振 动 峰 。 在 3 0 0 0 cm-1 以 上 有吸收峰，表面有不饱和基团 存在（双键或炔烃或芳烃）。
切趾
旁瓣
FT-IR: 基本原理 ...
切趾 旁瓣峰引起峰强度的变化，旁瓣峰削弱了主峰的强度
切趾来减小旁瓣峰的强度 牺牲 分辨率
这意味：切趾函数的选择取决于所需的分辨率
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
带宽
HeNe激光信号也用来控制干涉图数据的采集
波长: 632 nm
在激光正弦波过零点 时采集数据。
谱图解析——1-己烯
9 9 3 cm-1, 是 = CH2的 面 扭 曲 振动，只有单取代或反式双 键有此振动，该振动峰必须 有两个反式的H存在；顺式 双键有一个不同的面弯曲振 动峰。
没有信号
检查动镜扫描灯 : 闪绿灯 ? 不，是红灯
二氧化硅的红外光谱特征研究
二氧化硅的红外光谱特征研究1 引言二氧化硅是建筑材料的基石，化学式为SiO2，在自然界分布很广，种类繁多，如石英、石英砂、水晶、玛瑙、蛋白石、白炭黑等。
随着科学技术不断发展，现在出现了很多人工合成的二氧化硅，如纳米二氧化硅、二氧化硅乳液、介空二氧化硅等。
而且不同的二氧化硅具有不同的作用，如石英、石英砂，用来制造石英玻璃；纳米二氧化硅用来制造陶瓷材料、涂料、粘接剂、防水材料等[1]。
红外光谱的产生源于物质分子的振动，不同的物质分子具有不同的振动频率可形成不同的红外光谱图，故红外光谱又被称为物质分子的“指纹图谱”。
根据被测样品红外光谱的特征峰进行对比分析，可以作为物质识别和比较的重要依据。
傅里叶变换红外(FTIR)光谱法具有操作简单、快速灵敏、重复性好和成本低等优点，可作为二氧化硅的一种定性、快速的检测技术。
本文分析研究了八种不同来源的二氧化硅样品，寻找二氧化硅在其红外特征谱中的反映，比较其红外光谱的异同，提供最直接有效的鉴别方法，为人们在建筑材料上开发、研究及选用合适的二氧化硅提供理论指导。
2 实验2.1实验仪器红外光谱在Nexus型傅立叶变换显微红外光谱仪上进行。
KBr压片法制样，KBr分束器，DTGS KBr检测器，分辨率：4 cm-1，扫描次数：64，测试范围4000～400 cm-1。
2.2样品白炭黑（自制）、纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）、二氧化硅乳液（自制）。
3 结果与讨论3.1白炭黑的红外光谱白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑化学式SiO2.nH2O 即水合二氧化硅。
图6为白炭黑（由稻壳，按文献[4]方法制备）的红外光谱，由图可见，1095 cm-1强而宽的吸收带是Si-O-Si反对称伸缩振动峰，798 cm-1、466 cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动峰，3450 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1638 cm-1附近的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，955 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰。
二氧化硅 红外光谱
二氧化硅（SiO2）是一种常见的化合物，具有广泛的应用。
在红外光谱学中，红外光谱（Infrared Spectroscopy）是一种用于分析物质分子结构和化学键的技术。
下面是关于二氧化硅在红外光谱中的一些特征：
在红外光谱中，二氧化硅通常表现为一系列强烈的吸收峰，主要出现在3000-3600 cm^-1的区域。
这些吸收峰对应于OH（羟基）振动，这是二氧化硅和其他硅氧化物中常见的结构单元。
另外，二氧化硅还表现出在1000-1250 cm^-1 和1600-1650 cm^-1 的区域出现的吸收峰。
这些吸收峰对应于硅-氧（Si-O）振动，是二氧化硅中重要的化学键。
二氧化硅的红外光谱可以提供关于其晶型的信息。
具体来说，各种结晶形式（如石英、氟化石英、水石英等）的二氧化硅在红外光谱中会显示不同的吸收峰。
需要注意的是，红外光谱是一种能够提供物质分子结构信息的技术，但它并不能直接确定物质的化学组成。
在分析二氧化硅或其他化合物的红外光谱时，还需要结合其他实验结果和参考数据来进行解读和确认。
二氧化硅二维漫反射红外光谱特征研究
802 cm - 1 > 812 cm - 1 > 792 cm - 1 > 806 cm - 1 > 796 cm - 1,774 cm - 1 > 788 cm - 1 > 784 cm -1 > 778 cm -1 ,
682 cm -1 > 696 cm _1 >700 cm -1 > 692 cm -1 , 465 cm -1 > 475 cm -1 &
摘要：通过漫反射红外光谱开展了二氧化硅的结构研究，并以二氧化硅的Si—0—Si不对称伸缩振动模
式(+ iSi-0-si)和Si—0—Si对称伸缩振动模式( + sSi-0-si)为对象，进一步开展了二维漫反射红外光谱研究&二
+ + )、 氧化硅的红外吸收峰有 +asSi- 0- Si - 1 - 2D (包括 1 asSi - 0- Si - 1 - A- 2S/， 175 Cm 和 1 asSi - 0- Si - 1 - B- 2S/， 171 Cm
+ (包括 + % + asSi- 0- Si - 2- 2D
1 asSi- 0 - Si- 2 - A- 2D/， 092 Cm
1 asSi- 0 - Si- 2- B- 2D/， 088 Cm
和 + 1 asSi - 0- Si - 2- C- 2D/， 086
$ % (包括 % % % Cm
+ sSi- 0- Si- 1 - 2D
对应的吸收频率包括：792 cm" 1、783 cm"1、 694 cm _1、505 cm 一1 和 477 cm 一1,和文献报道 一致［八8*。进一步研究了二氧化硅的四阶导数
使用红外光谱分析二氧化硅结构性质
使用红外光谱分析二氧化硅结构性质二氧化硅是一种常见的无机物质，其在自然界中广泛存在，如石英、水晶和硅质岩石等。
由于其独特的物理和化学性质，二氧化硅在各个领域都有重要应用。
如何对二氧化硅的结构进行分析，可以帮助我们更好地理解其性质，从而更好地应用它。
本文将介绍红外光谱在二氧化硅结构分析中的应用。
一、红外光谱及其原理红外光谱是一种用于物质分析的重要手段，它主要利用物质分子的振动和旋转能级的转移来检测物质的结构和组分。
当物质受到一定的红外辐射时，分子内部的化学键会发生吸收，并将这些能量转化为分子内部的各种振动、弯曲和拉伸等不同的运动模式。
这些运动模式的振动频率和振动形式与分子结构有关，因此可以通过红外光谱图谱来检测分子的结构。
二、红外光谱在二氧化硅分析中的应用二氧化硅分子的结构主要由硅氧化合物构成，这些化合物包含由硅和氧原子组成的不同类型的键，如SiO2键、Si-Oh键和Si-O-Si键等。
红外光谱可以检测这些键的振动方式来确定二氧化硅的结构。
1. Si-O键的振动在红外光谱图谱中，Si-O键的振动会产生一个强大的吸收峰，其波数通常在1030 cm-1到1200 cm-1之间。
这个吸收峰的强度和形状可以反映二氧化硅中Si-O 键的化学键强度和键长。
在SiO2中，Si-O键是非常强的化学键，因此在红外光谱图谱中可以观察到明显的吸收峰，表示该化学键存在且非常稳定。
2. Si-O-Si键的振动在二氧化硅晶体中，Si-O-Si键是连接硅原子的关键化学键，其强度和长度可以决定二氧化硅的物理和化学性质。
在红外光谱图谱中，Si-O-Si键的振动可以在1000 cm-1左右观察到一个弱吸收峰。
这个峰的位置和强度可以反映Si-O-Si键的化学键强度和键长，进而确定晶体中Si-O-Si键的排列方式和晶格的对称性。
3. Si-Oh键的振动Si-Oh键是二氧化硅表面的一种特殊化学键，其结构和强度可以影响二氧化硅表面的电荷分布和活性。
硅基的红外特征吸收峰
硅基的红外特征吸收峰红外光谱技术在材料科学和化学领域中具有广泛的应用，可以用于材料的表征和分析。
其中，硅基材料的红外特征吸收峰是研究的重要方面。
本文将介绍硅基材料的红外特征吸收峰的相关概念、测量方法以及在材料科学中的应用。
一、红外特征吸收峰的概念和原理红外光谱是一种探测物质分子振动和转动状态的技术。
物质分子在红外光的作用下，会发生振动和转动，这些振动和转动会导致特定的能量吸收，进而产生红外谱线。
在硅基材料中，硅–氧–硅（Si-O-Si）键是最常见的化学键，硅基材料的红外谱线主要与Si-O-Si键的振动有关。
硅基材料中常见的红外吸收峰包括硅氧拉伸振动峰、硅氧弯曲振动峰和氢氧振动峰等。
硅氧拉伸振动峰一般位于1000 ~ 1200 cm-1范围内，是硅基材料的典型红外吸收特征。
硅氧弯曲振动峰一般位于400 ~ 800 cm-1范围内，也是硅基材料的常见红外吸收峰。
而氢氧振动峰则是由于杂质或者水分子的存在而引起的特征吸收峰。
二、硅基材料红外特征吸收峰的测量方法硅基材料的红外特征吸收峰可以通过红外光谱仪进行测量。
红外光谱仪利用非色散红外光、干涉等原理，能够测量物质在红外波段的吸收光谱。
在实际测量过程中，首先需要将硅基材料样品制备成透明薄片或者固态样品片，然后将样品放入红外光谱仪中进行测量。
通过调整红外光谱仪的参数，可以获取硅基材料的红外吸收谱线。
三、硅基材料红外特征吸收峰的应用硅基材料的红外特征吸收峰在材料科学研究中具有重要意义，可以用于材料的成分分析、结构表征以及性能评估。
1.成分分析：根据红外吸收谱线的特征峰位置和强度，可以定量分析硅基材料中各种化学键的含量，从而对材料的组成进行分析。
2.结构表征：通过红外吸收谱线的特征峰形状和峰位，可以了解硅基材料的结构信息，如键长、键角等。
这有助于研究人员深入理解硅基材料的物理化学性质。
3.性能评估：红外特征吸收峰还可以用于评估材料的性能。
例如，硅氧拉伸振动峰的峰形和峰位可以反映硅基材料的结晶度和拉伸强度。
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二氧化硅的红外光谱
特征研究
二氧化硅的红外光谱特征研究
1引言
二氧化硅是建筑材料的基石，化学式为SiO2,在自然界分布很广，种类
繁多，如石英、石英砂、水晶、玛瑙、蛋白石、白炭黑等。
随着科学技术不断发展，现在出现了很多人工合成的二氧化硅，如纳米二氧化硅、二氧化硅乳液、介空二氧化硅等。
而且不同的二氧化硅具有不同的作用，如石英、石英砂，用来制造石英玻璃；纳米二氧化硅用来制造陶瓷材料、涂料、粘接剂、防水材料等⑴。
红外光谱的产生源于物质分子的振动，不同的物质分子具有不同的振动频率可形成不同的红外光谱图，故红外光谱又被称为物质分子的“指纹图谱”。
根据被测样品红外光谱的特征峰进行对比分析，可以作为物质识别和比较的重要依据。
傅里叶变换红外（FTIR）光谱法具有操作简单、快速灵敏、重复性好和成本低等优点，可作为二氧化硅的一种定性、快速的检测技术。
本文分析研究了八种不同来源的二氧化硅样品，寻找二氧化硅在其红外特征谱中的反映，比较其红外光谱的异同，提供最直接有效的鉴别方法，为人们在建筑材料上开发、研究及选用合适的二氧化硅提供理论指导。
2实验
2.1实验仪器
红外光谱在Nexus型傅立叶变换显微红外光谱仪上进行。
KBr压片法制样，KBr分束器，DTGS KBr检测器，分辨率：4 cm-1，扫描次数：64,测试范围4000〜400 cm-1。
2.2样品
白炭黑（自制）、纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）、二氧化硅乳液（自制）。
3结果与讨论
3.1白炭黑的红外光谱
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑化学式
SiO2.nH2O即水合二氧化硅。
图6为白炭黑（由稻壳，按文献⑷方法制备）
的红外光谱，由图可见，1095 cm-1强而宽的吸收带是Si-O-Si反对称伸缩振动峰，798 cm-
1> 466 cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动峰，3450 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1638 cm-1附近的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，955 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰。
其红外光谱图与文献报导一致[4]。
斗DM 3500 3000 2500 2QM 1-5® 10M 5W
WiiVt-riLiBlier cin1
图1白炭黑的红外光谱
Fig 1 FTIR of white carbon black
3.2纳米二氧化硅粉末的红外光谱
所用纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）未煅烧的样
品KBr压片红外谱图见图7所示。
由图7中可以看出样品吸收峰与二氧化硅凝胶标准谱图吻合⑸，均为SQ2.XH2O的特征峰。
1093 cm-1强而宽的吸收带是Si- O-Si反对称伸缩振动，799 cm-1、467 cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动和弯
曲振动,3449 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1637 cm-1附近的峰
是水的H-O-H弯曲振动峰，958 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰，煅烧（550C煅烧）后该处的峰消失（红外谱图见图8所示），说明煅烧过程中
Si-OH 完全缩合成Si-O-Si 键。
此外2961 cm f1、2930 cm-1、2857 cm-1等吸收峰经煅烧后也消失，这主要是由煅烧除去了有机物所致[5~7]。
AQ
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
图2未煅烧的纳米二氧化硅粉末的红外光谱
Fig. 7 FTIR of un bur ned nano meter silica powder
11U
1W
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IB
J 」L_斗_丄_重J k_丄主_丄鼻_丄
型0 3(100 7血村CO 1500 1000 SCO
图3纳米二氧化硅粉末550C煅烧后的的红外光谱
Fig. 8 FTIR of burned nano meter silica powder at 55©
3.3二氧化硅乳液的红外光谱
按文献⑹方法制备二氧化硅乳液，经洗涤、离心分离后于110 C干燥4 h, 所得白色疏松粉末经KBr压片后进行红外光谱测试，结果如图9所示，1113 cm-1附近强而宽的吸收带是Si-O-Si反对称伸缩振动，800 cm-1、473 cm-1处的峰为Si-0键对称伸缩振动峰,3 455 cm-1处的宽峰是结构水-0H反对称伸缩振动峰，1635 cm-1附近的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，972 cm-1处的峰属于Si-OH 的弯曲振动吸收峰，煅烧（700 C煅烧）后该处的峰消失（红外谱图见图10所示），说明煅烧过程中Si-OH完全缩合成Si-0-Si键。
此外2923 cm-1、2852 cm- 1等吸收峰经煅烧后也消失，这主要是由煅烧除去了有机物所致[5~7,9]0
图4二氧化硅乳液110 °C干燥4 h后红外光谱
Fig. 9 FTIR of silica latex of dring four hours at 110 C
图5二氧化硅乳液700 C煅烧后的红外光谱
Fig. 10 FTIR of burned silica latex at 700 °C
4结论
在以上所研究的不同来源的二氧化硅中，每种均具有1090 cm-1附近的Si-O-
Si反对称伸缩振动峰，800 cm-1附近的Si-O键对称伸缩振动峰，470 cm-1附近的Si-O键对称伸缩振动峰，但不同来源的二氧化硅，又有各自的特征峰，这些特征峰可以很好地将它们区别开来。
因此，傅里叶变换红外光谱是快速、准确鉴别建筑材料基石二氧化硅的一种有效手段，也是鉴别其它建筑材料不可缺的一种手段。
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