FTIR原理及讲义谱图解析
FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件 (一)
FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件(一)FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件简介FTIR红外光谱是一种常用的物质分析方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本文介绍FTIR红外光谱的原理和图谱解析方法。
一、红外光谱原理FTIR红外光谱的原理是基于物质分子振动的吸收和散射行为。
当分子中的化学键振动时，将会吸收红外光谱区域的能量，产生特定的吸收峰。
FTIR光谱分析仪通过红外光源和可变波长的光学器件将可见光波长转化为红外波长，使其能够与物质的振动共振。
经过物质样品后，经过红外光谱检测器，将该区域的光强度转换为物质光谱图。
二、FTIR光谱图谱解析方法1.波数和吸收峰FTIR光谱图中，横坐标为波数，纵坐标为吸收率或透过率。
不同物质的振动特性存在差异，因此所产生的吸收峰位置也不同。
FTIR光谱图分析可以通过峰的波数来推断物质中的官能团，并可定性或定量分析样品中成分的存在。
2.峰形及其宽度FTIR光谱图中峰形和宽度提供了有关振动模式和分子结构的信息。
当样品存在着两种或更多种不同类型的化学键时，产生的峰可能是峰形尖锐的或不对称的，而单一类型的化学键则产生峰形较为平缓的吸收峰。
3.吸收强度FTIR光谱中吸收强度是定量分析制备样品中成分存在的重要指标，吸收峰强度和峰的面积可用于计算样品中成分的含量。
吸收因素可能包括洗涤和处理的语句、溶剂效应、仪器信噪比等因素。
4.干扰峰物质在FTIR光谱测试过程中，可能会产生应力、化学作用、示谐频和空气湿度等干扰峰。
为了避免这些因素影响光谱数据，应采取适当的标准条件、仪器校准等措施来进行分析，避免由于干扰而得到错误的结果。
结语FTIR红外光谱分析是一种重要的化学分析技术。
理解FTIR红外光谱的原理和图谱解析方法，能够帮助我们准确、敏捷地进行样品分析。
红外吸收光谱分析法FTIR
光谱解析难度大
红外光谱的复杂性较高，需要专业的 知识和技能进行解析，对分析人员的 要求较高。
仪器成本高
FTIR仪器的制造成本较高，使得其普 及和应用受到一定限制。
测试时间较长
与一些其他分析方法相比，FTIR的测 试时间可能较长，需要更多的时间来 完成分析。
未来发展前景
提高检测灵敏度和分辨率 通过改进仪器性能和技术，提高 FTIR的检测灵敏度和分辨率，使 其能够更好地应用于微量样品和 高精度分析。
环境监测
FT-IR可以用于环境监测领域， 如气体分析、水质分析、土壤
分析等。
02 ftir仪器组成
光源
光源是红外傅里叶变换红外光 谱仪（ftir）中的重要组成部分， 负责提供足够能量和合适波长 的红外辐射。
常见光源有硅碳棒、陶瓷气体 放电灯、远红外激光等。
光源的选择直接影响ftir的灵敏 度和分辨率，因此需要根据实 验需求选择合适的光源。
小型化和便携化 为了方便现场快速检测和实时监 测，FTIR仪器的小型化和便携化 成为一个重要的发展方向。
拓展应用领域 随着FTIR技术的不断成熟和普及， 其应用领域将会进一步拓展，包 括生物医学、环境监测、食品安 全等领域。
智能化和自动化 通过引入人工智能和自动化技术， 实现FTIR分析的智能化和自动化， 提高分析效率和准确性。
基频峰
分子振动能级跃迁产生的谱线，是红外光谱中最 强的峰。
特征峰
与分子中特定化学键或振动模式对应的峰，可用 于鉴定化合物结构。
谱图解析方法
峰位置分析
通过分析峰的位置，确定特定化学键或基团的存在。
峰强度分析
通过分析峰的强度，了解分子中特定化学键或基团的相对含量。
峰形分析
气相色谱——傅里叶变换红外光谱联用技术(GC-FTIR)ppt课件
14
+ 由GC-FTIR数据重建这种色谱图的方法主要有两种类型： 一种是吸收重建，即将数据采集过程中的全窗口吸收或 某个窗口吸收对数据点进行积分，由此而重建的色谱图源自能 全 面 反 应 色 谱
不 能 实 时 检 查
流
出
情
况
15
+ 干涉图重建，即Gram-Schmidt重建色谱图
③为使样品在光管中保持气态，至少要使光管保持与色 谱柱相同的温度。光管温度越高，光能量损失越大。
8
冷冻捕集接口优点：高信噪比，低检测限： ①基体隔离技术，由于样品分子在液体氩带上以斑点方式隔 离存在，既没有分子间的相互作用又没有分子转动，所以谱 峰尖锐，强度高。
②检测限高。一般样品的检测限在100-200pg之间，对于强 吸收样品，其检测限达到10-50pg。
25
+ 随着GC-FTIR联用技术的不断发展和完善，目前它已成为 复杂有机混合物定性、定量分析的有效手段，在环保、医 药、化工、石油工业、食品、香料和生化等领域得到了广 泛的应用。
+ 复杂香精油的分析 + 香料香精是日化产品中的必备原料，其组分复杂、含有同
分异构体。用GC-FTIR联用技术可将一个复杂香精油含有 的组分一一分离，并可以对每个组分进行定性定量分析。
4
+ “接口”是联用系统的关 键部分，GC通过接口实现 与FTIR间的在线联机检测。 目前商品化的GC-FTIR接 口有两种类型，光管接口 和冷冻捕集接口。
1、光管 光管是作为GC-FTIR接口 的光管气体池的简称，是 目前应用最广泛的接口
5
6
+ 冷冻捕集接口又称低温 收集器
+ 冷冻捕集接口的关键部 分是冷盘。据文献资料 介绍，冷盘直径100mm， 厚6mm，此盘被置于 1.3×10-4Pa（1×106Torr）的真空舱内，借 助于氦冷冻机将其保持 在12K左右。
傅里叶 变换红外(ftir)光谱
傅里叶变换红外(FTIR)光谱是一种常用的分析技术，它通过分析物质在红外光谱范围内的吸收和散射特性，来研究样品的成分、结构和性质。
本文将从以下几个方面对傅里叶变换红外光谱进行介绍和解析。
一、傅里叶变换红外光谱原理简介傅里叶变换红外光谱是利用物质分子对红外光的吸收和散射特性来研究其结构和成分的一种技术。
当物质分子受到红外光的激发时，会发生特定振动和转动，这些振动和转动对应了物质分子内部的特定结构和键的存在。
傅里叶变换红外光谱仪利用光源产生的连续光通过样品后，得到经过样品吸收、散射后的光信号，并使用傅里叶变换算法将这些信号转换成详细的光谱图像。
通过解析这些光谱图像，可以获得样品中存在的各种成分的信息，包括它们的分子结构、官能团和键的类型、含量等。
二、傅里叶变换红外光谱的应用领域傅里叶变换红外光谱广泛应用于化学、材料、制药、生物、环境和食品等领域。
在化学领域，它常被用来鉴定有机化合物的结构、功能团的存在和含量，以及分子之间的相互作用；在材料领域，它常被用来研究材料的成分、性能和结构变化；在制药领域，它常被用来分析药品的成分和质量；在生物领域，它常被用来研究蛋白质、多糖等生物大分子的结构和功能。
三、傅里叶变换红外光谱的特点和优势傅里叶变换红外光谱具有快速、准确、非破坏性等特点。
相比传统的红外光谱技术，傅里叶变换红外光谱仪具有更高的光谱分辨率和灵敏度，可以检测到更低浓度的样品成分，还能够通过多种光谱技术的组合来获得更多细致的信息。
傅里叶变换红外光谱技术还可以与其他分析技术相结合，如拉曼光谱、质谱等，扩大了其应用范围和分析能力。
四、结语傅里叶变换红外光谱技术作为一种强大的分析工具，为科学研究和工程实践提供了重要的支持。
随着技术的不断发展，傅里叶变换红外光谱将在更多领域发挥其作用，为人们的生活和工作带来更多便利和科学发现。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术是一种非常重要的分析技术，在许多领域都有着广泛的应用。
FTIR工作原理
FTIR⼯作原理红外光谱分析法实验讲义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。
⼀、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。
Fourier变换红外光谱仪的内部结构：Nicolet公司的A V ATAR 360 FT-IRFourier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，通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。
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。
Michelson⼲涉仪⼯作原理：仪器的核⼼部分是Michelson⼲涉仪，如图：M1和M2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（beam-splitters），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。
红外吸收光谱分析法FTIR
AX 3型分子
~ 1450cm as
1
红CH外吸3 收光谱分析法FTIR
3．基频峰与泛频峰
a）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从 基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰 （即υ=0 → 1产生的峰）
1 L
➢ 基频峰的峰位等于分子的振动频率 ➢ 基频峰强度大——红外主要吸收峰
红外吸收光谱分析法FTIR
2）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的 振动
AX 2型分子
CH2 ~ 1250cm1
红外吸收光谱分析法FTIR
3．变形振动： 1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时
变大
AX 3型分子
s CH 3
~ 1375cm1
2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不
同时变大或减小
AX 3型分子
as CH 2
~
2925cm1
~ 2960cm as
1
红外吸收光谱分CH析法3 FTIR
二、 弯曲振动（变形振动，变角振动）： 指键角发生周期性变化、而键长不变的振动
1．面内弯曲振动β： 弯曲振动发生在由几个原子构成平面内
1）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭
AX 2型分子
数k 越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收带将出现在高
波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。 (3）谱带形状（absorption bands shape) 分析的化合物越纯，吸收谱带
对波数或波长的曲线，即红外光谱。
红外吸收光谱分析法FTIR
1 红外吸收光谱分析
一、红外光的分区
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波称为红外线。
tAFTIR原理及谱图解析
光程差
2vt
v 动镜移动速率(cm/sec) t 时间(sec)
得到的AC组分I’（）：就是所谓的干涉图。
FT-IR: 基本原理 ...
动镜
HeNe激光用来控制动镜的位置。
单色光束
波长为632.8 nm
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图（非单色光）
多色光源（例如中红外的Globar光源或近红外的钨灯），许多连续波数（即频率 ）的光同时发射
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图（以单色光说明）
因为动镜以一定的速度（）移动，检测器上得到的信号是正弦波信号。
I ' ( ) B(){1 cos(2 / )}
I ' ( )
光束强度
B()
在波数光源经过仪器调制后（分束器效率、检测
器和放大器的响应）的强度
波数 1/
Bruker光谱仪
谱图解析——正己烷
正己烷 最常见的有机化合 物。
谱图解析——正己烷
这个样品是液体样品，夹在两个KBr 窗片之间得到的谱图。从谱图上来看 ，这个化合物的红外吸收峰比较宽， 表明该化合物是一个饱和化合物。由 于饱和化合物有很多低能量的构象， 每一种构象吸收峰的位置有一定的差 异，谱峰的加宽是由于不同构象的峰 叠加而成的。
FT-IR: 基本原理 ...
技术局限
事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制
技术限制: 只是测试整个谱图范围的一 部分
分辨率受到限制
采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光)
得到的干涉图不是对称的
相应问题:
旁瓣峰 牺牲谱图的分辨率
带宽限制 有折叠可能 尖桩篱栅效应 相位问题
ftir测试原理
ftir测试原理FTIR测试原理FTIR（Fourier-transform infrared spectroscopy）是一种基于红外光谱的无损测试技术，常用于材料分析、化学物质鉴定和质量控制等领域。
本文将介绍FTIR测试的原理和应用。
1. 红外光谱红外光谱是指物质吸收、透射或散射红外辐射时产生的光谱。
红外辐射的频率范围为10^12 Hz至10^14 Hz，对应的波长范围为1微米至100纳米。
不同物质的分子结构和化学键会引起不同的红外吸收峰，因此通过红外光谱可以了解物质的组成和结构。
2. FTIR测试原理FTIR测试利用傅里叶变换技术将红外光谱转换为频谱图。
其基本原理是将一束连续的宽谱光通过一个干涉仪，将光分成两束，一束通过样品，另一束则绕过样品。
经过样品后，光会被吸收或散射，其红外光谱会发生变化。
两束光再次汇合后，通过干涉仪的干涉产生干涉光谱，然后通过傅里叶变换得到频谱图。
3. FTIR测试仪器FTIR测试主要使用傅里叶变换红外光谱仪。
该仪器由光源、样品室、干涉仪和探测器等部分组成。
光源通常使用红外辐射源，样品室用于放置样品，干涉仪则用于产生干涉光谱，探测器用于接收光信号并将其转换为电信号。
仪器还包括光学系统、光栅和计算机等辅助设备。
4. FTIR测试步骤（1）准备样品：将待测试的物质制备成适当的样品，如固体样品可制成片状，液体样品可倒入透明的样品室。
（2）校准仪器：对仪器进行校准，包括设置仪器参数、调整光路和进行背景扫描等。
（3）获取光谱：将样品放入样品室，启动仪器开始扫描。
仪器会自动记录光谱数据，包括吸收峰的位置和强度。
（4）数据处理：使用傅里叶变换将光谱数据转换为频谱图，可以使用专业的软件进行数据处理和分析。
（5）结果解读：根据频谱图分析样品的组成和结构信息，比对库中的光谱数据进行鉴定。
5. FTIR应用领域FTIR测试广泛应用于材料科学、化学分析、环境监测、食品安全和药物研发等领域。
FTIR基本原理ppt课件
调整附件，使得光通量最大
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查样品仓 : 光路是否有东西挡住了光路?
有 清理光路
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查最大值（峰）的位置:
FT-IR: 基本原理 ...
技术局限
事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制
技术限制: 只是测试整个谱图范围的一 部分
分辨率受到限制
采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光)
得到的干涉图不是对称的
相应问题:
旁瓣峰 牺牲谱图的分辨率
带宽限制 有折叠可能 尖桩篱栅效应 相位问题
解决方案: 采用不同的光源、分
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。
红外光谱简单介绍 ...
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
当一束红外光射到物质上，可能发生：吸收、透过、反射、散射或者 激发荧光（即拉曼效应）。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
不同波段的光连接起来构成成了整个光谱范围。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
光的辐射可以看作是波的运动，波长是两个连续峰之间的距离。
傅里叶变换红外光谱仪FTIR简介PPT课件
第20页/共32页
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） 。
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FT-IR简介 四、实例与图谱分
第27页/共32页
FT-IR简介 四、实例与Байду номын сангаас谱分
析-正己烷
在1375±10cm-1，是CH3对称弯曲 振动（也叫“伞”弯曲振动）吸收 峰位置，这个峰通常时很有用的， 因为这个峰比较孤立，比较环己烷 的谱图，最大的差异就是在环己烷 谱图中没有CH3基团的对称弯曲振 动峰。
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FT-IR简介 四、实例与图谱分
第14页/共32页
FT-IR简介
4.液体池法
液体样品诸如不同规格和材料的液体池进行 分析。池的厚度在0.01-1mm之间，池材料由 KBr、NaCl等构成。样品为水溶液时，可选用 对水不溶解的KRS-5、AgCl窗片。由于液体池 的拆装不甚方便，只有在使用红外光谱做定量 分析方法时才使用。
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FT-IR简介
目录
1
仪器构造和原理
2 红外样品常用制备方法
3
红外光谱的应用
4
实例与图谱分析
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FT-IR简介
一、仪器的构造和原理
1.定义：
中红外光为波长2.5-25um（或4800-400/cm）的辐 射光，它照射到样品后，可以被吸收、透射、反射、散射 或激发荧光（即拉曼效应）。分子吸收中红外光后产生振 动和转动的改变，形成红外吸收光谱图。
FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本
谱图解析——2,3-二甲基丁烷
1380和1365cm-1，是CH3”伞“形弯 曲振动峰，在正己烷中，这是一个 单峰；在2,3-二甲基丁烷中，两个 CH3 基 团 联 在 同 一 个 季 碳 上 ， 这 个 峰就裂分成双峰，表明有叔－丁基 基团存在。
谱图解析——1-己烯
2 8 6 1 cm-1， 是 CH2 对 称伸缩振动峰。
谱图解析——1-己烯
1821cm-1（红色），是=CH2 面弯曲振动，这是909cm-1处 的基频峰的倍频峰（灰色） ，倍频峰的吸收强度要比基 频峰弱得多。
谱图解析——1-己烯
1 6 4 2 cm-1 是 C=C 伸 缩 振 动 ， 一 般 来 说 ， 1640±20cm-1是顺式和乙烯基的伸缩振动 峰的位置;1670±10cm-1是反式、叔碳、季 碳取代的双键伸缩振动峰的位置。反式-2己烯只有一个很弱的吸收峰，这是因为内双 键伸缩仅会导致偶极矩的微小变化（近似于 对称的情况）。
频率是每秒光波通过的数目。
c
c：光在真空中的速度。
在红外中，经常使用的是波数。
1/ ：cm-1
谱图解析——正己烷
正己烷 最常见的有机化合 物。
谱图解析——正己烷
这个样品是液体样品，夹在两个KBr 窗片之间得到的谱图。从谱图上来看 ，这个化合物的红外吸收峰比较宽， 表明该化合物是一个饱和化合物。由 于饱和化合物有很多低能量的构象， 每一种构象吸收峰的位置有一定的差 异，谱峰的加宽是由于不同构象的峰 叠加而成的。
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。
FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件 (二)
FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件(二)- FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件 -FTIR红外光谱是一种非常常见的分析技术，可以用于分析样品的结构、成分以及化学反应等。
下面我们来详细了解一下FTIR红外光谱的原理及图谱解析。
一、FTIR红外光谱的原理FTIR红外光谱利用红外光与样品之间的相互作用来分析样品。
红外光是一种电磁波，其波长范围在0.78-1000微米之间，对应频率范围在1.2×10^14-3×10^11赫兹之间。
在这个频率范围内，分子之间的振动和转动会发生变化，产生特定的红外吸收峰。
因此，通过检测样品对红外光的吸收情况，可以了解样品的结构和成分。
FTIR红外光谱仪通过将红外光传入干涉仪中，然后将样品与参比样品交替放置在干涉仪路径上，使得样品与参比样品之间的干涉光谱产生变化。
这些变化被检测器检测到，并转化为光谱图。
二、FTIR红外光谱图谱解析FTIR红外光谱图谱中的吸收峰可以提供关于样品中化学键和官能团的信息。
在解析红外光谱图谱时，需要注意以下几点：1. 强度：吸收峰的强度与被分析分子中特定化学键的数量成正比。
因此，强度较高的吸收峰通常表示样品中含有较多的该化学键。
2. 位置：吸收峰的位置与化学键的类型有关。
例如，C-H键的吸收峰通常出现在3000-2800 cm^-1之间，而C=O键的吸收峰通常出现在1750-1650 cm^-1之间。
3. 形状：吸收峰的形状可以提供有关样品中化学键的信息。
例如，对称拉伸振动和非对称拉伸振动通常会产生不同形状的吸收峰。
4. 峰的数量：吸收峰的数量可以提供关于样品中化学键数量的信息。
例如，酸和醇通常会产生多个吸收峰，因为它们含有多个化学键。
通过对FTIR红外光谱图谱的解析，可以了解样品中化学键和官能团的类型和数量，从而对样品进行分析和鉴定。
以上就是FTIR红外光谱原理及图谱解析的完整版本课件。
希望对大家了解FTIR红外光谱有所帮助。
ftir测试原理
ftir测试原理FTIR测试原理是一种常用的光谱分析技术，全称为傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy）。
它通过测量样品在红外波段的吸收光谱，来确定样品的化学组成和结构信息。
FTIR测试原理基于分子吸收红外辐射的特性，通过将样品暴露在红外光源下，然后测量经过样品后的光强度变化，从而获得样品的红外光谱图。
FTIR测试原理的关键是利用傅里叶变换将时域光信号转换为频域光谱图。
在FTIR仪器中，经过样品的光信号会被分解成不同频率的光成分，这些光成分经过检测后被转换为强度与频率的关系图。
通过对这个图像进行傅里叶变换处理，就可以得到样品的红外光谱。
FTIR测试原理的基本步骤如下：1. 光源：FTIR仪器中通常使用红外光源，产生红外光辐射。
2. 干涉仪：将红外光分为参考光和样品光，通过干涉仪将两束光线进行干涉。
3. 采集：将样品光传至采集装置中，然后通过光谱仪测量光的强度。
4. 处理：将采集到的光强度数据进行傅里叶变换，得到样品的红外光谱图。
5. 分析：通过分析红外光谱图，确定样品的化学组成和结构信息。
FTIR测试原理的优势在于它能够提供大量的化学信息，对于许多样品的分析具有广泛的适用性。
通过FTIR测试，可以确定有机物和无机物的化学结构，识别分子中的官能团，检测样品中的杂质或污染物，以及分析样品的纯度等。
与传统的红外光谱仪相比，FTIR测试具有更高的灵敏度和分辨率。
它能够提供更详细的红外光谱信息，使得样品的分析结果更加准确可靠。
此外，FTIR测试还具有快速、非破坏性和无需样品前处理等特点，使得它在实际应用中具有广泛的应用前景。
然而，FTIR测试也存在一些限制。
首先，它对样品的要求较高，需要样品能够吸收红外光。
其次，FTIR测试对于水分的吸收很敏感，因此在测试过程中需要注意去除水分的影响。
此外，FTIR测试在测试有机物时可能会受到碳酸盐的干扰，需要进行适当的样品处理。
FTIR红外光谱原理及图谱解析
红外光谱仪结构及工作原理
结构
红外光谱仪主要由光源、干涉仪、样品室、检测器、数据处理系统等部分组成。其中， 干涉仪是核心部件，用于将光源发出的光分为两束，分别经过反射镜反射后再汇合产生
干涉现象。
工作原理
红外光谱仪采用傅里叶变换技术，通过对干涉图进行傅里叶变换得到红外光谱图。当样 品置于干涉仪中，红外光经过样品后，携带了样品的吸收信息。这些信息经过检测器接
FTIR红外光谱原理及图谱 解析
汇报人：XX
目录
• 红外光谱基本原理 • FTIR技术与应用 • 图谱解析方法与技巧 • 常见样品类型图谱解析举例 • 实验操作注意事项与故障排除 • 总结与展望
01
红外光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基本原理
红外光谱定义与特点
定义
红外光谱（Infrared Spectroscopy ，IR）是研究物质在红外光区（波长 范围约为0.78-1000μm）的吸收和 发射特性的光谱学分支。
FTIR在各个领域应用现状
材料科学
用于研究材料的化学组成、晶体 结构、相变过程等，如无机材料 、金属材料、纳米材料等。
环境科学
用于大气、水体、土壤等环境样 品中污染物的定性和定量分析， 如有机污染物、重金属离子等。
01
化学领域
用于有机化合物、高分子材料等 的结构鉴定和定量分析，如官能 团识别、化学键类型判断等。
02
03
生物医学
用于生物大分子（如蛋白质、核 酸等）的结构分析、药物与生物 大分子的相互作用研究等。
04
FTIR技术发展趋势
高分辨率技术
进一步提高FTIR光谱的分辨率，实现对复杂 样品更精细的分析。
多模态联用技术
借助人工智能和机器学习等技术，实现FTIR 光谱的自动解析和智能识别，提高分析速度
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理论上，我们可以从-到+范围，得到一张 完整谱图，而且可以任何分辨率
相应的谱图
B ( ) =
I ( ) c o s 2 d
为了满足上述要求，我们必须做到： 1. 动镜的移动距离可以无限远； 2. 数据采样间隔无限小。
FT-IR: 基本原理 ...
技术局限
事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制
Optic Setup and Service
Interferometer/AQP
Absolute Peak Position
检查扫描范围 (Check signal 对话框): 显示在合适的范围内? 不
用箭头改变扫描范围，使得干涉图的最大值（峰）在显示范围内。
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
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
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。
带宽: 31,600 cm-1
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
Nyquist采样条件 任何谱图数据的采集的采样频率必须等于或大于谱图带宽的两倍。
如果不满足上述条件，就会出现假峰。
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
尖桩篱栅效应
谱图是根据ADC得到的干涉图经过傅立叶变换得到的。 在干涉图测试数据点之间，我们必须进行数学插值。 这个过程，透光率的准确度受到影响。
FTIR原理及谱图解析
精品
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
当一束红外光射到物质上，可能发生：吸收、透过、反射、散射或者 激发荧光（即拉曼效应）。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
不同波段的光连接起来构成成了整个光谱范围。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
光的辐射可以看作是波的运动，波长是两个连续峰之间的距离。
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
尖桩篱栅效应
为了避免尖桩篱栅效应，在FT变换之前必须在干涉图的尾部增加强度值 为0的数据点，这个过程就是所谓：充零。
FT-IR: 基本原理 ...
测试
打开测试窗口
或
Measure ...Measurement
调入实验参数文件
或
设置参数
Check signal 采集背景
折叠
为了避免假峰，必须满足 Nyquist采样条件。
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干涉图数据的采集
Nyquist采样条件 任何谱图数据的采集的采样频率必须等于或大于谱图带宽的两倍。
我们是采用激光来控制采样间隔，因为激光的波长为632.8nm，最大测试 波长为31,600cm-1.
632.8nm/2=316.4nm 31,600cm-1
干涉图（以单色光说明）
因为动镜以一定的速度（）移动，检测器上得到的信号是正弦波信号。
I'()B ()1 { co 2 s/ ()}
I ' ( )
光束强度
B()
在波数光源经过仪器调制后（分束器效率、检测
器和放大器的响应）的强度
波数 1/
光程差
2vt
v 动镜移动速率(cm/sec)
t 时间(sec)
得到的AC组分I’（）：就是所谓的干涉图。
到样品
红外光
源发出 的光束
在干涉仪的出口，两束有光程差的光发生干涉，然后到样品。
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干涉仪（单色光说明）
干涉仪
动镜移动距离为n/2 ，即光程 差为n时
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干涉仪（单色光说明）
干涉仪
动镜移动距离为n/4 ，即光程 差为n/2 时
FT-IR: 基本原理 ...
FT-IR: 基本原理 ...
动镜
HeNe激光用来控制动镜的位置。
单色光束
波长为632.8 nm
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干涉图（非单色光）
多色光源（例如中红外的Globar光源或近红外的钨灯），许多连续波数（即频率 ）的光同时发射
检测器检测得到的干涉图是每一个波数的干涉图的矢量和。
I ( ) = B ( ) c o s 2 d
Check signal
没有干涉图，只是一根直线
检查 IR 光源参数: Optic Source Setting: MIR Source
OK ? 检查IR光源: 取出光源 (警告, 光源是热的): 发光吗?
不 关闭仪器，更换光源
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问题：没有干涉图
Check signal
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谱图范围
谱图范围的选择，决定了仪器采用的光学组件
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分辨率 两个不同频率的单色光，得到的干涉图以及相应的谱图。
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分辨率
FT-IR: 基本原理 ...
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
技术限制: 只是测试整个谱图范围的一 部分
分辨率受到限制
采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光)
得到的干涉图不是对称的
相应问题:
旁瓣峰 牺牲谱图的分辨率
带宽限制 有折叠可能 尖桩篱栅效应 相位问题
解决方案: 采用不同的光源、分
束器以及检测器
切趾函数 采用光圈
满足Nyquist 采样条件
谱图充零 相位校正
采集样品信号
调整附件，使得光通量最大
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问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查样品仓 : 光路是否有东西挡住了光路?
有 清理光路
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问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查最大值（峰）的位置:
频率是每秒光波通过的数目。
c
c：光在真空中的速度。
在红外中，经常使用的是波数。
1/ ：cm-1
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红外光谱仪
每一台傅立叶变换红外光谱仪，由以下几部分构成：一个光源、一个干 涉仪（分束器是它的一部分）以及一个检测器。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光谱仪
干涉仪是红外光谱仪的心脏部件
没有信号
检查动镜扫描灯 : 闪绿灯 ? 不，是红灯
关闭OPUS-NT, 仪器关闭,
几秒钟后，重新开启仪器, 启动 OPUS-NT.
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图