最新ATRFTIR衰减全反射光谱的原理汇总
傅立叶红外光谱atr
傅立叶红外光谱atr
傅立叶红外光谱（FTIR）是材料科学、分析化学和生物医学等领域中广泛应用的一种非破坏性分析技术，特别适用于对无机、有机和生物材料进行结构与成分分析。
该技术用于研究物质的分子振动模式，可以确定样品的化学成分、亚组分、结构、纯度和完整性等相关信息，非常重要且有用。
在FTIR技术中，ATR（衰减全反射）模式通常被用于表面分析和非透明样品的检测。
ATR是利用样品与内部网格接触的近红外光波在样品与内部光纤接触处的反射来进行表面和非透明样品的分析。
ATR模式可用于测量多种样品类型，包括固体样品、粉末、薄膜、涂层、污渍、胶粘剂和液体等。
其优点在于可以快速测量，不需要预处理样品和样品表面或内部的任何修改，在许多领域中被广泛应用，例如化学、材料、生物医学、食品、环境等。
引入ATR技术不仅扩展了傅立叶红外光谱应用的范围，而且还增加了该技术的灵敏度、选择性和准确性，得到了更高的可靠性和准确性的分析结果。
总之，傅立叶红外光谱ATR技术是化学、材料科学和生物医学等领域中常用的非破坏性分析技术。
该技术可用于表面和非透明样品的分析，并能确定样品的化学成分、亚组分、结构、纯度和完整性等相关信息。
ATR技术在分析灵敏度、选择性和准确性上表现出很高的可靠性，对于加快分析速度和提高样品分析准确性具有重要意义。
ATRFTIR衰减全反射光谱的原理-精品文档22页
The 2963 cm-1 band is due to CH3 and occurs in silicones exclusively as the only alkane.
Bands 1258, 1079, 1010and 787 cm-1 are specific of silicone. Bands 2963, 2916, and2850 cm-1, which are less specific, corresponding to C-H bonds, had intensities that differed greatly in both types of compounds
How ATR Works
With ATR sampling we direct the IR beam into a crystal of relatively higher refractive index at a certain angle.
The IR beam reflects from the internal surface of the crystal and creates an evanescent wave.
ATR is used for surface analysis of solids and liquids.
ATR generally allows qualitative or quantitative analysis of samples with little or no sample preparation which greatly speeds sample analysis.
While the evanescent wave extends only 0.5-5 µm beyond the crystal surface and into the sample.
红外光谱反射模式和atr模式的区别
红外光谱反射模式和atr模式的区别
红外光谱反射模式和ATR（全反射衰减）模式是红外光谱中
两种常见的实验方法。
它们在样品准备和测量原理上有一些区别。
1. 样品准备：
- 反射模式：在反射模式下，样品通常是固态或液态，并直
接放置在反射表面上，如金属或晶体窗口。
- ATR模式：在ATR模式下，样品通常是固态或液态，并直接接触ATR晶体（通常是钠化钾晶体）的表面。
样品不需要
特殊的准备，因为ATR晶体可以直接接触样品。
2. 测量原理：
- 反射模式：在反射模式下，红外辐射从光源通过样品反射
回来，被探测器测量。
反射光谱可以提供关于样品表面的信息，如吸收强度和振动模式。
- ATR模式：在ATR模式下，红外辐射经由ATR晶体入射，在晶体与样品接触的区域发生全反射，并进一步与样品相互作用。
然后，红外辐射进入ATR晶体并被探测器测量。
ATR光
谱提供了有关样品表面和深层结构的信息，如吸收峰形状和宽度。
3. 优势和应用：
- 反射模式：反射模式可以用于对固态和液态样品进行非破
坏性的测量，适合于光谱库比对和表面分析。
- ATR模式：ATR模式适用于液态和固态样品的快速测量，
尤其对不透明、粘稠或小体积的样品有优势。
ATR光谱可以
在无需样品准备和预处理的情况下，提供更高的灵敏度和分辨率。
总的来说，红外光谱反射模式和ATR模式在样品准备和测量原理上有所不同，适用于不同类型的样品和分析需求。
选择适当的模式取决于样品类型、表面特性和分析目的。
ATR-FTIR表面感光技术原理
2.1ATR-FITR表观技术原理
引入表观衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术（surface-sensitive attenuated total reflection Fourier transform infrared technique (ATR-FTIR)）是为了做物质表面复合形式的原位光谱识别。
测量接触样品的红外光束产生的全内反射光束的变化（图5）。
红外光束以给定的角度入射，然后其内部反射产生了一个消散波
（evanescent wave），消散波会穿透晶体表面进入与其接触的样品内部。
因此，在红外光照射的地方样品吸收能量，波将会改变，到达探测器将产生描述这一变化的频谱。
为了使ATR-FTIR得到正确的结果，下述条件必须满足：1、样品必须直接与ATR晶面接触，因为消散波仅穿透晶面0.5μ-5μ；2、晶体的折射率必须明显大于样品，否则内反射将不会出现且光线将不仅仅是晶体中的内反射。
其中λIR是IR光的波长；n1是晶体折射率，此处为ZnSe的折射率2.4；n2是样品折射率，此处是用Millipore水制成的溶液的折射率1。
是入射角，在这是60°；N是反射数，在这是4；b是总路径长，在这是3.51μm；d p是穿透深度，在这是0.88μm。
短路径长度需要能减去光谱中的水信号来显示水中溶质的信号。
傅里叶变换红外光谱atr测定聚苯乙烯薄膜
傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种非常重要的分析技术，特别是在化学和材料科学领域。
今天，我们将重点讨论傅里叶变换红外光谱在聚苯乙烯薄膜测定中的应用。
1. 聚苯乙烯薄膜的特性聚苯乙烯（Polystyrene，PS）是一种常见的塑料，具有轻质、刚性和良好的化学稳定性等特点，因此被广泛应用于包装、建筑材料、电子产品等领域。
而其在薄膜形式下，其特性更加突出和重要。
2. 傅里叶变换红外光谱技术傅里叶变换红外光谱技术是通过测量样品对不同波长红外光的吸收或散射来分析样品的化学成分和结构信息的一种方法。
这种技术具有高灵敏度、分辨率高、操作简便的特点，是目前最常用的红外光谱分析方法之一。
3. ATR技术在傅里叶变换红外光谱中的应用傅里叶变换红外光谱中的ATR（Attenuated Total Reflection，衰减全反射）技术是一种样品准备方法，通过将样品直接放置在ATR晶体上，使样品与ATR晶体之间的光出现全反射，从而增强了光谱信号，提高了信噪比，使得对吸收带的测定变得更为容易。
4. 傅里叶变换红外光谱ATR测定聚苯乙烯薄膜的优势对于聚苯乙烯薄膜这种透明性较好的样品，使用ATR技术能够避免传统KBr压片的不足之处，测定的结果更加准确和可靠。
傅里叶变换红外光谱技术可以提供聚苯乙烯薄膜的化学成分、功能基团及其含量等详细信息，为进一步应用提供重要参考。
5. 个人观点和理解在我看来，傅里叶变换红外光谱ATR测定聚苯乙烯薄膜的实际应用中，我们需要充分利用这一技术的优势，结合聚苯乙烯薄膜的特性，深入研究其结构和性能，为其在包装、电子产品等领域的应用提供更专业、精准的支持。
总结而言，傅里叶变换红外光谱ATR测定聚苯乙烯薄膜是一种非常重要的分析方法，它可以为我们提供详细的化学信息和结构特征，为聚苯乙烯薄膜的应用提供有力的支持。
希望未来能够深入挖掘这一技术在材料领域的更广阔应用前景。
衰减全反射(ART)
a: liquid detergent, formulation P : b: liquid detergent, formulation I : alcohol diluent + dispersant
Spectroscopic Creativity
应用
油漆鉴定
Variable Angle ATRMax 45ºZnSe crystal
临界角 (II)
临界角：
这里: c = sin-1 (ns/nc) nc = 晶体的折射率 ns = 样品的折射率
Spectroscopic Creativity
入射角
入射角是指红外光进入ATR晶体时的角度。 它必须大于导致红外光在晶体内部反射的临界角 （高折射率的晶体均有较大的临界角）
它影响反射次数和红外光的吸收率 它影响穿透深度
MIRRORS TO DETECTOR
Spectroscopic Creativity
Basic Theory (IV)
ATR
– 实验应考虑的因素
折射率 临界角 入射角 穿透深度 • • • • 反射次数 有效光程 样品表面 晶体材料
• • • •
Spectroscopic Creativity
折射率
折射率光线在真空中的速度与在介质中的速 度之比 。ATR晶体的折射率影响着红外光的入射 角和穿透深度
Spectroscopic Creativity
临界角(I)
临界角是晶体和样品折射率的函数，它决定 了晶体入射角的范围。因为ATR工作时其入射角 一定要大于临界角。
Spectroscopic Creativity
Spectroscopic Creativity
傅里叶红外光谱atr模式
傅里叶红外光谱atr模式傅里叶红外光谱（FTIR）技术是一种广泛应用于化学、药物、材料等领域的光谱学技术。
其中的ATR（全反射法）模式可非常有效的测量固体、半固体和液体样品。
ATR技术利用的是光的全反射现象，在ATR晶体表面形成电磁场，这个电磁场将样品所需的吸收相位通过伏安扫描变化转化为一个光谱。
相比于传统的透射模式，ATR具有样品准备简单、不需要稀释、不易挥发、减小散射和反射的优点。
本文将详细介绍FTIR-ATR模式。
FTIR-ATR分析模式的原理ATR基本原理ATR技术中，样品直接接触ATR晶体表面，利用红外光在ATR晶体表面和样品之间的全反射现象来强制发生光学吸收，测得样品的光谱。
ATR吸收光谱是根据样品与ATR表面之间形成的不均匀电磁场而产生的。
与透射法相比，ATR技术对样品制备没有要求和限制，便于直接观察食品成分和制备的药物等具有广泛应用前景。
FTIR-ATR光谱仪采用ATR样品夹，它是由ATR晶体（如锑化锂、氟化氢、锑化汞、碳化硅等）与样品接触的样品夹。
样品夹是是一个像钳子的小工具，用于夹住待测试的样品。
样品夹在距ATR晶体较远的地方有一个透镜，透过样品夹的透镜以固定角度向ATR晶体发射光。
ATR晶体将光缩减到一个微小的区域，并使其沿大体具有固定角度的表面发射。
样品夹上的样品直接浸入缩小的光束中，光可以穿过固态，液态和气态样品，使ATR技术具有非常广泛的适用性。
FTIR-ATR光谱仪具有分辨率高、稳定性好、检测灵敏度高、检测速度快等优点。
其中分辨率可以达到0.5cm^-1。
FTIR-ATR技术可以非常有效地测量固体、半固体和液体样品。
样品的准备在进行FTIR-ATR分析之前，需要对样品进行准备。
对于液体样品，通常直接吸取一个较小的柿子或移液管的小滴，滴在ATR晶体表面即可，然后将样品夹靠紧管道，压实固定。
对于粉末或固态样品，可采用样品夹夹紧并压缩管道，将样品夹紧在ATR晶体表面上，压实固定。
衰减全反射ATR
衰减全反射
ATR 材料 ZnSe (硒化锌)
– – – – 光谱范围: 20,000 - 650 cm-1 强酸、强碱腐蚀 络合剂腐蚀 吸附极性和离子类物质
衰减全反射
ATR 材料 AMTIR (硒、硅和砷化玻璃)
衰减全反射 (ATR) 理论和应用
ATR使红外光谱分析多种方法中的一种， 它替代了盐片和液体透射池。可用于液体、 糊状体、粉末和一些固体的分析鉴定。
理论 (I)
ATR是红外光在高折射率棱镜里的行为（当入射 角大于临界角），在这些条件下，光束在棱镜的 表面内侧全部反射，而在棱镜的表面外侧逐渐减 弱
a: 参比 b: :单片油漆, 背面
应用
对-二甲苯 ATRMax 45ºZnSe crystal 最佳入射角选择 64 scans, 4 cm-1 resolution
10 0
a
80
60
40
20
b c d
0 350 0
300 0
250 0
200 0
150 0
100 0
45ºZnSe crystal, 入射角 a: 45ºb: 30ºc: 28ºd: 25º
20
应用
b
对-二甲苯 ATRMax 45ºZnSe crystal 最佳入射角选择 64 scans, 4 cm-1 resolution
15
10
5
c
30 0 0 25 0 0 20 0 0 15 0 0 10 0 0
0 35 0 0
d
45ºZnSe crystal, 入射角 b: 30ºc: 28ºd: 25º 注意在临界角时强度的变化
傅里叶变换衰减全反射红外光谱法 (ATR-FTIR)的原理与应用进展
反射光谱包括内反射光谱、镜反射光谱 和 漫 反 射 光 谱，其 中 以 内 反 射 光 谱 技 术 （ Internal Reflection Spectroscopy） 应用为多［7］。内反射 光 谱 也 叫 衰 减 全 反 射 （ ATR）
光谱，简称 ATR 谱，它以 光 辐 射 两 种 介 质 的 界 面 发 生 全 内 反 射 为 基 础。 如 图 1 所
图 4 傅里叶变换红外光谱仪的排列和工作示意图
23
中山大学研究生学刊（ 自然科学、医学版）
二○一一年第一期
图 5 傅里叶变换红外光谱仪透射法（ a） 和 ATR 法（ b） 的光路图比较
FTIR 的 ATR 法与透射法相比，其差别主要是载样系统： ATR 法用到衰减全反射附 件，透射法通常采用用的 KBr 压片，它们的光路图比较如图 5 所示。因此只要在在 FTIR 上配置 ATR 附件即可实现 ATR 测试。
3atrftir的应用与进展由于衰减全反射的上述特点极大地扩大了红外光谱技术的应用范围使许多采用透射红外光谱技术无法制样或者样品制做过程十分复杂难度大而效果又不理想的实验成为可能采用atrftir可以获得常规的透射红外光谱所不能得到的检测效果
中山大学研究生学刊（ 自然科学、医学版） 第 32 卷第 1 期 JOURNAL OF THE GRADUATES VOL. 32№1 2011 SUN YAT-SEN UNIVERSITY（ NATURAL SCIENCES、MEDICINE） 2011
范围内变化。由式 2 可知，减少入射角能够增加全反射次数，使光束与样品作用次数增
加，也就加大了光程，因此可以提高信号测试强度。
2. 2 傅里叶变换红外光谱法（ FTIR） 的原理
FTIR原理及谱图解析
谱图解析——1-己烯
1 4 6 6 cm-1,CH3 的 反 对称弯曲振动。
谱图解析——1-己烯
1455cm-1,CH2剪刀弯曲 振动。
谱图解析——1-己烯
1379cm-1，CH3的 伞形弯曲振动峰。
谱图解析——1-己烯
指纹区：与参考谱图对比，即可以 定性归属样品。注意：该谱图中没 有720cm-1的CH2的摇摆振动吸收峰 （一般只有4个或4个以上的CH2存在 时才出现720cm-1的峰）。
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
FT-IR: 基本原理 ...
谱图范围
谱图范围的选择，决定了仪器采用的光学组件
FT-IR: 基本原理 ...
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。
FT-IR: 基本原理 ...
分辨率
FT-IR: 基本原理 ...
采集样品信号
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:
1 4 6 0 cm-1， 是 CH3 的 反 对 称 弯 曲 振动峰（仅显示两个简并模式中 的一个）。
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。
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。
红外反射光谱原理实验技术及应用
高级物理化学实验讲义实验项目名称：红外反射光谱原理、实验技术及应用编写人：苏文悦编写日期：2011-7-7一、实验目的（宋体四号字）1、了解并掌握FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱表面分析技术的原理、实验技术及应用2、比较分析FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱技术各自适用的样品、同一样品不同红外光谱的谱带位置及形状。
二、实验原理衰减全反射（ATR）、漫反射（DRS）和反射吸收（RAS）都是傅里叶变换红外反射光谱，是FTIR常用的表面分析技术。
1全反射光谱原理、实验技术及应用全反射：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。
很多材料如交联聚合物、纤维、纺织品和涂层等，用一般透射法测量其红外光谱往往很困难，但使用FTIR及ATR技术却可以很方便地测绘其红外光谱。
（1）入射角与临界角在通常情况下，光透射样品时是从光疏介质的空气射向光密介质样品的，当垂直入射（入射角θ为0°）时，则全部透过界面；当θ≠0°时，如果两者的折射率相差不大，则光是以原方向透射的，但如折射率差别较大，则会产生折射现象。
当n2与n1有足够的差值(0.5以上)，且入射光从光密介质(n1)射向光疏介图1 入射角（θ）及折射率（n1,n2）对光在界面上行为的影响θc为临界角，sinθc=n2/n1质(n2)，入射角θ大于一定数值时，光线会产生全反射现象。
这个“一定数值”的角度称为临界角，也即当折射角φ等于90°时的入射角θ称为临界角θc，如图1，其中临界角θc和折射率n1和n2有如下关系： sinθ=n2/n1显然，临界角的数值取决于样品折射率与全反射晶体的折射率之比，对同一种全反射晶体，不同材质的样品会有不同的临界角值，表1所列数值可看出这一关系。
表1在ATR和MIR方法中必须选用远大于临界角的入射角，即sinθ>n2/n1,以确保全反射的产生和所获光谱的质量，本实验运用单次衰减全反射ATR附件，反射晶体是锗，入射角固定为45°，远大于临界角。
表面衰减全反射
表面衰减全反射光谱的测定
学生：郑德
摘要目的：掌握衰减全反射附件的测定方法；了解此附件的工作原理及一般操作使用。
关键词表面衰减全反射光谱
1.实验材料
1.1仪器
付利叶变换红外光谱仪；衰减全反射附件；
1.2试药
丙酮
2.原理
衰减全反射(ATR)附件，其工作原理是将来自红外光源的光聚焦反射到KRS—5(或Ge, ZnSe等)晶体上，再入射到样品的表面，由于样品的折射率小于晶体的折射率，入射角比临界角大，光线完全被反射产生全反射现象。
事实上，光纤并不是在样品表面被直接反射回来，而是入射进入样品一定的深度(一般约为几微米)后再返回表面，所以收集衰减全反射光就可以获得样品的衰减全反射光谱。
3.步骤
3.1把衰减全反射附件装在样品架上，测定本底谱图。
3.2将样品加满衰减全反射附件的样品槽，测定其ATR谱图。
3.3把附件的样品槽清洗干净后，晾干，保存。
4.丙酮的红外归属如下：
振动类型波数/cm-1
碳氢键伸缩振动2978、2937、2664、2444
碳氧双键伸缩振动1708
碳氢面内伸缩振动1466、1408、1394、1311
碳氢键面外弯曲振动969、815、730、631
5讨论
5.1加样时小心，不要在液体中夹带气泡。
5.2清洗样品槽时，注意不要划伤晶体，用浸透溶剂的脱脂棉轻轻擦洗。
5.3丙酮的红外测定不适合运用液体池法，因找不到合适的溶剂且易挥发。
衰减全反射ATR
c≡N2260~2240 、硝基~15360和~1350；饱和烃等。
KBr压片制样测谱
1.打开红外光谱仪和计算机，在桌面双击“EZ OMNIC E.S.P5.2” 打 开仪器操作软件。
2.将玛瑙研钵、不锈钢模具、药勺等用无水乙醇檫拭干净。 3.取100-200mg纯KBr研磨至约2µm的粉末，取少许放入模具中，在
究。测量表面厚度需在1μm以上，也可用于溶液分析 （蛋白水溶液）
·漫反射 漫反射附件主要用于测量颗粒表面，或不平整的表面 适用于表面厚度约在10μm左右的材料。
·镜面反射 镜面反射附件主要借助反射吸收分析光亮的样品表面 或坚硬平整表面的涂层，适用于表面厚度 >10μm
仪器结构
FT-IR仪器结构：由光学部分和计算机系统组成,
子分子；不是所有的吸收峰都可解释尤其是一些指纹峰；对某些 复杂物质的结构分析，还须与核磁、质谱、拉曼等方法配合；定 量分析的灵敏度和准确度较低等。
实验方法的选择
常规的红外吸收实验方法有透射和反射
·透射：通常用于各种相态样品的总成分分析
·衰减全反射 (ATR)
ATR附件主要用于固体、凝胶、橡胶等材料表面的研
主要讲授内容：
1.基本原理 2.仪器结构 3.实验内容： （1）KBr压片法制备固体试样-对试样的要求
和注意事项
（2）谱图的测绘（透射和ATR）与处理 （3） 结果分析
实验目的与原理
一、目的：
1 .掌握红外光谱定性分析的基本原理
2.了解傅立叶变换红外光谱仪的结构、工作原理和操作方法
3.学会用溴化钾压片法制备固体试样
4、显微技术：红外显微镜与红外光谱仪结合，能对直
径20~500微米的样品进行分析，得到高灵敏度的透射 和反射光谱。
FTIR-ATR指纹图谱的主成分分析-马氏距离法应用于烟用香精质量控制
１ 基本原理
对任意一个样本 的原始光谱 量测 数据 Ｓ 可用矢 量表示 Ｃ ｉ
为： 置一［ ，Ｓｚ 五 Ｃ ，… ， 。那 么 ， 不同种类 的 ｍ个样 本 ｉ ｚ］ 对 构成 的样本集 ， 可表达 为 ｍ× 阶的光谱数 据矩 阵 × ， 就 在矩 阵 × 中 ， 既包含样本性质的信息 ， 也包含样 本特征或 变量 的信 息。从数学角度来看 ， 样本集 可 由特 征坐标 轴构成 的 维特征空 间 中的点集 来表示 。一个 样本对 应 一个 点 ， 个特征包含 了样 本性质的整体信息 ， 多变量 分析 中 ， 在 采用 ຫໍສະໝຸດ 维普资讯 ８６ ９
光谱学 与光谱分析
第２ ７卷
主成分分析一 马氏距 离 分类 法ｌ６建 立 不 同种 类 样本 的类模 ５－ ．
用该法对烟 用 香 精 的 Ｆ Ｉ － ＴＲ指 纹 图谱进 行 分 类 建模 ， ＴＲ Ａ
并应用类模型对烟用香精配制 的过程质量 进行 多元 统计 过程 控制 “ （ Ｐ ｍｕｔ ａｉ ｅｓａｉ ｉ ｌ ｒｃｓ ｏ ｔ １，实 Ｊ ＭＳ Ｃ： ｌｖｒ ｔ ｔｔ ｔ ａ ｐｏｅｓｃｎｒ ） ｉ ａ ｓｃ ｏ
用香精 的 Ｆ Ｉ － ＴＲ指 纹 图谱 ，并 应用 该法 建立 相 应 的类 ＴＲ Ａ 模型 。 后，对不 同批次 的烟用 香精进行 模式识 别 ，将马 氏 然
距离的控制上限设定在该类平均 马氏距 离＋３ 围之 内，获 范
得 了正确的监控 预报 。又 因 ＡＴ Ｒ采 样技术 操作 简单 、快 速 无损 ， 故该法 应用 于烟用香 精配制过程质量监 控具有较好 的
维普资讯
第２卷， ５ ７ 第 期 ２００７年 ５月
光
Ｓ ｅｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃｒ ｌ ａｙ ｉ ｐ ｃｒ ｓｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ Ａｎ ｌｓｓ
傅里叶红外光谱atr模式制样
傅里叶红外光谱atr模式制样傅里叶红外光谱（FTIR）是一种常用的分析技术，它可用于分析样品的组成和结构，广泛应用于化学、物理、医学等领域。
样品制备和处理是FTIR分析的关键环节之一，而傅里叶红外光谱atr模式制样则是一种快速、准确的制备方法。
本文将从原理、方法、影响因素三个方面来介绍傅里叶红外光谱atr模式制样技术。
一、原理傅里叶红外光谱是通过将样品吸收红外光产生的振动转换成光谱信号，从而得到样品的结构和组成信息。
典型的FTIR制样方式包括KBr压片法、油膜法、Nujol法等，但这些方法制备简单、样品不易受到污染的同时，也容易使样品发生结晶、聚合等反应，影响分析结果。
而傅里叶红外光谱atr模式制样则是通过利用衰减全反射原理，将样品与ATR 晶体接触，以达到直接分析样品的目的，这种方法既能减少样品制备时间，又能减少样品受到外界干扰的可能。
二、方法傅里叶红外光谱atr模式制样的方法包括样品准备、样品与ATR接触、样品清理等步骤。
首先根据需求选择合适的ATR晶体材料，如金刚石、锗、硅等，然后将样品置于ATR晶体表面，通过轻柔地施加压力，将样品与ATR晶体充分接触，最后使用压力调节装置使ATR晶体的接触面产生清晰的全反射现象，以便进行FTIR分析。
需要注意的是，应该控制接触时间和接触压力，以避免对样品造成损伤。
三、影响因素傅里叶红外光谱atr模式制样受到多种因素的影响，如ATR晶体材料、接触压力、接触时间、样品形态等，这些因素会直接影响FTIR分析的准确性和可靠性。
例如，ATR晶体材料的不同会影响到衰减全反射现象的强度和反射率等参数，因而可能会影响FTIR数据的解析。
同时，接触压力和接触时间的大小往往也会影响样品与ATR晶体的接触情况，过大或过小都可能导致数据失真。
此外，样品的形态也可能会影响到数据分析结果，因此，在进行FTIR分析前，应该尽可能地了解样品的性质和形态，从而保证分析结果的可靠性。
综上所述，傅里叶红外光谱atr模式制样是一种快速、准确的FTIR分析方法，具有制备时间较短、样品不易受到干扰等优点。
ATR—FTIR技术在炸药探测中的应用
五 、结 果
（１） 试验过程 中 ，七种炸药均顺利完成检测过程 ， 并得 出相应 图谱 ，且分析 时间短 ，图谱信号强 ，见图 １ 和 图７ ，主要缈 波谱峰值参见表２ 。 （ ２＃岩石炸药检测图谱显示为多物质数据匹配 ， ２） 主要是 由于炸药中含有的硝酸铵和梯恩梯混合成分分别与 数据库 中两种标准物质图谱相 匹配 ，匹配度分别为５ ％和 ０
里 叶变换红外光谱仪的光声探测器 ；１８ 年 ，Ｖｄｉｅ ０ ９ ｉｒ 进一 ｎ 步研 究 了傅 里叶变换 红外 光声光谱 的应 用 。由于该新技
界角时 ， 入射光在透入光疏介质 （ 品 ） 样 一定深度后 ， 会
折射回全反射晶体中。进入； 洋品的光在样品有吸收的频率
范围内 ， 光线会 被样品吸收而强度衰减 ； 在样品无吸收 的
一
行检测。为确保试验测试 图谱准确可靠 ，使用能够 完全覆 盖采样 平台 的最 少炸药量 ，如上表 。设备试验参数 设置
为 ：光谱范围４ ０ ｃ ～６ ０ ｍ ，光谱分辨率４ ｍ ，使 ００ｍ ５ｃ ｃ
用钻石 晶体Ａ Ｒ Ｔ 附件 ，晶体 采样采集模式Ｌｂ ｕｌ 数据库 ｉＢ ｉ（ ｄ 采集模式） ，红外信号指示器开启。
获得 了新生和发展。特别是上世纪 ８ 年代初将显微技术应 ０ 用到傅里叶变换 红外光谱ห้องสมุดไป่ตู้后 ，使得Ａ Ｒ ＦＩ技术在红外 Ｔ— Ｒ
研究 中得到 了广泛的应 用。它使微区成分 的分析变得方便
红外光谱 （ｎｒｒｄＳ ｅ ｔ ｍｅｒ，Ｉ 又称为振动转 Ｉ ａｅ ｐ ｃｒ ｔ Ｒ） ｆ ｏ ｙ
动 光谱 ，是 一种分 子吸收光 谱。 当分 子受到红 外光 的辐
衰减全反射ART.ppt
PIKE ATR 附件
Product-Specific Horizontal ATRs
optimized to match the bench optical architecture sealed and purgeable better throughput
Spectroscopic Creativity
临界角(I)
临界角是晶体和样品折射率的函数，它决定 了晶体入射角的范围。因为ATR工作时其入射角 一定要大于临界角。
Spectroscopic Creativity
临界角 (II)
临界角：
这里:
c = sin-1 (ns/nc) nc = 晶体的折射率 ns = 样品的折射率
Spectroscopic Creativity
入射角
入射角是指红外光进入ATR晶体时的角度。 它必须大于导致红外光在晶体内部反射的临界角 （高折射率的晶体均有较大的临界角）
它影响反射次数和红外光的吸收率 它影响穿透深度
Spectroscopic Creativity
穿透深度(I)
穿透深度是指入射光从晶体表面进入到样品 内部的距离。它与红外光的入射角、晶体的折射 率有关。
Spectroscopic Creativity
PIKE ATR 附件
ATRMax — 可变角HATR variable angle of incidence sealed and purgeable high throughput depth profiling research applications
Spectroscopic Creativity
Attenuated Total Reflectance
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The 2963 cm-1 band is due to CH3 and occurs in silicones exclusively as the only alkane.
Bands 1258, 1079, 1010and 787 cm-1 are specific of silicone. Bands 2963, 2916, and2850 cm-1, which are less specific, corresponding to C-H bonds, had intensities that differed greatly in both types of compounds
ATR is used for surface analysis of solids and liquids.
ATR generally allows qualitative or quantitative analysis of samples with little or no sample preparation which greatly speeds sample analysis.
optimal contact.
Equipment to push the
sample onto the crystal
Traditional IR spectroscopy need preparation of the sample.
First a couple of milligram of sample is mixed with about 200 mg of KBr powder.
The sample is put on top of the blue crystal.
The IR beam picks up a signal as it passes a few micron into the sample and creates an evanescent wave.
Light path in the ATR setup schematic illustration
This can be achieved by pressing the sample down on the crystal.
Tinfoil
If the substance under study is a
liquid, it is simply dropped onto
the crystal, thereby obtaining
How ATR Works
➢With ATR sampling we direct the IR beam into a crystal of relatively higher refractive index at a certain angle.
➢The IR beam reflects from the internal surface of the crystal and creates an evanescent wave.
➢ATR-FTIR has become a kind of beneficial tool and means for analyzing samples and surface properties.
➢ATR-FTIR has been applied to every realm such as spinning and weaving, quality testing , public security and so on.
ATRFTIR衰减全反射光谱的原理
Brief introduction of ATR
Attenuated Total Reflectance (ATR) is an IR sampling technique. It measures the changes in an infrared beam with totally internal reflection when it comes into contact with a sample.
tshaemcprlieti,cna1l
is the angle.
1 when exceeding the critical angle, we will get a totally reflection of the IR beam.
2 n1>n2 ,the crystal has a relatively high refractive index.
Then the mixture is pressed into a tablet which is then used in the analysis.
schematic illustration
➢Traditional IR does not work quite effectively , and for analyzing surface layer structure.
applications
Characterization of Surface Treatments of Cork Stoppers by FTIR-ATR
J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 4932-4936
The paper proposed an analytical method for identification of the presence of surface treatments in cork stoppers.
While the evanescent wave extends only 0.5-5 µm beyond the crystal surface and refore it is important to obtain good contact between the crystal and the sample.
➢It extends beyond the surface of the crystal into the sample held in contact with the crystal.
rwefhraecrteivne2
is the index
refractive index of the of the crystal and θc is