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紅外光譜儀是利用物質對不同波長紅外輻射的吸收特性來分析分子結構和化學成分的儀器。紅外光譜通常由光源、單色儀、探測器和計算機處理信息系統組成。根據光譜器件的不同，可分為色散型和干涉型。干涉傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）是目前應用較為廣泛的一種色散型紅外光譜儀。本文主要介紹干涉測量的類型。
原理及特點
傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)被稱為第三代紅外光譜儀。利用McLherson干涉儀，將兩束路徑差在一定速度下變化的復色紅外光相互干涉形成干涉光，然后與樣品相互作用。將探測器獲得的干涉信號發送給計算機進行傅里葉變換的數學處理，將干涉圖簡化為光譜圖像。
這種儀器的優勢：
1.多通道測量可以提高信噪比.
2、光通量高，提高了儀器的靈敏度。
三。波數精度可達0.01cm-1。
4.通過增加運動鏡的運動距離，可以提高分辨率。
5.工作頻帶可從可見光區擴展到毫米區，并可確定遠紅外光譜。
掃描速度快，分辨率高，重復性穩定。
材料分析表征中的應用
紅外光譜可以用來研究分子結構和化學鍵，也可以用來表征和鑒別化學物質。紅外光譜具有很強的特征性，可以與標準化合物的紅外光譜進行比較分析和識別。[ZC4]之所以能夠測試樣品的這些性質，是因為紅外光譜法是一種根據不同物質在紅外區域選擇性吸收的電磁輻射對吸收紅外光的各種化合物進行結構分析和定量和定性分析的方法。
試驗原則的有關公式如下：
1.滿足紅外吸收的能量關系。
h：普朗克常數
c：光速
E：分子的振動能差
2。振動頻率與質量、鍵能的關系
以雙原子分子作為諧波振動的假設模型，得到了計算結果。
ν：波數
c：光速
k：鍵的力常數
μ：減少的質量(或減少的質量)
應用舉例：
1.分子的結構和化學鍵，如力常數的確定(從化學鍵的強度可以推斷)和分子的對稱性等，都可以用紅外光譜來確定分子的鍵長和鍵角，并可推導出分子的立體構型。
2。許多有機官能團，如甲基、亞甲基、羰基、氰基、羥基、氨基等，在紅外光譜中具有特征吸收。通過紅外光譜測定，人們可以確定未知樣品中存在哪些有機官能團，這為最終確定未知物質的化學結構奠定了基礎。
3.低波數區分子的許多正常振動往往涉及到分子中的所有原子，不同分子的振動模式不同，使得紅外光譜具有指紋一樣高的特征，稱為指紋區。利用這一特性，收集了數千種已知化合物，并將其存儲在計算機中，形成一個標準的紅外光譜庫。只需將未知化合物的紅外光譜與標準庫中的紅外光譜進行比較，就可以快速識別未知化合物的成分。
樣品要求
紅外光譜可用于氣體、液體或固體樣品。樣品的紅外活性鍵少，純度高，光譜清晰，效果好。更復雜的分子結構或外界環境的影響會導致更多的鍵吸收和帶移，影響光譜的質量。
因此，為了獲得清晰、高質量的地圖，便于分析，對測試樣本提出了一些基本要求。
1。樣品必須經過預凈化以確保足夠的純度。
2.樣品應事先干燥，避免損壞儀器，避免水峰對樣品光譜的干擾；
3.容易潮解的樣品應放在烘干機中；
4、對于樣品的揮發、升華、熱不穩定性，請使用密封的蓋子或塞式容器，并將其蓋緊，同時必須注明；
5.有毒、腐蝕性樣品必須用密封容器包裝。送樣必須在樣品瓶標簽的明顯位置上標明。
注：不同的樣品制備方法會帶來不同的樣品要求，應具體分析具體問題。
檢測標準
GB/T21186-2007傅里葉變換紅外光譜儀
設備廠家
西摩科技(中國)有限公司、珀金埃爾默企業管理(上海)有限公司、白道恒儀器設備(北京)有限公司、北京北方瑞分析儀器(集團)有限公司、上海杜美精密儀器有限公司。
測試機構
天津瑞安科技有限公司、中藍晨光化工研究所、深圳材料表面分析檢測中心、上海微電子化工技術服務有限公司、青島科學標準化學分析檢測有限公司、國家有色金屬電子材料分析檢測中心R等。
疑難解答
問：紅外輻射分子吸收的條件是什么？什么因素決定了吸收強度？
答：分子吸收紅外輻射必須滿足兩個條件：
1.紅外輻射在一定頻率下的能量正好滿足振動躍遷的能量差；
2。只有偶極矩隨振動而變化的振動模式才能吸收紅外輻射。這種振動模式被稱為紅外主動。紅外吸收帶的強度取決于偶極矩的變化。偶極矩的變化越大，吸收強度越大。
問：用紅外光譜研究聚合物材料時，影響光譜頻移和光譜質量的因素有哪些？
A：
1.影響頻率位移的因素
①外部因素
物理狀態的影響：同一樣品的不同相態(氣、液、固)，其光譜差異很大，這與分子間的相互作用有關；
溶劑的影響：在不同的溶劑中，由于溶質與溶劑的相互作用不同，同一物質的光譜吸收譜帶頻率也不同。
粒度效應：主要由散射引起。粒徑越大，基線越高，峰值越寬，強度越低，反之亦然。
②內部因素
這些變化主要是由分子的內部結構引起的，如誘導效應、共軛效應、鍵應力和空間效應、氫鍵效應、耦合效應、費米共振等。
2.影響地圖集質量的因素
①儀器參數的影響
信噪比直接受光通量、增益和掃描時間的影響。同時，應根據不同的附件和試驗要求及時進行必要的調整，以獲得令人滿意的光譜。
②環境的影響
并非光譜中的所有吸收帶都是由光譜本身產生的。由于潮濕的空氣、樣品污染、殘留溶劑、瑪瑙砂漿或玻璃器皿帶來的二氧化硅、溴化鉀片吸附的水等因素，可產生額外的吸收帶，因此應特別注意光譜分析。
③樣品厚度的影響
樣品的厚度或適當的樣品尺寸是非常重要的，通常厚度為1050μm，對于聚酯等極性物質，非極性物質如聚烯烴的厚度要求較厚。為了觀察弱吸收帶，如一些小基團、端基、側鏈和少量共聚合，應用較厚的樣品測量光譜，并相應調整KBR壓縮法的用量。
問：在解釋聚合物的紅外光譜時應考慮哪些元素？
A：我們需要注意三個要素。首先，樂隊的位置。它代表一個群的振動頻率，也是一個群是否存在的標志；其次是帶的形狀。例如，氫鍵和離子的官能團可以產生非常寬的紅外波段，這對于識別特殊基團的存在非常重要；第三，波段的相對強度。譜帶強度的對比不僅是定量分析群內容的基礎，而且可以暗示特定群或元素的存在。分子中的極性基團會產生很強的吸收，如羰基、醚等帶。
