1. 傅里叶变换红外光谱仪应用研究领域
其主要优点如下:
1)扫描速度快。傅立叶变换红外光谱仪的扫描速度比色散型仪器快数百倍,而且在任何测量时间内都能获得辐射源的所有频率的全部信息,即所谓的“多路传输”。对于稳定的样品,在一次测量中一般采用多次扫描、累加求平均法得干涉图,这就改善了信噪比。在相同的总测量时间和相同的分辨率条件下,傅里叶变换红外光谱法的信噪比比色散型的要提高数十倍以上。
2)具有很高的分辨率。分辨率是红外光谱仪的主要性能指标之一,指光谱仪对两个靠得很近的谱线的辨别能力。傅里叶变换红外光谱仪均有多档分辨率值供用户据实际需要随选随用。
3)波数精度高。波数是红外定性分析的关键参数,因此仪器的波数精度非常重要。因为干涉仪的动镜可以很精确地驱动,所以干涉图的变化很准确,同时动镜的移动距离是He-Ne激光器的干涉纹测量的,从而保证了所测的光程差很准确,因此在计算的光谱中有很高的波数精度和准确度,通常可到 0.01cm-1。
4)极高的灵敏度。色散型红外分光光度计大部分的光源能量都损失在入口狭缝的刀口上,而傅立叶变换红外仪没有狭缝的限制,辐射通量只与干涉仪的平面镜大小有关,在同样的分辨率下,其辐射通量比色散型仪器大得多,从而使检测器接受的信噪比增大,因此具有很高的灵敏度,由于此优点,使傅立叶变换红外光谱仪特别适合测量弱信号光谱。
5)研究光谱范围宽。一台傅立叶变换红外仪只要用计算机实现测量仪器的元器件(不同的分束器和光源等)的自动转换,就可以研究整个近红外、中红外和远红外区的光谱。 主要就这几点哈。
2. 傅里叶变换红外光谱技术
直接用红外光分光当然也可以,最早的红外光谱仪就是这样的,但是这样的红外光谱仪采集的效率很低,而且信噪比也不高,后来逐渐被傅立叶变换红外光谱仪做取代。红外光谱仪一般分为两类,一种是光栅扫描的,就是直接用红外光分光。目前很少使用了;另一种是迈克尔逊干涉仪扫描的,称为傅立叶变换红外光谱,这是目前最广泛使用的。
光栅扫描的是利用分光镜将检测光(红外光)分成两束,一束作为参考光,一束作为探测光照射样品,再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开,扫描并检测逐个波长的强度,最后整合成一张谱图。傅立叶变换红外光谱是利用迈克尔逊干涉仪将检测光(红外光)分成两束,在动镜和定镜上反射回分束器上,这两束光是宽带的相干光,会发生干涉。
相干的红外光照射到样品上,经检测器采集,获得含有样品信息的红外干涉图数据,经过计算机对数据进行傅立叶变换后,得到样品的红外光谱图。
傅立叶变换红外光谱具有扫描速率快,分辨率高,稳定的可重复性等特点,目前被广泛使用。
3. 近红外傅里叶变换光谱仪
傅里叶红外光谱仪(FT-IR)是分子吸收光谱,不同的官能团,化学键振动或转动,对不同波数的红外光有吸收,据此,可以测定出样品有哪些官能团或化学键存在或变化,用以物质的定性、定量、反应过程等的研究。
4. 傅里叶变换红外吸收光谱
光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,动镜以一恒定速度作直线运动,因而经分束器分束后的两束光形成光程差,产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池,通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器,然后通过傅里叶变换对信号进行处理,最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
5. 傅里叶变换光谱仪的应用
可以将液体样品夹在两片CaF2玻片中,然后把它放置在光路中检测。
6. 傅里叶变换红外光谱仪结构图
书上写:红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体,用电加热使之发射高强度连续红外辐射。常用的有能斯特灯和硅碳棒两种。这一段是现在色散型红外光谱仪那一节中讲的,而傅里叶变换红外光谱仪的构造中没有关于光源的特殊要求,我想应该也是一样的吧。
7. 傅里叶变换红外光谱仪的应用
傅里叶红外有透射也有反射。
傅里叶红外光谱仪是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪,产品被广泛用于医药化工、地矿、石油、煤炭等领域中。
傅里叶红外光谱仪基本原理
光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,动镜以一恒定速度作直线运动,因而经分束器分束后的两束光形成光程差,产生干涉。干涉光在分束器会合后通过样品池,通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器,然后通过傅里叶变换对信号进行处理,最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
8. 傅里叶变换红外光谱仪主要部件
傅立叶红外光谱仪最核心的部分是 迈克尔逊干涉仪。可以说没有干涉仪就没有傅立叶变换红外光谱。
正是因为红外光源经过迈克尔逊干涉仪发生多色光相干,经过样品吸收之后,检测器检测到含有样品信息的红外干涉光的干涉图信号,再经过计算机将干涉图信号经过傅立叶变换,才转换成红外光谱。
其余的部件,如:检测器,光源,光学反射镜,采集卡,计算机等。
光源:用于产生宽带的红外光,样品吸收光源产生的红外光后引起样品分子的振动态跃迁,从而引其透过样品的红外光在相应波长上的透过强度的变化,这也是红外光谱能检测分子振动特征峰的理论来源。
光学反射镜:用于改变红外光的光路 检测器:用于检测透过样品的红外吸收信号,并将光信号转换成电信号传送给计算机的采集卡。
采集卡:用于采集检测器检测到的信号,并将信号存储、处理成光谱。
计算机:用于控制光谱仪的运行,协调迈克尔逊干涉仪,检测器和采集卡的运行、数据采集和处理。
9. 傅里叶变换红外光谱仪的功能和作用
通过对材料光谱的测量可以得到其光学性质。
传统的光谱技术包括反射光谱、吸收光谱、发光光谱和喇曼散射光谱, 它们都属于色散型光谱技术。色散型光谱仪测量的是光源经过光栅分光以后的光信号, 给出光强的波长分布。色散型光谱仪分为紫外、可见光和红外光谱仪。
非色散型光谱仪包括傅立叶变换红外吸收光谱、光导电谱、光声光谱和光热光谱。它们具有更高的测量灵敏度。
对于光谱功能的认识,可以通过一个例子说明。比如半导体的吸收光谱。半导体的本征吸收对应价带顶的电子吸收一个光子获得能量从而跨过能隙到导带底 ; 晶格吸收(一般是离子晶体的红外吸收)对应红外光激发相同频率的声子。还有施主和受主的杂质吸收和激子吸收等等。光的吸收就是在光的作用下由低能级向高能级的量子跃迁。