傅里葉變換紅外光譜法操作的常見(jiàn)問(wèn)題及注意事項(xiàng)

        傅里葉變換紅外光譜（Fourier Transforminfrared spectroscopy）簡(jiǎn)寫為FTIR。傅里葉紅外光譜法是通過(guò)測(cè)量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變化的方法來(lái)測(cè)定紅外光譜。紅外光譜的強(qiáng)度h(δ)與形成該光的兩束相干光的光程差δ之間有傅里葉變換的函數(shù)關(guān)系。

        傅立葉變換測(cè)定紅外光譜用于控制兩相干光光程差的干涉儀測(cè)量得到下式表示的光強(qiáng)隨光程差變化的干涉圖其中v為波數(shù)，將包含各種光譜信息的干涉圖進(jìn)行傅立葉變換得實(shí)際的吸收光，傅立葉變換紅光譜具有高檢測(cè)靈敏度、高測(cè)量精度、高分辨率、測(cè)量速度快、散光低以及波段寬等特點(diǎn)。

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，F(xiàn)TIR也在不斷發(fā)展。該方法現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、金屬有機(jī)，無(wú)機(jī)化學(xué)、催化、石油化工、材料科學(xué)、生物、醫(yī)藥和環(huán)境等領(lǐng)域。

 檢測(cè)步驟 

在傅立葉變換紅外光譜測(cè)量中，主要由兩步完成：
步,測(cè)量紅外干涉圖,該圖是一種時(shí)域譜,它是一種極其復(fù)雜的譜,難以解釋；

第二步,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)該干涉圖進(jìn)行快速傅立葉變換計(jì)算,從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的頻域譜,即紅外光譜圖，如圖所示。 

此圖為Octane（辛烷）紅外光譜圖 ，縱坐標(biāo)為透過(guò)率，橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)λ （ μm ）或波數(shù)（cm-1）

 常見(jiàn)操作問(wèn)題及注意事項(xiàng) 

壓片法 KBr 的處理和保存

壓片使用的KBr不一定要光譜純的，國(guó)外也常常使用分析純的，但是，必須注意以下幾點(diǎn)：

①選擇正規(guī)的產(chǎn)品，有水份是沒(méi)有關(guān)系的，關(guān)鍵是沒(méi)有無(wú)雜質(zhì)，尤其是有機(jī)物峰，還有SO42-，NO3-等。。?？梢韵茸鰝€(gè)紅外看看純度。

②如果符合要求的話，可以處理一大批KBr。首先，用干凈的瑪瑙研缽仔細(xì)研磨細(xì)，然后在120℃烘干24h，或馬弗爐中400℃燒30分鐘，置于的干燥器中冷卻。

③再做個(gè)KBr紅外，看看吸收。如果沒(méi)有特殊吸收，就放干燥器中，可以統(tǒng)一保存。

④另外使用個(gè)小稱量瓶和藥勺，取出一小部分KBr供平常使用，與統(tǒng)一保存的KBr要分開(kāi)。保存的KBr要盡量減少開(kāi)啟次數(shù)。

⑤做紅外的KBr一定要，不要和其它實(shí)驗(yàn)合成的混用。藥品遵循只許出，不許進(jìn)的原則。處理過(guò)的KBr也是這樣，以免污染。

⑥使用光譜純的也可，但也要進(jìn)行上述處理。

⑦打破的，做液體的*單晶片純度很高，不要扔掉破碎的*片，可以用來(lái)壓片。

液膜 KBr 晶片的處理

*單晶片鹽片用時(shí)間久了，不太透明或不平整，有幾個(gè)辦法可以*處理 ：

①可以用附帶的拋光附件拋光。

②可以先用細(xì)的金相(顏色淡的那種，物理系常常有)砂紙拋光，然后再用平絨布面上蹭。

③國(guó)外有用一份蒸餾水+5份異丙醇混和，先滴加在絨布面拋光,然后迅速轉(zhuǎn)移在干燥的絨布面上蹭。效果也很好。處理時(shí)一定要帶好手套，避免手上濕氣的侵蝕。

操作注意事項(xiàng)

a.理論上，研磨的粒度要小于其紅外光的波長(zhǎng)，這樣才能避免產(chǎn)生色散譜，注意 ： 研磨過(guò)程盡量不要吸收水分，不要對(duì)著樣品呼氣。

b.做紅外放樣品時(shí)候，注意輕開(kāi)輕關(guān)樣品室，同時(shí)，不要面對(duì)樣品室呼氣，可以使背景的吸收扣的很好。

c.擦洗鹽片要由里向外，有機(jī)溶劑，比如，丙酮不要沾的很多。

d.液體樣品要控制好厚度。

e.手洗干凈和干燥是很重要的。

一些特殊樣品的處理方法

a.有些在溶液中生成的樣品，如，配合物一類等，不易提取出來(lái)。可以把溶液滴加在的KBr中干燥，研磨。如果樣品不怕加溫，可以加溫干燥后測(cè)試。如果樣品不能加溫，可以待溶劑揮發(fā)后，再放入干燥器中自然干燥后再測(cè)紅外。

b.有些含水的樣品，如果，沒(méi)有氟化鈣的鹽片，可以用KBr粉末壓片，把樣品滴加在上面，測(cè)完后拋棄。

c.平時(shí)用壞了的KBr片，比如，摔裂的半個(gè)片都行，專門用來(lái)測(cè)含水樣品。如果光面不好了，可以用異丙醇5份加水1份，滴加在絨布上拋光后使用。

d.根據(jù)樣品的特點(diǎn)來(lái)處理樣品。

舉個(gè)例子，輪胎橡膠制品無(wú)法研磨，一般壓片法很難制樣：

①普通制樣方法得到的譜圖透過(guò)率差，看不到特征吸收;

②使用全反射方法測(cè)全反射紅外譜，不僅需要附件，而且由于橡膠制品是黑色的，得到的譜圖效果也差，即使，放大以后的譜圖，吸收峰透過(guò)率仍然在98%～100%，而且樣品的平坦度不夠，不成形，不平整就無(wú)法做;

③采用普通的壓片方法，利用溶劑溶解加研磨混合制樣的方法，對(duì)比了不同幾種溶劑，達(dá)到了較為滿意的效果。

一些異常譜帶的介紹

波數(shù)        化合物或結(jié)構(gòu)        來(lái)源

668        CO2              大氣中CO2吸收，正或負(fù)

697        聚苯乙烯              磨損的聚苯乙烯瓶子或其他機(jī)械處理樣品過(guò)程中

719        聚乙烯              實(shí)驗(yàn)室中常使用聚乙烯產(chǎn)品，有時(shí)候作為污染物出現(xiàn)

730        聚乙烯             同上

787        CCl4             使用CCl4后沒(méi)有處理干凈

794        CCl4             CCl4氣體，同上

823        KNO3             無(wú)機(jī)硝酸鹽與*反應(yīng)物

837        NaNO3             氧化氮與窗片上的水汽生成，光源點(diǎn)燃有時(shí)候出現(xiàn)

980        K2SO4             無(wú)機(jī)硫酸鹽與*離子交換的反應(yīng)物

1110-1053   Si-O             使用玻璃研缽，由玻璃粉末引起的譜帶，寬峰

1110        Me-O             研缽或其它物品的灰塵造成的污染，寬

1265        Si-CH3             使用硅樹(shù)脂有此污染

1365        NaNO3             同837

1380,1450

2800-2900   (CH2)n             烴類物質(zhì)

1378        NO3-             *的雜質(zhì)，與CH3位置相近

1428        CO32-             *的碳酸鹽，及其它雜質(zhì)

1613-1515    ﹥COO-    堿金屬鹵代鹽，*與羧酸反應(yīng)生成的羧酸陰離子引起，壓片時(shí)能產(chǎn)生

1639          H2O             少量夾帶水的吸收

1764-1696  ＞C=O             藥品的瓶蓋，涂層，增塑劑等等的污染

1810        COCl2             氯*暴露在空氣中，或日光氧化生成少量光氣的譜帶

1996        BO3-             堿金屬鹵代鹽，NaCl中的偏硼酸離子引起

2326        CO2             CO2吸收

2347        CO2             正或負(fù)的大氣中CO2吸收

3450        H2O              壓片中KBr含的微量水的譜帶，寬，常見(jiàn)

3650        H2O            石英管出現(xiàn)附著水引起的銳譜帶

3704        H2O            近紅外區(qū)厚吸收池使用四氯化碳或烴類溶劑中非締合水的-OH吸收，譜帶銳

一些紅外透光材料介紹

選擇紅外透光材料要根據(jù)測(cè)定波長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度，穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮，文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的透光材料很多，但是實(shí)際應(yīng)用的并不太多 ：

（1） * KBr：易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)7800～400cm-1，(25μm以下)透過(guò)率大于92%，不易低溫；

（2） 氯化鈉 NaCl：易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)500～625cm-1，(2～16μm) 不易低溫；

（3） 氟化鈣 CaF ２：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)7800～1100cm-1 (1～9μm)，透過(guò)率大于90%，不耐機(jī)械沖擊；

（4） 氟化鎂 MgF 2：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)0.11～8.5μm，透過(guò)率大于90%；

（5） 氟化鋇 BaF 2：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)7800～800cm(1～12μm)透過(guò)率大于90%；

（6） 金剛石：碳的一種，有Ⅰ型和Ⅱ型兩種，透光波長(zhǎng)10cm-1，(1000μm)。它們?cè)?～6μm(2300～1660cm-1)有吸收，Ⅰ型還在19～22μm和7～11μm有兩個(gè)吸收帶，據(jù)此可以鑒別金剛石的類型；

（7） 鍺 Ge：純度越高透光越好，透光性受純度和厚度的影響，23μm和40μm以外可以使用，在120℃時(shí)不透明；

（8） 硅 Si：耐機(jī)械和熱沖擊，可達(dá)15μm，但是，在9μm(1110cm-1)時(shí)有一吸收帶；

（9） 熱壓塊：用紅外晶體的粉末加壓成型，有MgF2，ZnS，CaF2，ZnSe，MgO等，混合熱壓塊的機(jī)械性能超過(guò)晶體；

（10） 塑料：高密度聚乙烯在20～1000μm的遠(yuǎn)紅外區(qū)可以使用，還有聚乙烯，聚四氟乙烯等薄片也可以使用；

（11） 氯化銀 AgC：軟，不易破裂，435cm-1(23μm以下)，易變黑，貴；

（12） 溴化銀 AgBr：軟，不易破裂，285cm-1(35μm以下)，作為全反射材料；

（13） 硫化鋅 ZnS：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)7800～700cm-1，(1～14μm)透過(guò)率大于85%；

（14） 溴（碘）化鉈 KRS -5 ：TiI 58%和TiBr 42%混晶，不易裂，透過(guò)波長(zhǎng)7800～200cm-1，(1～50μm)，透過(guò)率大于92%，折射率高，全反射材料，貴，有毒；

（15） 硒化鋅 ZnSe：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)7800～440cm-1，(1～23μm)，透過(guò)率大于68%；

（16） 石英 SiO 2：不易潮解，透過(guò)波長(zhǎng)190nm～4.5μm，透過(guò)率大于92%；

（17） 氟化鋰 LiF：120～7000cm-1，易潮解變形；

（18） 砷化鎵 GaAs：2～14μm，耐擦拭，可代替硒化鋅。