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红外光谱仪是利用物质对不同波长红外辐射的吸收特性来分析分子结构和化学成分的仪器。红外光谱通常由光源、单色仪、探测器和计算机处理信息系统组成。根据光谱器件的不同，可分为色散型和干涉型。干涉傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）是目前应用较为广泛的一种色散型红外光谱仪。本文主要介绍干涉测量的类型。
原理及特点
傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)被称为第三代红外光谱仪。利用McLherson干涉仪，将两束路径差在一定速度下变化的复色红外光相互干涉形成干涉光，然后与样品相互作用。将探测器获得的干涉信号发送给计算机进行傅里叶变换的数学处理，将干涉图简化为光谱图像。
这种仪器的优势：
1.多通道测量可以提高信噪比.
2、光通量高，提高了仪器的灵敏度。
三。波数精度可达0.01cm-1。
4.通过增加运动镜的运动距离，可以提高分辨率。
5.工作频带可从可见光区扩展到毫米区，并可确定远红外光谱。
扫描速度快，分辨率高，重复性稳定。
材料分析表征中的应用
红外光谱可以用来研究分子结构和化学键，也可以用来表征和鉴别化学物质。红外光谱具有很强的特征性，可以与标准化合物的红外光谱进行比较分析和识别。[ZC4]之所以能够测试样品的这些性质，是因为红外光谱法是一种根据不同物质在红外区域选择性吸收的电磁辐射对吸收红外光的各种化合物进行结构分析和定量和定性分析的方法。
试验原则的有关公式如下：
1.满足红外吸收的能量关系。
h：普朗克常数
c：光速
E：分子的振动能差
2。振动频率与质量、键能的关系
以双原子分子作为谐波振动的假设模型，得到了计算结果。
ν：波数
c：光速
k：键的力常数
μ：减少的质量(或减少的质量)
应用举例：
1.分子的结构和化学键，如力常数的确定(从化学键的强度可以推断)和分子的对称性等，都可以用红外光谱来确定分子的键长和键角，并可推导出分子的立体构型。
2。许多有机官能团，如甲基、亚甲基、羰基、氰基、羟基、氨基等，在红外光谱中具有特征吸收。通过红外光谱测定，人们可以确定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物质的化学结构奠定了基础。
3.低波数区分子的许多正常振动往往涉及到分子中的所有原子，不同分子的振动模式不同，使得红外光谱具有指纹一样高的特征，称为指纹区。利用这一特性，收集了数千种已知化合物，并将其存储在计算机中，形成一个标准的红外光谱库。只需将未知化合物的红外光谱与标准库中的红外光谱进行比较，就可以快速识别未知化合物的成分。
样品要求
红外光谱可用于气体、液体或固体样品。样品的红外活性键少，纯度高，光谱清晰，效果好。更复杂的分子结构或外界环境的影响会导致更多的键吸收和带移，影响光谱的质量。
因此，为了获得清晰、高质量的地图，便于分析，对测试样本提出了一些基本要求。
1。样品必须经过预净化以确保足够的纯度。
2.样品应事先干燥，避免损坏仪器，避免水峰对样品光谱的干扰；
3.容易潮解的样品应放在烘干机中；
4、对于样品的挥发、升华、热不稳定性，请使用密封的盖子或塞式容器，并将其盖紧，同时必须注明；
5.有毒、腐蚀性样品必须用密封容器包装。送样必须在样品瓶标签的明显位置上标明。
注：不同的样品制备方法会带来不同的样品要求，应具体分析具体问题。
检测标准
GB/T21186-2007傅里叶变换红外光谱仪
设备厂家
西摩科技(中国)有限公司、珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司、白道恒仪器设备(北京)有限公司、北京北方瑞分析仪器(集团)有限公司、上海杜美精密仪器有限公司。
测试机构
天津瑞沙巴滚球官网入口技有限公司、中蓝晨光化工研究所、深圳材料表面分析检测中心、上海微电子化工技术服务有限公司、青岛科学标准化学分析检测有限公司、国家有色金属电子材料分析检测中心R等。
疑难解答
问：红外辐射分子吸收的条件是什么？什么因素决定了吸收强度？
答：分子吸收红外辐射必须满足两个条件：
1.红外辐射在一定频率下的能量正好满足振动跃迁的能量差；
2。只有偶极矩随振动而变化的振动模式才能吸收红外辐射。这种振动模式被称为红外主动。红外吸收带的强度取决于偶极矩的变化。偶极矩的变化越大，吸收强度越大。
问：用红外光谱研究聚合物材料时，影响光谱频移和光谱质量的因素有哪些？
A：
1.影响频率位移的因素
①外部因素
物理状态的影响：同一样品的不同相态(气、液、固)，其光谱差异很大，这与分子间的相互作用有关；
溶剂的影响：在不同的溶剂中，由于溶质与溶剂的相互作用不同，同一物质的光谱吸收谱带频率也不同。
粒度效应：主要由散射引起。粒径越大，基线越高，峰值越宽，强度越低，反之亦然。
②内部因素
这些变化主要是由分子的内部结构引起的，如诱导效应、共轭效应、键应力和空间效应、氢键效应、耦合效应、费米共振等。
2.影响地图集质量的因素
①仪器参数的影响
信噪比直接受光通量、增益和扫描时间的影响。同时，应根据不同的附件和试验要求及时进行必要的调整，以获得令人满意的光谱。
②环境的影响
并非光谱中的所有吸收带都是由光谱本身产生的。由于潮湿的空气、样品污染、残留溶剂、玛瑙砂浆或玻璃器皿带来的二氧化硅、溴化钾片吸附的水等因素，可产生额外的吸收带，因此应特别注意光谱分析。
③样品厚度的影响
样品的厚度或适当的样品尺寸是非常重要的，通常厚度为1050μm，对于聚酯等极性物质，非极性物质如聚烯烃的厚度要求较厚。为了观察弱吸收带，如一些小基团、端基、侧链和少量共聚合，应用较厚的样品测量光谱，并相应调整KBR压缩法的用量。
问：在解释聚合物的红外光谱时应考虑哪些元素？
A：我们需要注意三个要素。首先，乐队的位置。它代表一个群的振动频率，也是一个群是否存在的标志；其次是带的形状。例如，氢键和离子的官能团可以产生非常宽的红外波段，这对于识别特殊基团的存在非常重要；第三，波段的相对强度。谱带强度的对比不仅是定量分析群内容的基础，而且可以暗示特定群或元素的存在。分子中的极性基团会产生很强的吸收，如羰基、醚等带。
