傅立叶变换红外光谱仪(一)红外光谱的原理红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区,所以称之为红外光谱
由于物质对红外光具有选择性吸收,因此不同物质便有不同的红外吸收光谱图据此可判断物质的种类等这就是红外光谱法定性分析的依据
名称波长,呵波数,曲能级跃迁类艷近红外区(迂频区)0
513300-4000O-HN-H,C-H键的倍频吸收中红外区(基本振动区)2
5-504000-200分子中基团振动
分子转动远红外区(转动区)50-1000200-10分子转动、晶格〔骨架)振动其中,远红外光谱是由分子转动能级跃迁产生的转动光谱中红外和近红外光谱是由分子振动能级跃迁产生的振动光谱只有简单的气体或气态分子才能产生纯转动光谱,而对于大量复杂的气、液、固态物质分子主要产生振动光谱
目前中红外区是研究最多的区域
工作原理傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)是红外光谱仪器的第三代
FTIR没有色散元件,主要由光源、Michelson干涉仪、探测器和计算机等组成
光源发出的红外辐射,经干涉仪转变为干涉图,通过试样后得到含试样信息的干涉图,有电子计算机采集,并经过快速傅立叶变换,得到吸收强度或透光率随频率或波数变化的红外光谱图
仪器主要部件(1)光源FTIR要求光源能发出稳定、能量强、发射度小的具有连续波长的红外光
通常使用能斯特灯、硅碳棒或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝
(2)Michelson干涉仪Michelson关涉仪示意图FTIR的核心部分是Michelson干涉仪(见上图)
在相互垂直的M1和M2之间放置一呈45度角的半透膜光束分裂器B(beamsplitters)可使50%的入射光透过,其余部分被反射
当光源发出的入射光进入干涉仪后被BS分成两束光一一透射光I和反射光口
其中,透射光I穿过BS被动镜M2反射,