紅外光譜儀是光譜儀一種類型，利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射吸收特性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測(cè)器和計(jì)算機(jī)處理信息系統(tǒng)組成。

紅外光譜儀簡(jiǎn)介

紅外光譜儀利用可以吸收不同波長(zhǎng)的紅外輻射特性，成為分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析儀器的重要成員。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測(cè)器和計(jì)算機(jī)處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。

傅立葉變換紅外光譜儀被稱為第三代紅外光譜儀，是基于對(duì)干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換的原理而開發(fā)的紅外光譜儀，可以對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，傅立葉紅外光譜儀具有信噪比高，重現(xiàn)性好，掃描速度快等優(yōu)勢(shì)，一次完整的數(shù)據(jù)采集需要十分鐘至二十分鐘，該儀器廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定、刑偵鑒定等領(lǐng)域。

現(xiàn)代科學(xué)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)紅外光譜儀向更的領(lǐng)域發(fā)展，隨著儀器數(shù)字化程度提升，儀器從內(nèi)部性能、應(yīng)用范圍到外觀設(shè)計(jì)每個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)生了巨大的變化，從初的人工讀數(shù)逐漸進(jìn)化為智能化儀表盤，方便使用者更快捷、更準(zhǔn)確的完成儀器測(cè)量過(guò)程。

紅外光譜儀的原理

電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見(jiàn)光譜的關(guān)系，可分為近紅外光、中紅外光和遠(yuǎn)紅外光。 遠(yuǎn)紅外光(大約400-10 cm-1)同微波毗鄰，能量低，可以用于旋轉(zhuǎn)光譜學(xué)。中紅外光(大約4000-400 cm-1)可以用來(lái)研究基礎(chǔ)震動(dòng)和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-震動(dòng)結(jié)構(gòu)。更高能量的近紅外光(14000-4000 cm-1)可以激發(fā)泛音和諧波震動(dòng)。

紅外光譜儀利用麥克爾遜干涉儀將兩束光程差按一定速度變化的復(fù)色紅外光相互干涉，形成干涉光，再與樣品作用。探測(cè)器將得到的干涉信號(hào)送入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅立葉變化的數(shù)學(xué)處理，把干涉圖還原成光譜圖。

紅外光譜法的工作原理是由于震動(dòng)能級(jí)不同，化學(xué)鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動(dòng)頻率取決于分子等勢(shì)面的形狀、原子質(zhì)量、和最終的相關(guān)振動(dòng)耦合。為使分子的振動(dòng)模式在紅外活躍，必須存在雙極子的改變。具體的，在波恩-奧本海默和諧振子近似中，例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結(jié)構(gòu)的平衡態(tài)附近的諧振子近似時(shí)，分子電子能量基態(tài)的勢(shì)面決定的固有振蕩模，決定了共振頻率。然而，共振頻率經(jīng)過(guò)一次近似后同鍵的強(qiáng)度和鍵兩頭的原子質(zhì)量起來(lái)。這樣，振動(dòng)頻率可以和特定的鍵型起來(lái)。簡(jiǎn)單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮。更復(fù)雜的分子可能會(huì)有許多鍵，并且振動(dòng)可能會(huì)共軛出現(xiàn)，導(dǎo)致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學(xué)組起來(lái)。常在有機(jī)化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組，可以以 “對(duì)稱和非對(duì)稱伸縮”、“剪刀式擺動(dòng)”、“左右搖擺”、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動(dòng)。

紅外光譜儀的基本結(jié)構(gòu)

1、光源

紅外光譜儀光源能發(fā)射出穩(wěn)定、高強(qiáng)度、連續(xù)波長(zhǎng)的紅外光，通常使用能斯特?zé)?、碳化硅或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲。

2、干涉儀

邁克耳孫干涉儀的作用是將復(fù)色光變?yōu)楦缮婀狻Ｖ屑t外干涉儀中的分束器主要是由溴化鉀材料制成的;近紅外分束器一般以石英和CaF2為材料;遠(yuǎn)紅外分束器一般由Mylar膜和網(wǎng)格固體材料制成。

3、檢測(cè)器

紅外光譜儀檢測(cè)器一般分為熱檢測(cè)器和光檢測(cè)器兩大類。熱檢測(cè)器是把某些熱電材料的晶體放在兩塊金屬板中，當(dāng)光照射到晶體上時(shí)，晶體表面電荷分布變化，由此可以測(cè)量紅外輻射的功率。熱檢測(cè)器有氘代硫酸三甘肽，鉭酸鋰等類型。光檢測(cè)器是利用材料受光照射后，由于導(dǎo)電性能的變化而產(chǎn)生信號(hào)，最常用的光檢測(cè)器有銻化銦、汞鎘碲等類型。

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紅外光譜儀是利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)紅外輻射的吸收特性來(lái)分析分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的儀器。紅外光譜通常由光源、單色儀、探測(cè)器和計(jì)算機(jī)處理信息系統(tǒng)組成。

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紅外光譜儀是利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。紅外色譜儀的結(jié)構(gòu)主要包括了光源、分光系統(tǒng)、樣品池以及檢測(cè)系統(tǒng)四個(gè)部分。

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紅外光譜儀有以下6種常見(jiàn)附件：KBr透射附件、衰減全反射附件、智能漫反射附件、鏡面反射附件、氣體檢測(cè)附件、ESP透射變溫附件。

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紅外光譜儀是利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測(cè)器和計(jì)算機(jī)處理信息系統(tǒng)組成。

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