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傅立叶变换红外光谱仪介绍

2024-08-0610

 傅立叶红外光谱仪的**原理基于红外光谱学和傅里叶变换数学理论。红外光谱学是研究物质在红外光区域(波长范围约0.75-1000微米)内吸收、发射或散射红外光性质的科学。物质分子在振动或转动过程中会吸收特定波长的红外光,这些吸收波长与分子内部化学键的振动频率密切相关,因此红外光谱被**用于分析物质的分子结构和化学键信息。

傅里叶变换则是一种数学处理方法,它将信号从时间域(或空间域)转换到频率域。在傅立叶红外光谱仪中,干涉仪产生的干涉图案是时间(或位置)的函数,通过傅里叶变换可以将其转换为频率(或波长)的函数,即红外光谱图。这种转换过程不仅提高了光谱的分辨率和信噪比,还极大地缩短了扫描时间。

 

傅立叶红外光谱仪的构造复杂而精密,主要包括红外光源、干涉仪、样品室、检测器和计算机数据处理系统等部分。

红外光源:提供稳定且强度足够的红外光辐射。常见的红外光源有钨丝灯、硅碳棒、高压汞灯以及近年来兴起的量子级联激光器等。这些光源具有不同的光谱范围和功率输出,可根据实际需要选择使用。

干涉仪:是傅立叶红外光谱仪的**部件之一,其作用是产生两束相干光并使其形成一定的光程差后复合产生干涉图案。干涉仪的设计直接影响到光谱的分辨率和信噪比。常见的干涉仪类型有迈克尔逊干涉仪和马丁-普耶干涉仪等。

样品室:用于放置待测样品并使其与红外光相互作用。样品室的设计需考虑样品的形态(固体、液体或气体)、大小以及测试条件(如温度、压力等)对测试结果的影响。此外,还需配备适当的样品夹持装置和气体流动系统以确保测试的准确性和可重复性。

检测器:将干涉图案转换为电信号并进行放大和处理。常见的检测器有热电偶检测器、热释电检测器和光电导检测器等。这些检测器具有不同的灵敏度和响应速度,可根据实验需求选择使用。

计算机数据处理系统:控制仪器的操作参数(如扫描速度、分辨率等),收集和处理检测器输出的电信号,并进行傅里叶变换以得到红外光谱图。此外,该系统还具备数据分析和存储功能,可为用户提供**的测试结果和分析报告。

 

 

应用范围

傅立叶红外光谱仪的应用范围极为**,几乎涵盖了所有需要分子结构信息的领域。以下是一些主要的应用领域:

化学分析:通过测量样品在红外光谱区域的吸收、发射或散射特性,可以鉴定化合物的种类和结构。这对于有机化学、无机化学、高分子科学等领域的研究具有重要意义。

生物医学:红外光谱技术可用于研究生物分子的结构和功能,如蛋白质、核酸、糖类等生物大分子的构象变化、相互作用以及药物与生物分子的结合情况等。此外,该技术还可用于疾病的早期诊断和药物筛选等方面。

环境监测:利用红外光谱技术可以快速检测大气、水体和土壤中的污染物种类和浓度。这对于环境保护和污染治理具有重要意义。

材料科学:红外光谱技术可用于分析材料的成分、结构和性能等信息。这对于新材料的研发、材料改性以及材料性能的优化等方面具有重要价值。

食品安全:红外光谱技术可用于检测食品中的添加剂、残留农药以及微生物污染等有害物质。这对于保障食品安全和维护消费者权益具有重要意义。

FT-IR检测标准

nSN/T3914-2014矿物红外光谱法分析通则

nGB/T6040-2019红外光谱分析方法通则

nGB/T21186-2007傅立叶变换红外光谱仪

nGB/T7764-2017橡胶鉴定红外光谱法

nYBB00262004-2015包装材料红外光谱测定法

nGB/T32199-2015红外光谱定性分析技术通则

nGB/T32198-2015红外光谱定量分析技术通则

nGB/T35772-2017聚氯乙烯制品中邻苯二甲酸酯的快速检测方法红外光谱法

 



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