固體紅外光譜分析ppt課件

1、 儀器分析實驗 固體試樣的紅外光譜分析 分光光度計的分類 種 類 光譜范圍 主要用途 721分光光度計 可見光 含量分析 751分光光度計 紫外光 含量分析紅外分光光度計 紅外光 有機物分析 分光光度計的基本結(jié)構(gòu)光源狹縫 （濾光，去除雜散光） 棱 鏡狹縫 （選擇波長）比色皿光電轉(zhuǎn)換器檢測器）單色器（分光）反射鏡雜散光（把光信號變 成電信號）?紅外光譜儀的組件 1.光源光源 紅外光譜儀中所用的光源通常是一種惰紅外光譜儀中所用的光源通常是一種惰性固體，用電加熱使之發(fā)射高強度的連續(xù)性固體，用電加熱使之發(fā)射高強度的連續(xù)紅外輻射。紅外輻射。 常用的是常用的是Nernst燈或硅碳棒。燈或硅碳棒。Nerns

2、t燈是用氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結(jié)而成燈是用氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結(jié)而成的中空棒和實心棒。工作溫度約為的中空棒和實心棒。工作溫度約為1700，在此高溫下導電并發(fā)射紅外線。但在室溫在此高溫下導電并發(fā)射紅外線。但在室溫下是非導體，因此，在工作之前要預熱。下是非導體，因此，在工作之前要預熱。它的特點是發(fā)射強度高，使用壽命長，穩(wěn)它的特點是發(fā)射強度高，使用壽命長，穩(wěn)定性較好。缺點是價格比硅碳棒貴，機械定性較好。缺點是價格比硅碳棒貴，機械強度差，操作不如硅碳棒方便。硅碳棒是強度差，操作不如硅碳棒方便。硅碳棒是由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在1200-1500左右。左右。2. 比色

3、皿 因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸收池要用 可透過紅外光的NaCl、KBr、CsI等材料制成窗片。用NaCl、KBr、CsI等材料制成的窗片需注意防潮。固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后直接進行測定。3.單色器 根據(jù)需要選擇一定波長范圍的單色光，作用是把來自光源的混合光分解為單色光并能隨意改變波長，是分光光度計的心臟部分。4.檢測器5.記錄系統(tǒng)紅外分光光度計的特殊部件1. 單色器 棱鏡改用光柵：棱鏡分光是折射，光有吸收；而光柵分光是反射，無吸收問題，且造價便宜。2. 比色皿 直接用鹽和樣品研磨成直徑在 5 微米以下的均勻粉末，用壓片機壓成薄片。三種分光光度計某些部件的不同(1) 一、

4、光源721分光光度計可見光鎢 燈751分光光度計紫外光氘 燈 紅外分光光度計紅外光紅外燈三種分光光度計某些部件的不同(2) 二、棱鏡、比色皿的材料721分光光度計玻璃透過可見光）751分光光度計石英透過紫外光）紅外分光光度計 鹽NaCl、KBr等）（透過紅外光）三種分光光度計測試內(nèi)容的不同3）1. 721分光光度計 與 751分光光度計 定量分析，測樣品的濃度 。 一般只在某一個波長下操作。2. 紅外分光光度計 定性分析，測樣品的種類。 需要測某一個波長范圍內(nèi)樣品的吸收。紅 外 光 譜 圖紅外光譜圖的應用 紅外光譜法廣泛用于有機化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析。一、定性分析 1 . 已知物的鑒定 將

5、試樣的譜圖與標準的譜圖進行對照，或者與文獻上的譜圖進行對照。如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對強度一樣，就可以認為樣品是該種標準物。如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說明兩者不為同一化合物，或樣品有雜質(zhì)。如用計算機譜圖檢索，則采用相似度來判別。使用文獻上的譜圖應當注意試樣的物態(tài)、結(jié)晶狀態(tài)、溶劑、測定條件以及所用儀器類型均應與標準譜圖相同。紅外光譜圖的應用 2 . 未知物結(jié)構(gòu)的測定 測定未知物的結(jié)構(gòu)，是紅外光譜法定性分析的一個重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通過兩種方式利用標準譜圖進行查對：（1查閱標準譜圖的譜帶索引，與尋找試樣光譜吸收帶相同的標準譜圖；（2進行光譜解析，

6、判斷試樣的可能結(jié)構(gòu)，然后在由化學分類索引查找標準譜圖對照核實。3. 幾種標準譜圖（1薩特勒Sadtler標準紅外光譜圖（2Aldrich紅外譜圖庫（3Sigma Fourier紅外光譜圖庫紅外光譜圖的應用1. 在3000cm-1處有吸收峰的基團有：苯環(huán)、羥基、碳-碳三鍵。2. 碳-碳三鍵在21002400cm-1處也應有吸收峰，故此有機物沒有碳-碳三鍵。所以3000cm-1處的吸收峰不代表碳-碳三鍵。二、定量分析二、定量分析 紅外光譜定量分析是通過對特征吸收譜帶強度的測量紅外光譜定量分析是通過對特征吸收譜帶強度的測量來求出組份含量。其理論依據(jù)是朗伯來求出組份含量。其理論依據(jù)是朗伯- -比耳定律

7、。比耳定律。 此外，該法不受樣品狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、此外，該法不受樣品狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、液體和固體樣品。因此，紅外光譜定量分析應用廣泛。但液體和固體樣品。因此，紅外光譜定量分析應用廣泛。但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組份的測定。紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組份的測定。紅外光譜圖的應用樣品處理技術(shù) 要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。一、紅外光譜法對試樣的要求 紅外光譜的試樣可以是液體、固體或氣體，一般應要求：（1試樣應該是單一組份的純物質(zhì)，純度應98%或符合商業(yè)規(guī)格，才便于與純物質(zhì)的標準光譜進行對照。（2試樣中

8、不應含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴重干擾樣品譜，而且會侵蝕吸收池的鹽窗。（3試樣的濃度和測試厚度應選擇適當，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%80%范圍內(nèi)。 樣品和空白的吸收及扣除方法光通過空白+ 樣品 光通過空白 僅有空白吸收 光通過樣品空白和樣品同時吸收 (1) (2)（2的吸收減去1的吸收才是樣品的吸收 紅外分光光度計的光路圖光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器 光源 旋轉(zhuǎn)鏡在左側(cè)，光通過空白光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器 光源 旋轉(zhuǎn)鏡在右側(cè)，光通過樣品光電轉(zhuǎn)換器 光源 如何實現(xiàn)自動畫圖1）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器大小正 比較放大器向電動機送去正信號。樣品有吸收，輸出正信號樣

9、品有吸收，輸出正信號空白樣品 + 空白如何實現(xiàn)自動畫圖2）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器小小0 0 電動機得到正信號，驅(qū)使光梳下移，使比較放大器輸出信號為零。電動機驅(qū)使光梳向下運動電動機驅(qū)使光梳向下運動空白樣品 + 空白如何實現(xiàn)自動畫圖3）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器小大負 比較放大器向電動機送去負信號。另一個波長下樣品吸收少另一個波長下樣品吸收少空白樣品 + 空白如何實現(xiàn)自動畫圖4）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器大大0 0 電動機得到負信號，驅(qū)使光梳上移，使比較放大器輸出信號為零。電動機驅(qū)使光梳向上運動電動機驅(qū)使光梳向上運動空白樣品 +

10、 空白如何實現(xiàn)自動畫圖5）電動機得到正信號逆時針旋轉(zhuǎn)滑軌右移光梳透過空白的光記錄筆記錄紙走紙方向紅外光譜圖紅外光譜圖光的方向如何實現(xiàn)自動畫圖6）電動機得到負信號順時針旋轉(zhuǎn)滑軌左移光梳透過空白的光記錄筆記錄紙走紙方向紅外光譜圖紅外光譜圖光的方向主管畫圖的光梳通過移動此光梳而畫圖 有兩個光梳，哪一個光梳在畫圖中起作用呢？光電轉(zhuǎn)換器 光源 另一個光梳的作用1）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器小大負 比較放大器只能向電動機送去負信號。樣品太薄，上面的樣品太薄，上面的光梳已無調(diào)節(jié)余地光梳已無調(diào)節(jié)余地空白樣品 + 空白另一個光梳的作用2）光梳比色皿空白吸收樣品吸收原始及透過光比較放大器大小正 比較放大器可以向電動機送去正信號。下面的光梳向上移動下面的光梳向上移動空白樣品 + 空白關(guān)于光梳的幾點