材料研究方法-2016-6光譜學(xué)8質(zhì)譜

ResearchMethodsof任課老師 陳愛平、李遠(yuǎn)、何穎、支東彥公共郵 碼超細(xì)材 與應(yīng)用教育實(shí)驗(yàn)十五樓509： 論材料科組成—結(jié)構(gòu)—性能的關(guān)系及其規(guī)圖1.1測(cè)試分析方圖1.2測(cè)試分析方法的發(fā)更高的靈敏3.更高的準(zhǔn)確

更好的選擇4.更快的分析速5.更高的自動(dòng)化程度6.更完善的多元分7.更可信的形態(tài)分析8.實(shí)現(xiàn)無損9.原位 內(nèi)，實(shí)時(shí)分材料研究方廣 技術(shù)路 實(shí)驗(yàn)技 X射線衍射方 電子顯微 紅外光譜分 核 分析材料研究方圖1.3本課程的主要內(nèi)光譜分析（紅外與拉曼光譜、紫外-可見光核 質(zhì)譜（有機(jī)與無機(jī)質(zhì)譜教學(xué)目看懂或分析一般 和方要求掌握各儀器分析方法及原理，基本掌握儀器構(gòu)方法把握各環(huán)節(jié):聽講--作業(yè)-實(shí)驗(yàn)-查閱相關(guān)資考核方式考試（70%）+平時(shí)（30%40%，作業(yè)30%，小電磁波作用及其分析測(cè)試方 波長(zhǎng)范激發(fā)能光譜方0.005核X0.1X102004000.82.5250.031電磁波參光譜圖的幾個(gè)重要參三、紫紫外光譜的產(chǎn)價(jià)電子躍 基

h M激發(fā) （△E E= -E1=h量子化；選擇性吸收紫外：紫外：200-400nmUltraviolet不同分子價(jià)鍵的電子躍 光譜學(xué)中的一些定量關(guān)透光度 T%=I/吸光度 A=lg1/T=lgAεc lgA=lgcL+lg紫外吸收光譜的應(yīng)紫外光譜的表示形英文及縮InfraredAbsorptionSpectro-紅外吸收光譜的產(chǎn)紅外光譜:成鍵原子振動(dòng)能級(jí)（伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)）的躍遷產(chǎn)生條件：（1）光子能量-振動(dòng)能級(jí)能量匹配（2）相互作用，分子的偶極矩的改變。能量的吸收是μμ=q×吸收波長(zhǎng)—分子振動(dòng)方程

νk力常數(shù)—μ=mAmB/(mAmB)折合質(zhì)mm-C-H3300-2700cm-1-C-O1300-1000k分子的運(yùn)動(dòng)形線性分子：3n-5；非線性分子：3n-直線形分子的運(yùn)動(dòng)狀 分子的振動(dòng)形亞甲基—CH2—的幾種基本振動(dòng)形式及其紅外吸紅外光譜圖的形紅外光譜的特征性-基團(tuán)基團(tuán)頻率：與一定的結(jié)構(gòu)單元（官能四個(gè)區(qū)紅外光譜的分一區(qū)：X-HO-H、N-H、C-H和S-炔鍵 稱伸縮振紅外吸收光譜的分低于 紅外光譜影響紅外位移的因外試樣的狀態(tài)（氣、液、固，氣態(tài)頻率最高）、內(nèi)電效應(yīng)（誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)誘導(dǎo)效共軛效誘導(dǎo)與共軛效應(yīng)的共同作無I、酰I大于游離羧I大于酰M大于氫鍵作吸收光數(shù)位置（波長(zhǎng)形狀（輔助紅外吸收光譜的應(yīng)分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研鍵長(zhǎng)、鍵角、分子的立體構(gòu)型、化學(xué)鍵化學(xué)組成的分官能團(tuán)、化學(xué)結(jié)Ω=(2m+2-(n–r+s))/2，CHON 3價(jià)（N）和1價(jià)（H、鹵素X）元素的數(shù)在高分子材料研究中的應(yīng)各種尼龍材料的各種尼龍材料的在無機(jī)非金屬材料研究中的應(yīng)不同狀態(tài)水的紅外無機(jī)礦物的紅外吸紅外光譜棱鏡：NaCl晶體分光器，對(duì)濕度和溫度要求高，波數(shù)范圍4000-600cm-1光柵：對(duì)環(huán)境要求降低，波數(shù)范圍4000-600cm-型第三代：光通量大、快速靈敏、分辨率傅里葉變換紅外光譜儀（FourierInfraredSpectrometer，簡(jiǎn)寫為FTIR 紅外樣濃度（厚度）：大部分吸收峰的透光度在15-不含游離水：損害鹽窗，影響光譜純組分:（1）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，（2）盡可能分離，蒸制固體樣品：壓片法；石蠟糊法（六氯丁二烯）；薄FTIR技術(shù)的發(fā)幾種幾種常用的FTIR技a透射，b衰減內(nèi)反射（衰減全反射，ATR，AttenuatedTotalRefraction，AttenuatedTotalinternalReflectanceFourierTransformInfraredspectroscopy），c漫反射（DRSDiffuseReflections，Drifts），d反射吸收，e光聲光譜漫反射IR的應(yīng)聚酯（PET)表面聚四氟乙烯（PVF2）涂層的漫反射IR光拉曼光譜（Raman當(dāng)光穿過透明介質(zhì)被分子散射的光發(fā)生 a散射的能級(jí) b散射譜IR與Raman的比較(互補(bǔ)性大小激光（不限波長(zhǎng)高分子應(yīng)高分子構(gòu)象選擇定律，互相排斥定律（對(duì)稱中心拉變聚合物修飾表無機(jī)材碳材 石相SP31332cm-1；石墨相 1550cm-不同溫度 ID/IG=0.75 質(zhì)譜質(zhì)譜法(MassSpectrometry陽(yáng)離子碎荷質(zhì)比分質(zhì)譜儀的分質(zhì)量分析質(zhì)譜儀的分應(yīng)用（進(jìn)樣、離子源有機(jī)質(zhì)譜儀-測(cè)定有機(jī)化合物的分子結(jié)無機(jī)質(zhì)譜儀–測(cè)定無機(jī)化合二次離子質(zhì)譜儀同位素質(zhì)譜儀–測(cè)同位素質(zhì)譜強(qiáng)絕對(duì)強(qiáng)相對(duì)強(qiáng)空空氣質(zhì)譜結(jié)質(zhì)譜儀的主要性能指4．質(zhì)量精度：=（m1-mm離子類離子峰的產(chǎn)分子離子分子離子從分子離子峰可以準(zhǔn)確地測(cè)定該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)分子離子峰和碎片離子峰的解析可提供有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的質(zhì)譜圖上質(zhì)荷比最大的峰一定為分子離子峰？如何確定分子離子在質(zhì)譜圖中，分子離子峰應(yīng)是最高質(zhì)荷比的離子峰。（同位素離子加合峰除外分子離子穩(wěn)定性的一般規(guī)律：分子離子的穩(wěn)定性與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。碳數(shù)較多、碳鏈較長(zhǎng)（也有例外）和有支鏈的分子，幾率較高，其π有機(jī)化合物分子離子峰的穩(wěn)定性順芳香化合物＞共軛鏈烯＞烯烴＞脂環(huán)化合物＞直鏈烷烴＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支鏈烷分子離子峰的判由Ｃ，Ｈ，Ｏ組成的有機(jī)化合物，Ｍ由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ組成的有機(jī)化合物，Ｎ奇數(shù)，Ｍ奇數(shù)由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ組成的有機(jī)化合物，Ｎ偶數(shù)，Ｍ偶數(shù)M+1峰 采用不同的質(zhì)譜儀確 同位素離子“A”型：F、P、質(zhì)量單位C、N、“A+2”型：Cl、Br、S、Si、碎片及可能來未知物分各各元素的同位素豐度一定，(M+1)/M和(M+2)/M一Beynon表：C、H、O、N等的各種組合的分子質(zhì)量及其同位素豐某物質(zhì)M為150，質(zhì)譜測(cè)得m/z為150、151和152的強(qiáng)度比分別為100、9.9和未知物分M+2峰很弱：沒有Cl、Br和S元素前個(gè)從分子離子斷下的碎片的質(zhì)量分別是、、 m/z=39，C3H+，CHO，不飽和度2 可可能結(jié)氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技質(zhì)譜法具有靈敏度高、定性能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但進(jìn)樣要純，才能發(fā)