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傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及应用。 红外光谱仪是鉴定物质和分析物质结构的有效手段。 傅立叶变换红外光谱仪FT-IR是70年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。 它是基于光相干原理设计的领导形象设计循环运行设计分布式光伏接入设计ao工艺污水处理厂设计配套工程施工组织设计是一种干涉光谱仪具有优良的特性完善的功能和极其广泛的应用也具有广泛的这个的发展前景...

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及应用。 红外光谱仪是鉴定物质和分析物质结构的有效手段。 傅立叶变换红外光谱仪FT-IR是70年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。 它是基于光相干原理设计的领导形象设计循环运行设计分布式光伏接入设计ao工艺污水处理厂设计配套工程施工组织设计是一种干涉光谱仪具有优良的特性完善的功能和极其广泛的应用也具有广泛的发展前景 本文简要介绍了傅里叶变换红外光谱仪的基本原理，总结了傅里叶变换红外光谱仪的主要特点，总结了其在各方面的应用，并对傅里叶变换红外光谱仪的发展方向提出了一些基本观点。 关键词 傅里叶变换红外光谱仪基本原理 应用开发目录 I 摘要 II摘要 11 傅里叶变换红外光谱仪的历史 42 基本原理 421 光学系统和工作原理 622 傅里叶变换红外光谱仪测量 723 傅里叶变换红外光谱仪的主要特点 83 样品处理 831 气体样品 832液体和溶液样品 833 固体样品 94 傅里叶变换红外光谱仪的应用 941 在临床医学和药学中的应用 ⑷ 1042 在化学工程中的应用 1143 在环境分析中的应用 1144 在半导体和超导材料中的应用 ⑼ 125 全文摘要 13 参考文献 1 发展史傅里叶变换红外光谱仪 迄今为止，已经研制出三代红外光谱仪。 第一代是最早的棱镜式色散红外光谱仪，采用棱镜作为分光元件。 1960年代，出现了第二代光栅式色散红外光谱仪。 由于采用了先进的光栅雕刻复制技术，提高了仪器的分辨率，加宽了测量波段，降低了对环境的要求。 70年代发展起来的干涉红外光谱仪是第一代红外光谱仪。 第三代的典型代表如图1所示，它具有测量范围宽、测量精度高、分辨率极高、测量速度极快等特点。 傅里叶变换红外光谱仪是干涉红外光谱仪器的代表。 具有优良的特性和完善的功能。 SHAPEMERGEFORMAT 图1 傅里叶变换红外光谱仪实物图 近年来，各国厂商对其光源干涉仪探测器和数据处理系统进行了大量的研究和改进光纤光谱仪 工作原理，使其日趋完善。 由于计算机技术和自动化技术在仪器中的广泛应用，红外光谱仪的大部分调节、控制、测试和分析结果都是由计算机完成的，如显微红外光谱中的图像技术。 各家公司的显微红外光谱仪可以对样品的某一区域进行扫描，得到该区域化学成分的分布图，如Continuum Nicolet EquinoxTM55BrukerSpectrum2000PerkinEl2mer和Stingraylmaging Bio-Rad等显微镜都有此功能。 随着仪器精度的提高，红外光谱仪在分辨率和扫描速度方面都达到了很高的指标。 例如Bruker IFSl20H的最佳分辨率为010008cm-1 Bomen公司的DA系列可以达到010026cm -1 Bruker的扫描速度可以达到117 spectra s，Nicolet8700的时间分辨率可以达到250皮秒。扫描技术。 Nicolet8700的扫描速度是105倍。 它不仅限于使用中红外 MIR。 使用分束器可以覆盖从紫外到远红外的光谱范围。 比如Bruker是50000～4cm-1Bomen是50000～5cm-1Nicolet是25000～20cm-1这些都是非常高的技术指标标志材料、光路设计、加工工艺和软件都达到了很高的水平[1]但是通常的透射红外光谱，即使是傅立叶变换透射红外光谱，也存在以下缺点 难以控制一致性，给测量结果带来误差。 此外，无论是加入红外线惰性物质，还是压制自立片，都会对粉末状态的样品造成形貌变化或表面污染，使其在一定程度上失去本色。 ②大多数物质都具有独特的红外吸收。 多种组分共存时，普遍存在谱峰重叠现象。 ③透射式样品池无法解决催化气相反应中反应物的短路问题。 快递公司的问题。 快递公司的问题。 南海问题解方程式问答，使催化剂表面吸附物质浓度降低，影响检测灵敏度④不能用于原位在线研究，只能用于少数研究. 因此，漫反射傅里叶变换红外光谱技术 和衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术应运而生 [2] 漫反射技术是一种用于固体粉末样品直接测量的光谱 ***快递客服问题处理细则** * 计算 *** pdf 计算 *** pdf 山木 *** pdf 华与华 *** 下载 虽然它早在1960年代就发展成为光谱学的一个分支，但在傅里叶变换出现后与红外光谱学相结合红外光谱。 傅立叶变换红外光谱技术才进入实用阶段。 与透射傅里叶变换红外光谱相比，漫反射傅里叶变换红外光谱具有以下优点：无需制样、不改变样品形状、不污染样品、不要求样品有足够的透明度。 或者表面光洁度不需要破坏样品，不会对样品的外观和性能造成任何损害。 样品可直接放在样品架上进行测量。 可以同时测量多个组件。 这些特性非常适合珠宝等样品的无损检测。 鉴定钻石钞票和邮票的真伪对样品没有不利影响。 20世纪90年代初，衰减全反射ATR技术开始应用于红外显微镜，全反射傅立叶变换红外ATR-FTIR光谱仪诞生。 近年来，随着计算机技术的发展和多媒体图像查看功能的使用，实现了对不均匀样品和不平整样品表面微区的无损测量。 可以获得微区中官能团和化合物空间分布的红外光谱图像。 衰减的全反射不需要通过样品的信号而是通过样品。 表面的反射信号获得了样品表面有机成分的结构信息。 因此，衰减全反射具有以下特点： 1、不破坏样品。 它不需要像透射红外光谱那样分离和制备样品。 对样品的大小和形状无特殊要求。 属于无损样品表面。 测量 2 可测量含水和湿样品 3 检测灵敏度高 测量区域的小检测点可达数微米 4 可获得物质分子在测量位置的结构信息 空间分布的红外光谱图像某些化合物或官能团以及微区Elephant 5的可见显微照片，可以进行红外光谱数据库检索和化学官能团辅助分析，以确定材料、类型和性能。 6、操作简单，自动化程度高。 使用计算机选择点、定位和收集测量值。 由于衰减全反射的上述特点，大大拓展了红外光谱技术的应用范围。 许多 可能使用透射红外光谱技术制备样品或样品制备过程非常复杂、困难且不能令人满意。 用衰减全反射附件进行实验和实验可以获得常规透射红外光谱技术无法获得的检测效果。 傅里叶变换红外光谱仪与其他仪器的组合技术是现代研究和发展的一个重要方向。 在现代分析检测技术中，复杂样品中痕量或痕量成分分离分析的多功能红外在线检测技术代表了一项新的突破。 发展方向 傅立叶变换红外光谱仪与色谱仪的结合，可用于多组分样品的分离定性。 与显微镜结合可用于微量样品的分析鉴定，热失重可用于材料的热稳定性研究和拉曼光谱。 可以获得红外光谱的弱吸收信息。 实践证明，组合红外光谱是一种非常有效和实用的技术。 现已实现气相色谱-红外高效液相色谱-红外超临界流体色谱-红外薄层色谱-红外热重-红外显微镜-红外和气相色谱-红外-质谱等联机运行。进一步提高分析仪器的分离分析能力随着傅里叶变换红外光谱技术的发展远红外近红外偏振红外高压红外红外光声光谱红外遥感技术变温红外拉曼光谱、色散光谱等技术也应运而生一个接一个。 这些技术的出现，使红外成为材料结构和鉴定分析的有效工具。 近年来，随着计算机技术的发展，红外光谱的定性分析实现了计算机检索和辅助光谱分析。 也就是说，先将相当数量的化合物的红外光谱按照一定的规则进行编码，存储在计算机的存储设备中，形成光谱库，然后对待测样品的红外光谱进行相同的编码。分析，然后利用某种计算方法将光谱库中存储的数据进行逐一比较，选择相似数据，最后根据相似度输出选择结果，达到光谱检索的目的，即也大大减少了光谱分析的工作量。 2 基本原理 红外线和可见光一样是电磁波，而红外线是波长介于可见光和微波红外光之间的电磁波，根据波长可分为近红外、中红外和远红外三个波区波长范围。 各种物理过程和分子结构特征对于解决分子结构和化学组成方面的各种问题最有效，因此中红外区是红外光谱中应用最广泛的区域。 一般来说，红外光谱多是指这个范围。 红外光谱属于吸收光谱，是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光所致。 它是红外光谱测定化合物结构的理论基础。 红外光谱作为分子的指纹，广泛应用于物质分子结构和化学成分的研究。 根据分子对红外光的吸收，得到带频率的位置、强度、形状、吸收带和温度聚集状态。 从光谱分析的角度来看，主要是利用特征吸收带的频率来推断分子中是否存在某种基团或键。 吸收带频率的变化可以用来推断相邻的基团或键，从而确定分子的化学结构。 当然，特征吸收带强度的变化也可以用来对混合物和化合物进行定量分析。 鉴于红外光谱的广泛应用，可以绘制出红外光谱的红外光谱。 光谱仪也成为科学家们重点研究的对象。 傅里叶变换红外傅里叶变换红外光谱仪是根据光相干原理设计的，所以它是一种干涉光谱仪。 它主要由作为光源的硅碳棒高压汞灯干涉仪、计算机和记录仪组成。 系统组成 傅里叶变换红外光谱仪大多采用迈克尔逊干涉仪，因此实验中测得的原始光谱图是光源的干涉图，然后计算机对干涉图进行快速傅里叶变换计算，得到波长或波数作为函数。 excel 方差函数 excelsd 已知函数     2 fxmx mx m      2 1 4 2 函数公式 下载渐开线函数表 下载的谱图因此称为傅里叶变换红外光谱仪 仪器称为傅里叶变换红外光谱仪 21 光学系统及工作原理 图2是典型的傅里叶变换红外光谱仪光路系统。 红外光源发出的辐射通过凹面镜变成平行光，然后进入迈克尔逊干涉仪。 光束交替通过样品池或参比池，然后同步通过摆镜C和B将光束聚焦到检测器上。 图2 典型的傅里叶变换红外光谱仪光路系统。 干涉后有足够的能量照射在样品上，然后到达检测器。 傅里叶变换红外光谱仪测量部分的主要核心部件是干涉仪。 图3是单束光照射迈克尔逊干涉仪时的工作原理图。 干涉仪是固定的。 反射镜M1为固定镜，动镜M2由动镜和分光镜B组成。M1和M2为相互垂直的平面镜。 B 以 45° 角放置在 M1 和 M2 之间。 B可以将来自光源的光束分成两等分，一半光束被B反射，另一半光束在迈克尔逊干涉仪中通过B透射。 当投射到探测器上时，由于动镜的运动，两束光存在光程差。 当光程差为半波长的偶数倍时，就会发生相长干涉，出现亮线。 当光程差为半波长的奇数倍时，就会发生相消干涉，出现暗线。 当光程差既不是半波长的偶数倍也不是奇数倍时，相干光强介于前两种情况之间。 当移动镜移动时，检测器上记录的信号的余弦变化每移动四分之一波长距离。 信号由亮到暗周期性变化一次 图3 图3 单束辐照傅里叶变换红外光谱仪工作原理及主要实验步骤。 傅里叶变换红外光谱仪的工作原理和主要实验步骤。

迈克尔逊干涉仪工作原理 图22 傅里叶变换红外光谱测量 在傅里叶变换红外光谱测量中，主要有两个步骤。 第一步是测量红外干涉图，这是一种时域光谱。 第二步很难解释。 计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，得到作为波长或波数函数的频域光谱，即红外光谱。 透射率的横坐标是波长λμm或波数cm-123。 傅立叶变换红外光谱仪的主要特点 1. 取消了多通道的优势 差距大大提高了光能的利用率。 样品置于所有辐射波长下，因此全波长范围内的吸收是不可避免的。 提高信噪比大大提高了测量灵敏度和准确度。 2、分辨率的提高取决于动镜的直线移动距离。 距离增加。 激光参考干涉仪利用激光干涉条纹精确测量光程差，使波数更准确。 测得的光谱范围可达10-104 cm-15。 扫描速度极快，不到1秒即可得到谱图。 与分散式仪器相比高出数百倍。 3、样品处理完成后，会逐一分析样品的物理状态。 31、对于气体样品，可直接装入已抽真空的样品池中。 普通样品池的长度约为10cm或更长。 例如，采用多次反射折叠光路，使光束通过样品池全长的次数达到几十次。 32 液体和溶液样品 纯液体样品可直接滴入两个窗口之间的缝隙中形成薄膜，然后进行测量，无需添加 溶剂造成的干扰会表现出强烈的分子间氢键和缔合效应. 对于解决方案，必须注意两点。 池窗和样品池的材料必须与测量的光谱范围相匹配。 应正确选择溶剂。 对溶剂的要求 对样品有良好的溶解性。 溶剂的红外吸收不干扰测定。 溶剂的选择取决于所研究的光谱区域。 CH2Cl2等水不能用作溶剂，因为它会自行吸收并会腐蚀池窗，因此必须将样品干燥。 所得溶液一般稀释10%左右，有利于33种固体样品的测定。 固体样品可采用溶液法、糊剂法和压片法。 方法是将样品在合适的溶剂中制成浓度约为5%的溶液，然后进行测定。 满意的定量结果 压片法是将约1mg样品和100mg干燥溴化钾粉末研磨均匀，然后在压片机上压成近乎透明的圆片，然后进行测定。 这种处理技术的优点是干扰小，样品易于控制。 浓度定量结果准确，样品保存方便。 为了成功地测试固体样品，必须注意以下两点。 仔细研磨样品，使粉末颗粒足够小。 样品颗粒必须分散均匀，无水分。 介绍傅里叶变换红外光谱仪在各个方面的应用。 41 在临床医学和药学中的应用 [4] 鉴于每种化合物都有其独特的红外光谱，除特殊情况外，尚未发现两种不同的化合物具有相同的红外光谱。 因此，红外光谱为药物质量的监测提供了快速、准确的信息，如药材天麻阿胶、西药红霉素、环磷酰胺的监测，抗肝炎药物地苯二酯同构研究等。 傅里叶变换红外光谱仪用于临床疾病。 它还广泛用于检测，如利用红外光谱检测冠心病、动脉硬化、糖尿病和癌症等。 红外光谱用于测定蛋白质基质中的葡萄糖含量，利用FT-Raman光谱在700-1900cm-1的差异检测胃齿、血管、肝脏等人体组织的研究可用于诊断恶性肿瘤体内，这是一种严重危害人类身心健康、消耗大量医疗卫生资源的疾病。 由于晚期癌症缺乏有效的治疗方法，肿瘤的早期诊断对于延长患者的生存时间、提高生活质量具有十分重要的意义。 生活质量具有重要意义。 傅里叶变换红外光谱可以提供有关分子结构和变化的各种信息。 它可以在分子水平上反映细胞组织的变化。 与传统的肿瘤检测方法相比，是早期发现肿瘤的有效手段。 在快速、准确、客观的特点上，甚至可以通过光纤附件实现对肿瘤在原位、活体的实时检测和诊断。 通过比较胃癌组织与正常组织的FTIR光谱[5]，可以发现胃癌组织具有如图5所示的特征光谱。图6所示的胃癌细胞系的FTIR检测结果不同于胃癌组织的光谱特征。 图 5 胃癌组织和正常组织的红外光谱。 表面化学中的应用可分为表面化学、催化化学和石油化学中的应用。 421 在表面化学研究中的应用 红外光谱在表面化学研究中的应用有两个鲜明的特点。 原位实时红外分析技术 据介绍，目前有一种适用于原位同步红外分析的FT-IR漫反射室。 以红外吸收光谱IRASART-IR和IR反射光谱为代表的红外光谱技术广泛应用于天然组织膜和LB膜的研究，如应用IR反射光谱研究薄膜、测定组织薄膜的厚度组成和结构等。 IRAS的应用实例包括CO在Pd催化剂表面氧化反应动力学的研究，NO和CO在Pd和Pd-SiO2表面的共吸附研究。 原位红外光谱技术用于研究催化反应过程，也用于原位反射和吸附红外光谱研究催化剂表面的位点封闭效应。 此外，还生产出一大批与原位红外光谱技术相配合的新型附属装置。 423 在石化研究中 傅里叶变换红外光谱仪在石化领域的应用是一个非常广泛的领域，如IR表面在重油、胶体和硅胶层析得到的沥青质的组成性质和处理中的应用。 红外光谱仪在润滑油及其应用中的进步体现在用于识别未知油品和标定润滑油的经典物理特性，如粘度、总酸值和总碱值，这些都包含在油品分析计划中以供使用的设备状态监测。 项目进度计划 样本计划下载 计划下载 计划下载课程 表征油中降解和污染的教学计划下载 油润滑表面摩擦化学过程和产物的原位监测和表征 红外光谱在生产控制和性能中应用的重大进展轻油的分析包括红外光谱的应用 预测汽油的辛烷值和使用 IR 测量汽油中含氧化合物的含量。 此外，使用 ATRFT-IR 和 GC 测定汽油中的芳烃含量 [6] 43 气相色谱-傅里叶变换红外在环境分析中的应用 毛细管气相色谱的高分辨率能力与傅里叶的快速扫描相结合变换红外光谱为GC-MS无法鉴定的异构体提供了完整的分子结构信息，有利于化合物的官能团识别。 K1A1 克罗克等人。 报道了气相色谱红外光谱质谱法在环境分析中的应用。 傅立叶变换红外遥感技术可用于测量工业大气空间特征。 由于汽油质量的控制与环境保护密切相关，因此采用美国HPG CIRPMS测定汽油中的甲醇。 乙醇1-丙醇2-丙醇1-丁醇2-丁醇异丁醇叔丁醇苯苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯等准确度1级光纤光谱仪 工作原理，相对偏差0.155。 傅里叶变换红外法可用于气态烃类混合物定量分析测定水中石油烃非色散红外法已成为我国环境监测标准***[8]44在半导体和超导材料中的应用[9] 在这方面的应用 主要分析铀原子与CO和CO2反应产物的基体红外光谱，研究铀-钍-镍-锡变性锰-铝-铜铁磁合金的远红外性质，分析C60填料包合物包裹体的红外和拉曼光谱 傅里叶变换红外显微光谱法测定有机富油页岩中的海藻化石 此外，傅里叶变换红外光谱仪在材料结构分析、热力学状态分析、热力学过程分析和表征。 红外光谱仪广泛的应用范围引起了各国众多科技工作者和生产厂家的关注和赞誉。 近年来，他们对光源干涉仪探测器、数据处理等各种系统进行了大量的研究和改进，使其在仪器精度等方面越来越完善。 红外光谱仪的改进在分辨率和扫描速度方面都取得了很高的指标。 红外光谱仪的大部分调节、控制、检测和结果分析均由计算机完成。 进步很大，但本身也有很多缺陷（1）进样比较麻烦，会破坏样品的原有形状或表面污染，因此不能应用于一些真伪鉴定，如珠宝、钻石、纸币上的笔迹、邮票等。针对这些缺陷，漫反射傅里叶变换红外光谱和衰减全反射傅里叶变换红外光谱很好地解决了这个问题。 (2)红外光谱定性分析时，应将测得的光谱与已知样品光谱或标准光谱进行比较。 同一种化合物在不同的状态和不同的溶剂中会表现出不同的光谱。 此外，浓度、温度、样品纯度、仪器分辨率等因素也会影响分析结果。 因此，红外光谱的分析非常复杂，工作量非常大。 With the development of computer technology The development of qualitative analysis of infrared spectroscopy has achieved computer retrieval and assisted spectral analysis, but this retrieval capability is limited by the amount of stored data, because more and more newly synthesized compounds, the workload of building a spectral library is increasing. Now people are beginning to study a method called It is a tool for assisting infrared spectrum analysis. This is an artificial intelligence technology. It can use computers to perform deductive reasoning based on information such as the characteristic frequency intensity and shape of the absorption band in the spectrum of the unknown. It is still under research. At this stage, I believe that a computer artificial intelligence system with perfect functions in analyzing chemical structures will be developed in the near future. 2] Liu Minna, Wang Guiqing, Lu Qibin, progress and application of infrared spectroscopy [J] Fine Chemical Intermediates 20013161-3 [3] Fang Huiqun, Yu Junsheng, Shi Jian Instrument Analysis [M] Beijing Science Press 2002350-355 [4] Wang Xuming Infrared Spectroscopy in recent years New progress in the application of spectroscopy in clinical medicine [J] Modern Instruments 20071 [5] Du Junji Shi Jingsen Wu Jinguang et al. Research on Fourier Transform Infrared Spectroscopy for Tumor Cell Line Detection [J] Spectroscopy and Spectral Analysis 200828151-54 [6] JWDiehletalDeterminationofaromatichydrocarbonsingasolinebygaschromatographyfouriertransforminfraredspectroscopy[J]AnalChem1995671[7]Xu Weibin 1GC-FTIR combined technology for determination of organic pollutants in water[J]Spectroscopy and Spectral Analysis 1994141[8]State Environmental Protection Administration of Water and Wastewater Monitoring and Analysis*** Fourth Edition[M ] Beijing China Environmental Science Press 2002 [9] Li Shenghua's progress in application of infrared spectroscopy [J] foreign analytical instrument technology and application 19964 sample swing mirror C reference collimation lamp MCT or DTGS detector optical path difference δcm－0 detector D Optical beam splitter B Light source Sλ4 Displacement cm Moving mirror M2 Light source wavelength λa1a2 Fixed mirror M1 Fixed mirror M1 Light source interferometer Moving mirror B Swing mirror APAGE

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