红外光谱原理及仪器剖析

红外光谱原理及仪器剖析

红外光谱是研究物质分子结构、官能团及分子间相互作用的重要方法之一、它通过测量物质在红外辐射下的吸收、散射、透射等现象得到的信息，来揭示物质的化学、物理性质。

红外光谱的原理是基于物质吸收和发射红外辐射的现象。在物质的红外光谱图谱中，吸收峰对应着物质分子中不同官能团振动状态的特征，通过对标准物质的红外光谱图谱进行比对，可以确定待测样品的化学成分和结构。

红外光谱仪是用于测量物质红外光谱的专用仪器，主要由光源、样品室、光学系统和检测器等部分组成。光源可以采用红外灯、光电导、红外激光等，它会发射红外光，在光学系统中被聚焦后通过样品室中的待测样品。

样品室是红外光谱仪的核心部件，通常包括样品支架和透明窗口。待测样品经过样品支架放置在样品室中，透明窗口能够让红外光通过并与样品发生作用。样品室的设计还考虑了对样品温度和气氛的控制，以保证测量的准确性和可靠性。

光学系统是将从光源发出的红外光聚焦到样品上，并将样品经过红外光照射后产生的信号转换为电信号。它主要包括光栅、透镜、反射镜等光学元件，通过精确的光学调节，可以将红外光的信息传递到检测器上。

检测器是红外光谱仪的另一个重要部件，它将从样品中散射或透射出来的红外光信号转换为电信号。常用的检测器有热电偶、半导体探测器和光电二极管等。这些检测器对不同波段的红外光有不同的响应特性，可以适应不同光谱测量的需求。

红外光谱仪的工作过程通常包括样品的准备、测量条件的设定和数据

分析等步骤。首先，将待测样品制备成适当形式，如固体样品经过研磨、

液体样品经过稀释等。然后，设定红外光谱仪的测量条件，包括光源的选择、采集光线的范围和速度等。最后，将测量到的红外光谱数据进行分析，通常通过与标准物质光谱图谱的比对来确定样品的组成和结构。

红外光谱在有机化学、生化分析、材料科学等领域有着广泛的应用。

通过红外光谱技术，可以快速、准确地确定复杂化学物质的结构和官能团。此外，红外光谱还可以用于研究物质的溶解、聚合、脱附等过程，为新材

料的设计和开发提供参考。

总之，红外光谱原理及仪器剖析是对红外光谱的工作原理及红外光谱

仪器的组成和工作过程进行详细介绍。红外光谱技术在科学研究和实际应

用中具有重要的地位，可以揭示物质的结构和性质，为化学、生物和材料

科学的发展提供支持。

傅里叶红外光谱仪工作原理及应用

傅里叶红外光谱仪工作原理及应 用 傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer),简称为傅里叶红外光谱仪。它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。 FTIR工作原理： 光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。 FTIR主要特点： 1.信噪比高：傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少，没有光栅或棱镜分光器，降低了光的损耗，而且通过干涉进一步增加了光的信号，因此到达检测器的辐射强度大，信噪比高。 2. 重现性好：傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里叶变换对光的信号进行处理，避免了电机驱动光栅分光时带来的误差，所以重现性比较好。

3. 扫描速度快：傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的，得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果，而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒，而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围，一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。 简单来说，红外光谱具有特征性强、分析快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较高、应用范围广（固态、液态或气态样品都能应用；无机、有机、高分子化合物均可检测）等特点，其与色谱（GC-IR）联用或TGA（TGA-IR）联用，定性功能强大。 FTIR能解决以下问题： ① 已知物的鉴定； ② 未知物的结构鉴定； ③ 特殊材料的定量分析； ④ 显微红外可针对产品表面残留物、表面析出粉末/液体、产品表面疑似发生氧化、腐蚀、外来物、外来成分引入等微量物质分析。 FTIR在材料检测领域的应用 1. 已知物的鉴定 将试样的红外光谱与标准的红外光谱进行比对对照。依据光谱峰位、波数、峰形等特征一致性判定两者化合物的相似性及纯度。 经过谱图匹配显示，试样的红外谱图与标准的红外谱图在峰位、波数、峰形的特征三要素上均有较高的一致性，可判断两

紫外光谱法与红外光谱法

部分一紫外光谱法与红外光谱法 摘要：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法，紫外光谱法(UV)，红外光谱法(IR)都是属于光谱法。 一、原理不同 1、紫外光谱(UV) 分子中价电子经紫外光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。 紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区, 一般的紫外光谱是指近紫外区。 2、红外光谱法（IR） 分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。 红外光区的波长范围是0.76—500 μm，近红外0.76—2.5μm中红外 2.5—25μm远红外波长25—500μm 。 二、仪器对比

三、分析目的 1、紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气（如苯等）的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外，一般不显现。因此，紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2、中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起，红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因而中红外光谱是振动—转动光谱，光谱复杂。 3、紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析，不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，用于定性分析及结构研究，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱，除此之外，红外光谱还可以用于某些无机物的研究 4、红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的∏电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此，多数紫外光谱比较简单，特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱(UV)为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。红外光谱主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。

红外分析

变换红外光谱 漫反射傅立叶变换红外光谱（DRIFTS）是近年来发展起来的一项原位（in situ)技术，通过对催化剂上现场反应吸附态的跟踪表征以获得一些很有价值的表面反应信息，进而对反应机理进行剖析，已在催化表征中日益受到重视。该表征技术适合于固体粉末样品的直接测定以及材料的表面分析。将漫反射方法,红外光谱与原位红外技术结合，试样处理简单，无需压片，并且不改变样品原有形态，所以较之其他原位红外方法更容易实现在各种温度,压力和气氛下的原位分析。 1实验原理与装置 原位漫反射红外光谱的实验系统一般由漫反射附件、原位池、真空系统、气源、净化与压力装置，加热与温度控制装置、FTIR光谱仪组成。 在红外光谱仪样品室加装一个漫反射装置，将装好样品的原位池置于其中，调整漫反射装置，使样品上的漫反射光与主机的光路匹配，以实现漫反射测量。原位池可在高温、高压，高真空状态下工作。图1所示为漫反射红外装置的光路图。光谱仪光源发出的红外辐射光束经一椭圆镜会聚在样品表面并在内部进行折射、散射、反射和吸收，当这部分辐射再次穿出样品表面时，即是被样品吸收所衰减了的漫反射光。如图2所示。图3为漫反射原位池结构示意图，图4为热电公司红外的漫反射附件实物图 图1 图2 图3 图4 目前原位红外漫反射方面国内做的最好是大连化物所的辛勤老师，自行设计出一套漫反射红外装置。利用该装置在催化反应机理推导方面研究出很多有意义的结果。 2.实验操作 开机前需要更换干燥剂，装好液氮先对检测器冷却，依次打开电脑、仪器、软件并检查各项参数是否在指定范围内，根据需要设置扫描次数、分辨率、纵坐标。对于智能型有的参数一般是不需要更改设置的。调节样品池高度使探测器接收到的能量最大(粗调），然后将所测固体粉末样品装入样品池中，刮平样品表面,装上窗体,再调节样品池高度（细调），保证光正好打在样品上。样品颗粒越细越好，这样得出的谱图会更精细。对于深色样品不利于测样可以掺入溴化钾稀释。一般样品，比如我们制的的催化剂要进行预处理，即在惰性气体氛围中高温加热一两个小时，一来可以除去催化剂上的水分和二氧化碳气体，二来也是对催化剂的活化。注意，气速不能开的太大否则会吹散样品粉末堵塞气体管路对后续实验造成影响或是把样品表面吹不平整也会影响谱图质量。如果做探针分子的选择化学吸附，一般步骤是降温并在设定的温度段采集背景，然后在特定的温度下关闭惰性气体通入探针气体直到达到吸附饱和再改吹惰性气体吹扫，不断采集样品信息，然后升温，在开始采集背景时设定的温度段继续采样，背景和采样温度应一致。如果特定需要还可以抽真空或加到一定压力。我们所测的固体催化剂样品一般分辨率都选择4cm-1，扫描次数则常选择32、64。对于漫反射最好选择设置纵坐标以Kubelka－Munk表示，以便可以在需要定量时使用。 实验气路则是根据实验需要自行设计，没有一定的模式，切不同设计方法气路也有所不同。现举一例我们实验室常用来测样品酸性的气路图5如下

傅里叶变换红外光谱分析(第三版)

傅里叶变换红外光谱分析（第三 版） 加入书架 登录 •版权信息 •前言 •第一版前言 •第二版前言 •第1章红外光谱的基本概念 •1.1 红外光谱的产生和红外光谱区间的划分 •1.2 分子的量子化能级 •1.3 分子的转动光谱 •1.4 分子的纯振动光谱 •1.5 分子的振-转光谱 •1.6 振动模式 •1.7 振动频率、基团频率和指纹频率 •1.8 倍频峰 •1.9 合（组）频峰 •1.10 振动耦合

•1.11 费米共振 •1.12 诱导效应 •1.13 共轭效应 •1.14 氢键效应 •1.15 稀释剂效应 •第2章傅里叶变换红外光谱学 •2.1 单色光干涉图和基本方程 •2.2 二色光干涉图和基本方程 •2.3 多色光和连续光源的干涉图及基本方程•2.4 干涉图数据的采集 •2.5 切趾（变迹）函数 •2.6 相位校正 •2.7 红外光谱仪器的分辨率 •2.8 噪声和信噪比 •第3章傅里叶变换红外光谱仪 •3.1 中红外光谱仪 •3.2 近红外光谱仪和近红外光谱 •3.3 远红外光谱仪和远红外光谱 •3.4 红外仪器的安装、保养和维护 •第4章傅里叶变换红外光谱仪附件

•4.1 红外显微镜 •4.2 傅里叶变换拉曼光谱附件 •4.3 气红联用（GC/FTIR）附件 •4.4 衰减全反射附件 •4.5 漫反射附件 •4.6 镜面反射和掠角反射附件 •4.7 变温红外光谱附件 •4.8 红外偏振器附件 •4.9 光声光谱附件 •4.10 高压红外光谱附件 •4.11 样品穿梭器附件 •第5章红外光谱样品制备和测试技术•5.1 固体样品的制备和测试 •5.2 液体样品的制备和测试 •5.3 超薄样品的测试 •第6章红外光谱数据处理技术 •6.1 基线校正 •6.2 光谱差减 •6.3 光谱归一化、乘谱和加谱 •6.4 生成直线

微型近红外光谱仪系统的设计剖析

微型近红外光谱仪系统的设计 1微型近红外光谱仪系统相关理论 1.1近红外光谱仪系统的工作原理 近红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴随转动能级跃迁）而产生的。近红外分析技术是依据被检测样品中某一化学成分对近红外光谱区的吸收特性而进行定量检测的一种方法，它记录的是分子中单个化学键基频振动的倍频和合频信息，它的光谱是在700--2500 nm范围内分子的吸收辐射。这与常规的中红外光谱定义一样，吸收辐射导致原子之间的共价键发生膨胀、伸展和振动，中红外吸收光谱中包括有C-H键、C-C键以及分子官能团的吸收带。然而在NIR 测量中显示的是综合波带与谐波带，它是R-H分子团（R是O、C、N和S）产生的吸收频率谐波，并常常受含氢基团X-H（C-H、N-H、O-H）的倍频和合频的重叠主导，所以在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动的倍频和合频吸收。 图1.1是近红外技术的分析过程图，左侧箭头是建模过程，右侧箭头是检测过程。 1.2近红外光谱仪光学系统基本理论 在近红外光谱分析系统中，用于测量近红外光谱的近红外光谱仪是系统的基础，而分光光学系统是光谱仪的核心。 1.2.1色散原理 色散系统是光谱分析仪器中的重要组成部分，色散系统的选择与设计直接关系到光谱仪器的性能。按其工作原理可分为空间色散型和干涉调制型。空间色散型包括物质色散、多缝衍射和多光束干涉；而调制型主要为傅里叶变换分光、哈达玛变

换分光和光栅调制分光等，这里主要介绍衍射色散分光。 在物理光学中，可以把光波看成在空间分布的标量电磁场，由于光波的波动性质，当光波通过具有一定宽度狭缝时，会发生衍射现象。如果光波同时通过两个相邻的狭缝时，由两狭缝发出的光波将在产生干涉的同时还会受到单缝衍射的调制。由此类推，对于多缝衍射，可以认为多缝衍射光强是多光束干涉光强被单缝衍射光强调制的结果，这就是衍射光栅的工作原理。衍射光栅就是利用多缝的干涉衍射效应，对于任何装置，只要它能起到等间隔地分割波阵面的作用，都可以称为衍射光栅。 采用光栅可以使光学系统结构相对简单，有利于光谱仪器的微型化，也便于光谱仪器的集成化，并且可具有较大光谱范围。实际上，现有的大多数微小型光谱仪器均采用光栅作为系统的分光元件。 1.2.2分光光学系统像差理论及校正 光谱仪器光学系统不仅是能量传递系统，也是光谱成像系统，各类光谱仪器 的光学系统会产生种种像差，从而影响光谱成像质量，使仪器的光谱分辨率下降，并且改变谱线和谱面上的光能量分布。设计光谱仪器时必须了解光学系统像差产 生的原因及其对光谱仪器质量的影响，采取适当的像差校正措施，使光学系统的 残留像差值减小。光学系统在单色光下工作时，会产生球差、彗差、像散、场曲 和畸变五种单色光像差，这几种像差产生的原因及影响如下： 球差是轴上物点唯一的单色光像差，如果光谱仪器光学系统存在球差，则会 使光谱的谱线轮廓增宽，谱线中心光强度下降，因此球差会直接影响光谱仪器的 分辨率。光谱仪器光学系统的球差的影响严重时，物体的细微结构成像会变得模 糊不清。 彗差是光束失去了对称性，各条光线在高斯理想像面上的交点高度各不相同 所造成的成像偏差。在光谱仪器中，彗差的宏观效果是使谱线发生单边扩散现象：谱线的一边成像明晰，而另一边如同彗尾般逐渐扩展、变暗。谱线的单边扩散会 造成单根谱线的中心位置偏移△入，也会明显地降低相邻谱线间的分辨率。 像散的产生是由于轴外物点发出的光束通过光学系统后，将在两个不同位置 形成两条方位互相垂直的短焦线。在光谱仪器中，线状入射狭缝位于子午面内， 除位于光轴上的狭缝中心点以外，从狭缝上其他各点发出的光束都是轴外光束。 因此，在子午焦面处，狭缝的像将是由一系列垂直子午面的短焦线叠合而成的模

IR红外光谱分析实验指导书解析

红外光谱分析实验指导书

实验1聚乙烯和聚苯乙烯膜的红外吸收光谱的测定 ――薄膜法制样 目的要求 (1) 学习聚乙烯和聚苯乙烯膜的红外吸收光谱的测定方法； (2) 学习对该图谱的解释，掌握红外吸收光谱分析基本原理； (3) 学习红外分光光度仪的工作原理及其使用方法。 基本原理 在由乙烯聚合成聚乙烯的过程中，乙烯的双健被打开，聚合生成-(CH?—CH^n长链，因而聚乙烯分子中原子基团是饱和的亚甲基化-(CH?—CH?)，其红外吸收光谱如图1所示。 由图可知聚乙烯的基本振动形式有： 1 1 A. ..C-H(-CH 2-)2926 cm-、2853 cm-; -1 B. 、C-H(-CH2-)1468 cm ; , -1 C. :c-H(-CH2-)n，n>4 时720 cm ; 由于、c-H 1306 cm-1和、c-H 1250 cm-1为弱吸收峰，在红外吸收光谱上末出现•因此只能观察到四个吸收峰。 图1 王「击工兰】土进 在聚苯乙烯的结构中，除了亚甲基(-CH-)和次甲基(-CH-)外，还有苯环上不饱和碳氢 基团(=CH-)和碳碳骨架(-C = C-)，它们构成了聚苯乙烯分子中基团的基本振动形式。图2为聚苯乙烯的红外吸收光谱，由图可知，聚苯乙烯的基本振动形式有： J.5 3,0 . 4.0 5.0 , € 07.0 包0 10 孚1* 埔 A E 1! < E I r IL i I I ■ *」i d ■ I I I L. " I t t r I ■ L L * H 4.耐”讥订wh 的% 11 I \ I』1 11 1「 100U ■ 亠' 亠........ ......................................................... -

红外光谱实验报告

1.基本原理 1.1概述 红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。简称“IR”，是分子吸收光谱的一种。它利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。被测物质的分子在红外线照射下，只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。对红外光谱进行剖析，可对物质进行定性分析。化合物分子中存在着许多原子团，各原子团被激发后，都会产生特征振动，其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。据此可鉴定化合物中各种原子团，也可进行定量分析。 1.2方法原理 1.2.1红外光谱产生条件 每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大，红外谱带也越多 总之，要产生红外光谱需要具备以下两个条件： a.辐射应绝缘且能满足物质产生振动跃迁所需要的能量； b.辐射与物质见又相互耦合作用，分子啊在振动过程中必须有瞬间偶极矩的改变。 1.2.2应用范围 红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能用该方法进行分析，无机、有机、高分子化合物也都可检测。

红外光谱实验报告

1.基根源基本理之阳早格格创做 黑中光谱法又称“黑中分光光度分解法”.简称“IR”，是分子吸支光谱的一种.它利用物量对付黑中光区的电磁辐射的采用性吸支去举止结构分解及对付百般吸支黑中光的化合物的定性战定量分解的一法.被测物量的分子正在黑中线映照下，只吸支与其分子振荡、转化频次相普遍的黑中光谱.对付黑中光谱举止收会，可对付物量举止定性分解.化合物分子中存留着许多本子团，各本子团被激励后，皆市爆收特性振荡，其振荡频次也必定反映正在黑中吸支光谱上.据此可审定化合物中百般本子团，也可举止定量分解. 每种分子皆有由其组成战结构决断的独有的黑中吸支光谱，据此不妨对付分子举止结构分解战审定.黑中吸支光谱是由分子没有断天做振荡战转化疏通而爆收的，分子振荡是指分子中各本子正在仄稳位子附近做相对付疏通，多本子分子可组成多种振荡图形.当分子中各本子以共一频次、共一相位正在仄稳位子附近做简谐振荡时，那种振荡办法称简正振荡（比圆伸缩振荡战变角振荡）.分子振荡的能量与黑中射线的光量子能量正佳对付应，果此当分子的振荡状态改变时，便不妨收射黑中光谱，也不妨果黑中辐射激励分子而振荡而爆收黑中吸支光谱.分子的振荡战转化

的能量没有是连绝而是量子化的.然而由于正在分子的振荡跃迁历程中也时常伴伴转化跃迁，使振荡光谱呈戴状.所以分子的黑中光谱属戴状光谱.分子越大，黑中谱戴也越多总之，要爆收黑中光谱需要具备以下二个条件： 且能谦脚物量爆收振荡跃迁所需要的能量； b.辐射与物量睹又相互耦合效率，分子啊正在振荡历程中必须有瞬间奇极矩的改变. 黑中光谱对付样品的适用性相称广大，固态、液态或者气态样品皆能用该要收举止分解，无机、有机、下分子化合物也皆可检测. 黑中光谱分解可用于钻研分子的结媾战化教键，也不妨动做表征战鉴别化教物种的要收.黑中光谱具备下度特性性，不妨采与与尺度化合物的黑中光谱对付比的要收去搞分解审定.利用化教键的特性波数去鉴别化合物的典型，并可用于定量测定.由于分子中相近基团的相互效率，使共一基团正在分歧分子中的特性波数有一定变更范畴.别的，正在下散物的构型、构象、力教本量的钻研，以及物理、天文、局面、遥感、死物、医教等范畴，也广大应用黑中光谱.

苯甲酸红外光谱测定及谱图解析1小组

苯甲酸红外光谱测定及谱图解析【2 】 一．试验目标 1.控制红外光谱剖析时固体样品的压片法样品制备技巧; 2.懂得傅里叶红外光谱仪的工作道理.结构和应用办法,并熟习根本操作; 3.懂得若何依据红外光谱图辨认官能团,懂得苯甲酸的红外光谱图. 二．试验道理 当必定频率（必定能量）的红外光照耀分子时,假如分子某个基团的振动频率和外界红外辐射频率一致,二者就会产生共振.此时,光的能量经由过程火子偶极矩的变化传递给分子,这个基团就接收必定频率的红外光,产生振动跃迁（由本来的基态跃迁到教高的振动能级）,从而产生红外接收光谱. 假如红外光的振动频率和分子中各基团的振动频率不一致,该部分红外光就不会被接收.用持续转变频率的红外光照耀某试样,将分子接收红外光的情形用仪器记载下来,就得到试样的红外接收光谱图.因为振动能级的跃迁伴随有迁移转变能级的跃迁,是以所得的红外光谱不是简略的接收线,而是一个个接收带. 三．仪器与试剂 仪器：IRAffinity-1傅里叶红外光谱仪.压片机.膜具和湿润器.玛瑙研钵.药匙.镜纸及红外灯. 试剂：苯甲酸粉末.光谱纯KBr粉末 四．内容与步骤 1.将所有的膜具擦拭清洁,在红外灯下烘烤; 2.在红外灯下研钵中参加KBr进行研磨,至少十分钟; 3.将KBr装入膜具,在压片机上压片,压力上升至35Mpa阁下,稳固5分钟; 4.打开傅里叶红外光谱仪,将压好的薄片装机,设置背景的各项参数之后,进行测试,得到背景的扫描谱图. 5.取必定量的样品（样品：KBr=1：4蠟筆）放入研钵中研细,然后反复上述步骤得到试样的薄片;

6.将样品的薄片固定好,装入红外光谱仪,设置样品测试的各项参数落后行测试,得到苯甲酸的红外谱图; 7.在红外光谱仪自带的谱图库中进行检索,检出相干度较大的已知物的标准谱图,对样品的谱图进行解读,参考标准谱图得出判定成果. 五．成果与剖析 500750 10001250150017502000225025002750300032503500375040001/cm 7.5 15 22.5 30 37.5 45%T 3070.683007.02 2559.54 1687.71 1600.921583.561454.331423.47 1292.31 707.88667.37 谱图解析: 3400—2400cm -1酸的O —H 伸缩振动峰 3020—3000cm -1芳烃的C —H 的伸缩振动峰,

中红外分析与近红外分析

尽管可以用傅里叶红外和GC联用，但接口等技能要求高，通常不得已才用 近红外光谱〔NIRS〕、中红外光谱(MIRS)中红外光谱 产品名称：ERASPEC中红外汽油分析仪产地：奥地利原装进口 1．技术指标 用处测试汽油的辛烷值，密度，芳烃，烯烃，苯，甲苯，含氧化合物，甲醇，乙醇，氧含量，氮—甲基苯胺，苯胺，甲缩醛，萘，醋酸丁酯，碳酸二甲酯等〔详见产品说明书〕。 测量方法及原理不同的物质由于化学组成不同，存在不同的化学键，不同的化学键在红外区域都有或强或弱的吸收峰，在中红外指纹区，不同的物质对应的吸收峰都是不同的，即可以根据吸收峰出现的位置判断是何种物质。而且吸收峰的大小与物质的含量有着正向相关性，当含量在一定范围内，此相关性可以用简单的化学方程进展表达，即可以通过吸收峰的大小计算对应物质的化学含量。相应标准为ASTM D6277,ASTM D5845及国内石化行业标准SHT0797氮甲基苯胺根据以上原理在波数为748cm-1处有强烈吸收，可根据吸收峰大小算出氮甲基苯胺的含量，精度为0.1%，重复性为0.1%。甲缩醛的强烈吸收峰为1143cm-1和1048cm-1，同理可算出含量。精度为0.1%，重复性为0.1%。 波长范围2500-25000nm 测量时间1min /每个样品 样品量10ml/每次 测量单位体积百分比，重量百分比 密度测量±0.0001g/cm3，内置安东帕独立密度计。 热机时间小于5秒，无需额外热机，超声波马达驱动，开机可测试。 标定时间小于5秒，参比和样品池自行切换，实时采集背景参比，无需额外试剂标定。 测试过程仪器自动进样，自动样品分析，自动结果大屏幕显示。 显示屏超大6.5寸彩色触摸屏，可快速输入和编辑。 数据处理可连接打印机打印测试结果，可使用U盘下载测试结果，可连接电脑进展谱线处理。 结果存储可存储大于6000组测试结果方便用户查看。 谱线处理退卷积分和激光定标技术，消除基线漂移和零点漂移对实验结果的影响。 操作语言中文，英文，法文，德文等。 接口4个USB接口口，1个以太网，1个RS232和LIMS通讯接口。 电源85-264V AC，47-63Hz 功率70W 现场作业可载使用12V/4A DC直流电源。 尺寸及重量宽220x高320x厚280mm 。8kg 以上是供给ERASPEC中红外汽油分析仪的详细信息，由杰韦弗(中国)西安分公司自行提供，假如您对供给ERASPEC中红外汽油分析仪的信息有什么疑问，请与该公司进展进一步联络，获取供给ERASPEC中红外汽油分析仪的更多信息。 分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可防止地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。 红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。 当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与

红外光谱(IR)(InfraredSpectroscopy)

红外光谱（ I R ）（ Infrared Spectroscopy ） 第一节：概括 1、红外汲取光谱与紫外汲取光谱同样是一种分子汲取光谱。红外光的能量（△ E=0.05-1.0ev ）较紫外光（△ E=1-20ev ）低，当红外光照耀分子时不足以惹起分子中价电子能级的跃迁，而能惹起分子振动能级和转动能级的跃迁，故红外汲取光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。 2、红外光谱的特色：特色性强、合用范围广。 红外光谱对化合物的判定和有机物的构造剖析拥有鲜亮的特色性，构成化合物的原子质量不一样、化学键的性质不一样、原子的连结序次和空间地点 不一样都会造成红外光谱的差异。 红外光谱对样品的合用性相当宽泛，不论固态、液态或气态都可进行测定。 3、红外光谱波长覆盖地区：0.76 mm ~ 1000mm. 红外光按其波长的不一样又区分为三个区段。 （1）近红外：波长在 0.76-2.5mm 之间（波数 12820-4000cm-1） （2）中红外：波长在（在 4000-400 cm-1 ） 往常所用的红外光谱是在这一段的（，即 4000-660 cm-1 ）光谱范围，本章内容仅限于中红外光谱。 （ 3）远红外：波长在25~1000mm（在400-10 cm-1 ） 转动光谱出此刻远红外区。 4、红外光谱图：当物质分子中某个基团的振动频次和红外光的频次同样时， 分子就要汲取能量，从本来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子汲 取红外光的状况用仪器记录，就获得红外光谱图。 5、红外光谱表示方法： （ 1）红外光谱图 波数 红外光谱图以透光率T ％为纵坐标，表示汲取强度，以波长l ( mm) s (cm-1)为横坐标，表示汲取峰的地点，现主要以波数作横坐标。波数是 或

紫外光谱法与红外光谱法

摘要：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法，紫外光谱法（UV），红外光谱法（IR）都是属于光谱法。 一、原理不同 1、紫外光谱（UV） 分子中价电子经紫外光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。 紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm（纳米）,其中100-200nm为远紫外区，200-400nm为近紫外区，一般的紫外光谱是指近紫外区。 2、红外光谱法（IR） 分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光 谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量 分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。 红外光区的波长范围是0.76 —500卩m 近红外0.76 —2.5卩m中红外 2.5 —25卩m远红外波长25—500卩m。 、仪器对比

三、分析目的 1、紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气（如苯等）的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外，一般不显现。因此，紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2、中红外吸收光谱由振一转能级跃迁引起，红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因而中红外光谱是振动一转动光谱，光谱复杂。 3、紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析，不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，用于定性分析及结构研究，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱，除此之外，红外光谱还可以用于某些无机物的研究 4、红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的n电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此，多数紫外光谱比较简单，特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱（UV）为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。红外光谱主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。 5、紫外分光光度法测定对象的物态以溶液为主，以及少数物质的蒸气；而红外分光光度法的测定对象比紫外分光光度法广泛，可以测定气、液、固体样品，并以测定固体

光谱仪种类原理及应用

光谱仪 (spectrometer) 种类原理及应用 光谱仪是一种将复色光分离成光谱的光学仪器。 光谱仪有多种类 型，除在可见光波段使用的光谱仪外， 还有红外光谱仪和紫外光谱仪。 按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉 光谱仪等。按 探测方法分，有直接用眼观察的分光镜，用 感光片记录的摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的 分光光度计等。 根据现代光谱仪器的工作原理 ,光谱仪可以 分为两大类 : 经典光谱仪和新型光谱仪 .经典光谱仪器是建 立在空间色散原理上的仪器 ;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪 器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器 .调制光谱仪是非空间分光的 ,它 采用圆孔进光 . 图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构。狭缝 S 与棱镜的主截面 垂直，放置在透镜 L 的物方焦面内，感光片放置在透镜 L 的像方焦面 内。用光源照明狭缝 S ， S 的像成在感光片上成为光谱线，由于棱 镜的色散作用，不同波长的谱线彼此分开，就得入射光的光谱。棱镜 摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。 普通 光时新建

学玻璃只适用于可见光波段，用石英可扩展到紫外区，在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。目前普遍使用的反射式光栅光谱仪有较宽的光谱范围。光栅光谱仪是多种多样的，其主要是由光栅、狭缝、成象系统和感光板（或出射狭缝）等部件组成.多色光通过入射狭缝照射到镀铝凹面全反射镜上，凹面全反射镜反射的光充满色散平面光栅，光栅平面与电机轴同心，由于采用了爪极永磁同步交流电机（或带稳流的直流电机），光栅的旋转匀速，转动稳定，同心连接克服传动机械带来的误差.光栅转动时，经光栅色散的光谱通过同一块凹面全反射镜反射到出射狭缝，出射狭缝后放置一光电倍增管，轴上装有可调节的定位转盘，由光电开关输出同步采集信号，控制数据采集系统，将光电倍增管输出的信号进行处理.将各个波长的光转换为相应的电信号.光栅的匀速旋转可以得到宽带连续光谱，从真空紫外到远红外.配合信号采集与数据处理系统，可以实现对光谱快速连续测量. 一些光谱仪有以下各种各样的作用：各种化工产品的化学成分剖析和配方研制；各种原料的化学成分与结构鉴定，如无机化合物、有机化合物、塑料、纤维、橡胶、粘合剂、表面活性剂、食品添加剂、水处理剂、润滑剂、药物、染料、涂料、宝石等。不同的光谱仪可能有不同的原理和用途，但基本上都基于类似的原理起点，作用和功能也是大同小异。 表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率和分辨本领等。基于干涉原理设计的光谱仪（如法布里-珀罗干涉仪）具有很高的色散率和分辨本领，常用于光谱精细结构的分析。

红外吸收光谱分析

第五章红外吸收光谱分析 §5-1概述 红外光谱分析是现代仪器分析中历史悠久并且还在不断发展的分析技术，对于未知物的定性、定量以及结构分析都是一种非常重要的手段，广泛应用于药物、染料、香料、农药、感光材料、橡胶、高分子合成材料、环境监测、法医鉴定等领域。近年来，由于红外光谱技术的不断发展，红外光谱仪的不断完善，红外光谱和色谱、核磁共振、质谱的连用使红外光谱的应用开辟了更为广阔的途径。 红外吸收光谱又称为分子振动光谱。这是因为分子振动、转动能级跃迁所吸收的电磁波谱正好处于红外区。 一、红外吸收光谱 红外吸收光谱：记录物质对红外光的吸收程度与波长或波数关系图。用T-λ曲线或T-σ曲线来表示。 波数（σ）每cm长光波中波的数目，用CM-1表示。红外光谱图的利用，可提供三方面信息： ①吸收峰的数目②吸收峰的位置（σ）③吸收峰强度（透光率） 三、红外光谱的优点与缺点 1、优点 ①使用围 g、s、l 无机、有机大分子 ②操作方便③样品用量少④不破坏样品⑤重现性好 2、缺点 ①定量时灵敏度低，准确性差②谱带复杂 §5-2 红外光谱分析基本原理 （同系物难区别，只可判断出属于哪种物质） 一、产生红外吸收的条件 1、能量相等条件：振动或转动能级跃迁的能量与红外辐射光子能量相等。 即△E=-△vhυ△E L =hυL△E=△E LυL=△vυ 2、偶合作用（能量传递条件） 二、双原子分子的振动 振动方程式：库克定律 式中：C－光速（2. 998×10cm·s-1） K－化学键力常数（N·cm-1） μ－折合质量（g）μ=m1m2/(m1+m2) σ=1300

由上式可知：（1）对于具有相同折合相对原子量的原子基团而言σ∝ 单键 K＝4～6 N·cm-1双键 K＝8～12 叁键 K＝12～18 （2）对于化学键相同的基团σ∝ 例： C-H K＝5 M＝12×1/（12＋1）≈1 σ＝2920 C－2H K＝5 M＝12×2/(12+2)=1.7 σ＝2240 三、多原子分子振动形式的表示符号 （一）伸缩振动：原子沿价键方向来回运动用V表示 1、对称伸縮振动 Vs 2、反对称 Vas （二）弯曲振动用（δ表示） 1．面弯曲振动 2．面外弯曲振动 四、影响吸收强度的因素 极性强，对称性差偶极矩大，吸收强 此外溶剂，振动形式、浓度氢键均有影响。 §5-3红外光谱的特征性，基团频率 一、基团的特征频率 人们从大量化合物的红外光谱研究中发现：不同的化合物中的同种基团都在一定的波长围显示其特征吸收，受分子其余部分的影响较小。通常将在种出现在一定位置，能代表某种基团的存在，且具有较高强度的吸收谱带称为基团的特征吸收带，及吸收系数最大值所对应的波数称为基团的特征频率。 二、基团的特征频率与红外光谱的关系 红外光谱的最大特点是有特征性，在种特征性与化合物的化学键即基团结构有关，吸收峰的位置、强度取决于分子中各基团的振动形式和所处的化学环境（分子在其余部分）。因此，只有掌握了各种基团的振动频率及其位移规律，就可以应用红外光谱来检定化合物中存在的基团及其在分子中的相对位置。 常见化学基团在4000～600cm-1围有特征基团频率（即有吸收）。

红外光谱分析

红外光谱剖析 红外光谱与分子的构造亲密有关，是研究表征分子构造的一种有效手段，与其余方法对比较，红外光谱因为对 样品没有任何限制，它是公认的一种重要剖析工具。在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、资料、天文、气象、遥 感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭判定和工业过程控制等多方面的剖析测定中都有十分宽泛 的应用。 红外光谱能够研究分子的构造和化学键，如力常数的测定和分子对称性等，利用红外光谱方法可测定分子的键长和 键角，并由此推测分子的立体构型。依据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频次计算热力学函数等。分子 中的某些基团或化学键在不一样化合物中所对应的谱带波数根本上是固定的或只在小波段范围内变化，所以很多有 机官能团比如甲基、亚甲基、羰基，氰基， 羟基，胺基等等在红外光谱中都有特色汲取，经过红外光谱测定，人们就能够判断未知样品中存在哪些有机官能团，这为最后确立未知物的化学构造确立了根基。 因为分子内和分子间互相作用，有机官能团的特色频次会因为官能团所处的化学环境不一样而发生微细变化，这为研究表征分子内、分子间互相作用创建了条件。 分子在低波数区的很多简正振动常常波及分子中所有原子，不一样的分子的振动方式相互不一样，这使得 红外光谱拥有像指纹同样高度的特色性，称为指纹区。利用这一特色，人们采集了不计其数种化合物的红 外光谱，并把 它们存入计算机中，编成红外光谱标准谱图库，人们只要把测得未知物的红 外光谱与标准库中的光谱进行比对，就能够快速判断未知化合物的成份。 下边将对红外光谱剖析的根根源理做一个简单的介绍。 红外汲取光谱是物质的分子汲取了红外辐射后，惹起分子的振动-转动能级 的跃迁而形成的光谱，因为出此刻红外区，所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性定量剖析的方法 称之为红外汲取光谱法。 红外辐射是在1800年由英国的威廉.赫谢(WillianHersher)尔发现的。向来到了1903年，才有人研究了 纯物质的红外汲取光谱。二次世界大战时期，因为对合成橡胶的急迫需求，红外光谱才惹起了化学家的重 视和研究，并所以而 快速展开。跟着计算机的展开，以及红外光谱仪与其余大型仪器的联用，使得红外光谱在构造剖析、化学 反应机理研究以及生产实践中发挥着极其重要的作用， 是“四大波谱〞中应用最多、理论最为成熟的一种方法。 红外光谱法的特色： 1? 气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定；

红外光谱与核磁的分析原理及应用

红外光谱与核磁的分析原理及应用 姓名:贾姸妍 ,学号:201120679,专业:材料化学 摘要红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团X-H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量。核磁共振是指原子核在外加恒力磁场作用下产生能级分裂，从而对特定的电磁波发生共振吸收的现象。因而通过测定和分析受测物质对电磁波的吸收情况就可以判定它含有哪种原子，以及原子之间的距离多大，并据此分析出它的三维结构。本文主要介绍了红外光谱和核磁的分析原理及应用，还对其发展做了展望！ 关键词红外光谱核磁共振原理应用展望 一、红外光谱 1.1 红外光谱概述 物质分子吸收红外线（中红外区、即基本振动-转动区）产生吸收光谱,主要是由于振动和转动能级跃迁引起的，因此红外吸收光谱又称振转光谱。 1.2 红外光谱的表示方法 纵坐标为吸收强度，透过率（T %）或吸光度（A），横坐标为吸收峰的位置，用波长λ（m ）或波数1/λ单位：cm-1，可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。 应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度。

1.3 红外吸收光谱产生的条件 1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。△E=E激 - E基 = △V ×h ×v，△V =±1，△V 是振动光谱的跃迁选率，IR主要观察的是 V=0→ V=1的吸收峰，其振动频率等于红外辐射的频率，称为基频峰。 2. 振动过程中必须是能引起分子偶极矩变化的分子才能产生红外吸收光谱。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。 值得注意的是：不是所有的振动都能引起红外吸收，只有偶极矩(μ)发生变化的，才能有红外吸收。 1.4 红外光谱图的分析步骤 （1）首先依据谱图推出化合物碳架类型：根据分子式计算不饱和度，公式： 不饱和度Ω＝n 4+1+(n 3 -n 1 )/2其中： n 4 ：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）， n 3 ：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）， n 1 ：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子） （2）分析3300~2800 cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000 cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物，而低于3000 cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收； （3）若在稍高于3000 cm-1有吸收,则应在 2250~1450 cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中： 炔 2200~2100 cm-1 烯 1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1 若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650 cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）； （4）碳骨架类型确定后,再依据其他官能团，如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团；

红外光谱测定实验kbr实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除红外光谱测定实验kbr实验报告 篇一：固体红外光谱实验报告 Kbr压片法测定固体样品的红外光谱 一、实验目的 1、掌握红外光谱分析法的基本原理。 2、掌握nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪的操作方法。 3、掌握用Kbr压片法制备固体样品进行红外光谱测定的技术和方法。 4、了解基本且常用的Kbr压片制样技术在红外光谱测定中的应用。 5、通过谱图解析及标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程。 二、仪器及试剂 1仪器：美国热电公司nicolet5700智能傅立叶红外光

谱仪；hY-12型手动液压式红外压片机及配套压片模具；磁性样品架；红外灯干燥器；玛瑙研钵。 2试剂：苯甲酸样品（AR）；Kbr（光谱纯）；无水丙酮；无水乙醇。 三、实验原理 红外吸收光谱法是通过研究物质结构与红外吸收光谱 间的关系，来对物质进行分析的，红外光谱可以用吸收峰谱带的位置和峰的强度加以表征。测定未知物结构是红外光谱定性分析的一个重要用途。根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，并推断分子的结构，鉴定的步骤如下： (1)对样品做初步了解，如样品的纯度、外观、来源及元素分析结果，及物理性质(分子量、沸点、熔点)。 (2)确定未知物不饱和度，以推测化合物可能的结构； (3)图谱解析 ①首先在官能团区(4000～1300cm-1)搜寻官能团的特 征伸缩振动； ②再根据“指纹区”(1300～400cm-1)的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。 图1仪器的基本结构 四、实验步骤