红外光谱仪的结构及特点PPT课件

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红外光谱仪--原理及结构

第二页，共12页。
红外光谱仪的组成
• 红外光源 • 分光元件
– 棱镜或光栅 – 干涉仪 • 样品腔
• 检测器
• 数据处理系统
第三页，共12页。
色散型红外与干涉型红外原理图
第四页，共12页。
光栅型红外光谱仪
红外光源
参考
狭缝 Chopper
样品
第五页，共12页。
光栅检测器
傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）
红外光谱仪--原理及结构
第一页，共12页。
红外光谱仪的分类
红外分光光度法是鉴别物质和分析物质结构的有用手段，已被广泛用于各种物质的定性鉴别和定量分析，并用于研究分子间和分子内部的相互作用。
到目前为止红外光谱仪已发展了三代：棱镜式色散型红外光谱仪
光栅型色散式红外光谱仪（60年代）
干涉型红外光谱仪（傅立叶变换红外光谱仪）
色散型与FTIR光谱性能比较表（三）
色散型
FTIR
7. 杂散光易造成虚假读数。
7. 使用调制音频测量，杂散光不影响检测。
8. 样品受红外光束聚焦加热， 8. 放于分束器后测量，大量辐
易产生热效应。
射由分束器阻挡。样品又接
收调制波，故使热效应极小
。
9. 样品自身的红外辐射会被检 9. 检测器仅对调制的音频信号
测器接收。
有反应。
第十页，共12页。
麦克逊干涉仪工作原理
检测器
动镜
要求：
▪入射光与反射光平行 ▪光路准直
分束器
定镜
第十一页，共12页。
谢谢
第十二页，共12页。
栏限制光束，使光通量降低
检测灵敏度高。
，检测灵敏度下降。
5. 使用色散法，在某时间间隔

红外光谱培训(课件)

• 固体样品制样
• 固体样品制样由压模进行，压模的构造如图所示：
• 压模由压杆和压舌组成。夺舌的直径为13mm，两个压舌的表面光洁度很高，以保证压出的薄片表面光滑。因此，使用时要注意样品的粒度、湿度和硬度，以免损伤压舌表面的光洁度。 • 组装压模时，将其中一个压舌光洁面朝上放在底座上，并装上压片套圈，加入研磨后的样品，再将另一压舌光洁面朝下压在样品下，轻轻转动以保证样品面平整，最后顺序放在压片套筒、弹簧和压杆，通过液压器加压力至10t，保持 3min。
液体池构造如下图所示：
• 液体池是由后框架、垫片、后窗片、间隔片、前窗片和前框架 7 个部分组成。一般后框架和前框架由金属材料制成；前窗片和后窗片为氯化钠、溴化钾等晶体薄片；间隔片常由铝箔和聚四氟乙烯等材料制成，起着固定液体样品的作用，厚度为 0.01～2mm。 • 液体池的装样操作将吸收池倾斜 30°，用注射器（不带针头）吸取待测的样品，由下孔注入直到上孔看到样品溢出为止，用聚四氟乙烯塞子塞住上、下注射孔，用高质量的纸巾擦去溢出的液体后，便可进行测试。
• 压片法：
• 粉末状样品常采用压片法。将研细的粉末分散在固体介质中，并用压片器压成透明的薄片后测定。固体分散介质一般是KBr，使用时将其充分研细，颗粒直径最好小于 2μm（因为中红外区的波长是从2.5μm开始的）。本底最好采用相应的分散介质（KBr）。
傅立叶变换红外光谱仪是20世纪70年代发展起来的新一代红外光谱仪，它具有以下特点：一. 扫描速度快，可以在1s内测得多张红外谱图；二. 光通量大，可以检测透射较低的样品，可以检测气体、固体、液体、薄膜和金属镀层等不样品；三. 分辨率高，便于观察气态分子的精细结构；四是测定光谱范围宽，只要改变光源、分束器和检测器的配置，就可以得到整个红外区的光谱。因此红外光谱被广泛应用于有机化学、高分子化学、无机化学、化工、催化、石油、材料、生物、医药、环境等领域。

红外光谱(最全最详细明了)课件

THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中，涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪。
避免样品中的水分和二氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热稳定。
调整仪器至最佳状态，如光路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识，以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和湿度的稳定，避免仪器受到

波谱分析第三章02红外光谱仪幻灯片PPT

来增加波数范围，狭缝宽度应可调。狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输
出减少。为减少长波局部能量损失，改善检测器响应，通常采取程序增减狭缝宽度的方法，即随辐射能量降低，狭缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。检测器及记录仪:
红外光能量低，因此常用热电偶、测热辐射计、热释电检测器和碲镉汞检测器等。
1700oC
高波数区（> 1000cm-1）有更强的发射；稳定性好；机械强度差；但价格较高。
低波数区光强较大；波数 SiC 1200-1500oC 范围更广；
坚固、发光面积大。
吸收池: 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片；不同的样品状态〔固、液、气态〕使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。
M=
= 8 — 10
分光器的孔径
M决定了测定时的最小试样。
2.多重衰减全反射〔ATR) 对一些不溶、不熔且难粉碎的试样及不透明外表的涂层可
采用ATR测定。一束红外光射入具有高折射指数的晶体后如果在晶体与样
品的界面处，光的入射角大于临界角，那么光线几乎完全由此界面上发生全反射。
但光线要稍许穿反射外表之下才反射回来。
波谱分析第三章02红外光谱仪幻灯片PPT
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一、仪器类型与构造
色散型干预型〔付立叶变换红外光谱仪〕
当粉末状试样受红外光辐射后，除了有反射和透射外，还有大量的向各个方向的散射光，应用特殊设计的凹面镜，把这些散射光全部收集起来，使之进入红外光谱仪，最终得到试样的漫反射光谱图。

红外光谱图文课件PPT

红外光谱可以监测化学反应过程中分子结构的动态变化，有助于理解反应机理。
04
红外光谱实验技术
Байду номын сангаас
样品制备技术
01
02
03
固体样品制备
将样品研磨成粉末，然后与KBr混合压制成透明片或与Ge晶片接触测量。
液体样品制备
将液体样品涂在CaF2或 NaCl晶片上，或使用液膜法测量。
气体样品制备
将气体样品通过吸收池，利用适当的吸收剂吸收后进行测量。
红外光谱的表示方法
谱图
红外光谱图是以波长为横坐标，以透射比或吸光度为纵坐标绘制的图谱。
峰的位置与强度
特征峰与峰带
特征峰是指特定官能团对应的吸收峰，峰带则是由多个特征峰组成的区域，可以反映分子中存在的官能团及其结构特征。
峰的位置表示特定波长的红外光被吸收，峰的强度则反映该波长下分子振动的程度。
红外光谱图文课件
目录
• 红外光谱基本概念 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本概念
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动会产生能量变化，当这些变化与红外光相匹配时，光被吸收，形成红外光谱。
分子振动类型
分子振动主要有伸缩振动和弯曲振动两种类型，伸缩振动是指原子沿键轴方向的往复运动，弯曲振动则是指分子构型的变化。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
03
安全防范措施
了解并遵守实验室安全规定，避免直接接触有毒有害物质；在操作过程
中注意防止气体泄漏和火灾事故的发生；实验结束后，应按照实验室规
定正确处理废弃物。

红外光谱最全最详细明了分解ppt课件

经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响
（1）诱导效应（I效应）：基团邻近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。
4. 色散型红外光谱仪主要部件
(1) 光源
能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm；
室温下，非导体，使用前预热到800 C；特点：发光强度大；寿命0.5-1年；硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长2050mm；不需预热；两端需用水冷却；
(2) 单色器
(2)共轭效应（C效应）：共轭效应要求共轭体系有共平面性。
（3）瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰.
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
某一基团的特征吸收频率，同时还要受到分子结构和外界条件的影响。
同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸收频率会有所位移，不是在同一个位置出峰。
基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个范围内波动。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用

红外光谱仪内部结构

红外光谱仪内部结构
红外光谱仪的内部结构主要包括以下几个部分：
1. 光源：红外光谱仪通常使用一种光源来产生红外光，常见的光源有卤素灯、氘灯和红外激光器等。

2. 样品室：样品室是放置待测样品的位置，通常有一个透明窗口用于红外光的透射。

3. 分光装置：分光装置用于将进入光谱仪的红外光分成不同的波长或波数区间，常见的分光装置有棱镜、光栅和倒置光路等。

4. 探测器：探测器用于接收并测量样品中透射或反射的红外光信号，常见的探测器有热电偶、半导体探测器和光电倍增管等。

5. 信号处理部分：红外光谱仪的信号处理部分包括放大器、滤波器、模数转换器和数据处理系统等，用于放大、滤波、数字化和处理探测器接收到的光信号。

总的来说，红外光谱仪的内部结构包括光源、样品室、分光装置、探测器和信号处理部分，这些部分的配合工作可以实现对样品的红外光谱分析。

红外光谱-全ppt课件

1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被确认。
到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外分光光度计。
较高频率。
C-H弯曲振动：1475-1300 cm-1 ，甲基的对称变形振动出现在1375 cm-1处，对于异丙基和叔丁基，
吸收峰发生分裂。
亚甲基平面摇摆：800-720cm-1对判断-(CH2)n-的碳
链长度有用， n>4 725,
n=3 729-726,
n=2 743-734, n=1 785-770
H
H
H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
精选课件
21
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2
（5）所需样品用量少，且可以回收。红外光谱分析一次用样量约1~5mg，有时甚至可以只用几十微克。
精选课件
5
红外光谱基本原理
化学键的振动与频率：
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系：
υ＝ 1 2
若用波数取代振动频率,则有下式:
μ为折合原子量
μ=
M1M2 M1 M2

红外光谱课件PPT

傅里叶变换红外光谱仪具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比等优点，广泛应用于化学、物理、生物等领域。
红外光谱仪的实验操作
实验前准备
检查仪器是否正常，确保电源连接稳定，准备好样品和实验器材。
光路调整
调整分束器、干涉仪和检测器的位置，确保光路畅通无阻。
参数设置
根据实验需求设置扫描范围、扫描次数、分辨率等参数。
转动模式
分子转动模式可以分为刚性转子和弹性转子。刚性转子的转动能级是量子化的，而弹性转子的转
动能级则是连续的。
振动与转动的耦合
在某些情况下，分子的振动和转动模式之间会发生耦合，从而影
响红外光谱的形状和位置。
红外光谱的吸收峰
01 02
特征峰与泛峰
红外光谱中的吸收峰可以按照其特征分为特征峰和泛峰。特征峰是指与特定振动或转动模式相关的吸收峰，而泛峰则是由于多个振动或转动模式的相互作用而产生的吸收峰。
峰的形状分析
03
峰的形状可以反映分子中对应化学键或基团周围环境的对称性、
氢键等相互作用，有助于深入了解分子结构。
谱图解析实例
解析有机化合物结构
通过红外光谱解析，可以确定有机化合物中存在的官能团和化学键类型，进而推断其可能的结构。
解析无机物和配合物结构
红外光谱在无机物和配合物结构解析中也有广泛应用，可以用于确定离子和分子的振动模式。
辐射与物质的相互作用
当红外辐射与物质相互作用时，如果辐射的能量与分子振动或转动能级差相匹配，则会引起分子振动或转动能级跃迁，从而产生红外吸收。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式可以分为伸缩振动和弯曲振动。伸缩振动是指原子间的距离发生变化，而弯曲振动则是指原子围

《红外光谱》PPT课件

）
(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标：吸光度（A）或透光率（T）多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 （遵守Lambert-Beer定律
）
A = lg (1 / T)
IR中，“谷”越深（T越小），吸光度越大，吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件： (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量； (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动，这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x，y，z表示，即3个自由度。
含N个原子的分子，分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子：3N-6 （平动3、转动3）线性分子：3N-5 （平动3、转动2）
*
峰位、峰数与峰强
（1）峰位化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键的
振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。
（2）峰数峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极距变化时，无红外吸收。
（3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强。
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）

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-
7
工作原理
图6~11 傅立叶变换红外分光光度计构成示意图
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8
图6~12 用迈克尔干涉仪获得的多色光干涉图
-
9
二.仪器的主要部件
1.光源
a.能斯特灯：是由氧化锆，氧化钇和氧化钍等稀土元素氧化物和混合物加压烧结而成.工作温度 1750oC，使用波数范围为 400～5000cm-1
优点：(1)发光强度大
图6~9：测热辐射计
-
5
图6~10：真空热电偶
-
6
2.傅立叶变换红外分光光度计
傅立叶变换红外分光光度计是利用干涉的方法，并经过傅立叶变换而获得红外光谱的仪器。
傅立叶变换红外光谱的特点
a. 扫描速度极快
b. 具有很高的分辨率
c. 灵敏度高
d. 其他优点：如光谱范围宽；测定精度高，
重复性可达0.1％；杂散光干扰小…
计中最常用的一种检测器（b）高莱池：高莱池是一种灵敏度较高
的气胀式红外检测器。
-
3
图6~8：高莱池检测器示意图
-
4
（c）电阻测辐射热计：将很薄的黑化金属片（热敏元件）作受光面，装在惠斯登电桥的一个臂上，当光照射到受光面上时，它吸收红外辐射温度升高，其电阻值发生改变，使电桥失去平衡，便有信号输出。根据电阻变化的测量即是对红外辐射强度的测量。
-
11
2.吸收池，石英，玻璃对红外光都有吸收。所以吸收池窗口用一些盐类的单晶制作。如NaCl，KBr和TlBr-TlI。要求在特定的恒湿环境下工作，注意防止和减少吸收池窗口侵蚀。被测试样力求干燥。
3.单色器
4.检测器：真空热电偶。
抽真空作用：提高分析灵敏度，减少热传导。
-
12
特点： a).具有高度特征性。 b).应用范围广，可分析有机化合物，无机化合物及高聚物。 c).操作简便，分析速度快，不破坏样品。不受样品状态影响。 d).灵敏度低，只能用于分析单一的纯物质。
(2)稳定性较好
(3)使用寿命6～12个月，寿命短。
缺点：机械强度较差，价格昂贵，使用
时要预热。
ห้องสมุดไป่ตู้
-
10
b.硅碳棒：由炭化硅烧结而成，为一实心棒。中间为发光部分，工作范围1200～ 1400oC
图6~13
波段范围400～5000cm-1，机械强度好，坚固，寿命长，发光面积大。工作前不需要预热。
§6～2 红外光谱仪的结构及特点
一.仪器的结构简图及分析过程 1.色散型红外光光度计（1）仪器的工作原理仪器组成：光源，吸收池，单色器，检测
器以及记录显示装置。仪器的工作原理：依据“光学零位平衡”
-
1
图6~7：色散型红外分光光度计工作原理
-
2
(2)仪器的主要部件 a.光源:常用的光源是能斯特灯和硅炭棒。 b吸收池 c单色器 d检测器（a）真空热电偶：是目前红外分光光度
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13