傅里叶变换红外光谱分析共118页文档

仪器分析综述系别：生物科学与技术系班级：09食品2 姓名：欧阳凡学号：091304251傅里叶变换红外光谱仪前言随着计算方法和计算技术的发展，20世纪70年代出现新一代的红外光谱测量技术及仪器--傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR ,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。

正文傅里叶变换红外光谱仪分光光度计由光学检测系统、计算机书籍处理系统、计算机接口、电子线路系统组成。

光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）分为两束，一束经反射到达动镜，另一束经透射到达定镜。

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。

光学检测系统由迈克逊干涉仪、光源、检测器组成、迈克逊干涉仪内有两个相垂直的平面反射镜M1、M2和一个与两镜成45度角的分束器，M1可沿镜轴方向前后移动。

自光源发出的红外光经准直镜M3反射后变为平行光束，照在分束器上后变成两束光。

其中一束被反射到可动镜头M1后又被M1反射回分束器，并在分束器上再次分城反射光和透射光，透射光部分照在举聚光镜M4上，然后到到达探测器，另一束光透过分束器，射在固定镜M2上，并被M2反射回分束器，在分束器上再次发生反射和透射，反射部分照在聚光镜M4上，最后也到达探测器。

因而这两束到达探测器的光油了光程差，成了相干光，移动可动镜M1可改变两束光程差。

傅立叶红外光谱图详细解析一、分析红外谱图（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＝F+1+(T-O)/2其中：F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。

F、T、O分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会忘了举个例子：例如苯（C6H6），不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。

（2）分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收，以3000 cm^-1为界，高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯、炔、芳香化合物吗，而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。

（3）若在稍高于3000cm^-1有吸收，则应在2250~1450cm^-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1000~650cm^-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。

（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820、2720和1750~1700cm^-1的三个峰，说明醛基的存在。

解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。

二、记住常见常用的健值1.烷烃3000-2850 cm-1C-H伸缩振动1465-1340 cm-1C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。

2.烯烃3100~3010 cm-1烯烃C-H伸缩1675~1640 cm-1C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。

傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种广泛应用于化学、生物学和材料科学领域的分析技术。

它利用样品对红外光的吸收和散射来确定样品的化学成分和结构。

傅里叶变换红外光谱分析的过程涉及到复杂的光学原理和数学算法，其深度和广度远超一般人的想象。

让我们从简单的红外光谱开始。

红外光谱是指物质在接受红外辐射后发生的吸收、透射或反射现象。

这些现象与物质的分子运动和振动有关，因此可以通过观察红外光谱图来了解物质的分子结构、功能团及化学键等信息。

红外光谱是一种非常有用的分析手段，能够对各种物质进行快速、无损的分析，因此在化学、材料科学、生命科学等领域被广泛应用。

我们可以深入了解傅里叶变换红外光谱。

傅里叶变换（FT）是一种数学方法，用于将信号在时域和频域之间进行转换。

在傅里叶变换红外光谱中，FT将时间域的红外光谱信号转换为频率域的光谱信息，从而能够更准确地分析样品的化学成分和结构。

傅里叶变换的原理和算法需要深入的数学和物理知识来支撑，通过FTIR技术获得的光谱数据也需要复杂的数据处理和解释。

让我们讨论FTIR在化学和材料科学中的应用。

FTIR技术可以用于分析化合物的官能团、结构和构象，从而在有机化学合成、聚合物材料研究、医药化学等领域发挥重要作用。

FTIR还可以用于检测样品的纯度、鉴定杂质和表征材料的特性，因此在材料科学、制药工业、环境监测等领域有着广泛的应用价值。

我想共享一下我对FTIR的个人观点和理解。

作为一种高级的红外光谱分析技术，FTIR需要掌握复杂的原理和操作技巧，但其所获得的化学信息和结构信息也是非常丰富和准确的。

在我看来，FTIR不仅是一种分析手段，更是一种深入探索物质本质的工具，它的应用范围和研究意义将会越来越广泛，对于推动化学和材料科学的发展将会发挥重要作用。

总结而言，傅里叶变换红外光谱（FTIR）作为一种高级的分析技术，其深度和广度远超一般的红外光谱分析，需要深入的理论基础和实践技能来支撑。

通过FTIR技术可以获得大量的化学和结构信息，对于化学、材料科学和生命科学领域具有重要的应用价值。

傅立叶变换近红外光谱法傅立叶变换近红外光谱法（Fourier Transform Near Infrared spectroscopy）是一种广泛应用于化学分析与研究领域的分析技术。

它利用近红外光波段的吸收特性对物质进行定性和定量分析，具有操作简便、分析速度快、分辨率高等优点，因此受到了广泛关注。

傅立叶变换近红外光谱法是基于近红外光的吸收特性进行分析的。

近红外光谱是指在红外光（波长长，频率低）和可见光之间的一段波段，波长范围大致在800nm到2500nm之间。

在这个波长范围内，许多化学物质表现出独特的吸收特性，因此可以通过对样品在这个波长范围内进行照射并测量其吸收光谱来进行分析。

使用傅立叶变换近红外光谱法进行分析时，首先需要获取样品的近红外光吸收光谱。

这可以通过使用近红外光谱仪来完成，该仪器通过测量样品在不同波长的光照下的吸收强度来获得样品的吸收光谱。

获得吸收光谱后，可以利用傅立叶变换技术对光谱进行处理，得到样品的特征频谱信息。

在处理完光谱后，可以对样品进行定性和定量分析，从而获得样品的化学成分和含量信息。

傅立叶变换近红外光谱法在化学分析与研究中具有广泛的应用。

它可以用于农产品质量检测、食品安全检测、药品成分分析、化工产品检测等领域。

在农业领域，傅立叶变换近红外光谱法可以用于快速检测作物的水分含量、营养成分含量等，帮助农民进行精准种植和施肥。

在食品安全领域，该技术可用于检测食品中的添加剂、重金属等有害物质，确保食品的安全和卫生。

在医药领域，该技术可以用于快速分析药品的成分和含量，确保药品的质量和安全。

除了在化学分析与研究领域应用广泛外，傅立叶变换近红外光谱法还在环境保护、制药工业、化工领域等领域具有重要的应用价值。

在环境保护领域，该技术可以用于监测大气中的有害气体和颗粒物，帮助监管部门做出及时的环境保护措施。

在制药工业和化工领域，该技术可以用于快速分析原料药的成分和含量，控制生产过程中的质量，确保产品的质量和安全。

通过傅里叶变换红外光谱分析大分子结构红外光谱分析是一种常用的分析化学方法，它能够帮助我们了解化合物中的功能基团、化学键以及它们的位置和相对强度。

然而，对于大分子结构的分析来说，红外光谱分析却存在一定的困难，因为大分子结构中包含着数量庞大的基团和化学键，其红外光谱也会变得十分复杂和难以解读。

为了克服这一困难，我们可以采用傅里叶变换红外光谱分析。

傅里叶变换的基本原理是将时间域内的信号转换为频率域内的信号。

在红外光谱分析中，我们将光谱信号转换为频率分布，这样可以清晰地展现出每一个基团和化学键的振动频率，从而帮助我们对大分子结构进行更加精确的分析。

傅里叶变换红外光谱分析的方法主要包括以下几个步骤：1.采集样品的光谱数据。

将样品制备好后，通过红外光谱仪采集其红外光谱图像。

这一步骤中需要注意的问题包括：光谱仪的分辨率、光谱图像的稳定性等。

2.对光谱数据进行预处理。

由于红外光谱数据噪音较大，因此需要对光谱进行平滑、去基线等预处理步骤。

这一步骤的目的是为了提高信噪比和数据的可靠性。

3.进行傅里叶变换。

通过对预处理后的光谱数据进行傅里叶变换，可以得到样品中每一个基团和化学键所对应的振动频率。

这一步骤需要注意的问题包括：采样频率的选择、窗函数的使用等。

4.对傅里叶变换后的数据进行解读。

在获得傅里叶变换红外光谱数据之后，可以通过比对样品的光谱数据与相关化合物的光谱数据，来确定样品中大分子结构中的具体基团和化学键。

通过傅里叶变换红外光谱分析，可以对大分子结构中的每一个基团和化学键进行精确的分析和鉴定。

同时，此方法也具有高灵敏度、高分辨率、精度高等特点，可以广泛应用于材料科学、药物研发、环境监测等领域。

总之，通过傅里叶变换红外光谱分析，我们可以克服大分子结构分析中的诸多困难，达到对大分子结构进行精确分析的目的。

随着技术的不断发展，傅里叶变换红外光谱分析也将不断得到完善和进步，为化学研究提供更加精确可靠的分析方法。