FTIR实验讲义

实验三FTIR测定分子结构(定性分析)实验一. 实验目的1、理解傅里叶红外光谱测试方法的原理；2、掌握FTIR-7600红外光谱仪的基本结构和使用方法；3、掌握红外光谱仪测试不同样品的制备方法，学会固体粉末压片法制备FTIR样品；4、学会用FTIR测试薄膜样品、粉末样品的红外光谱，学会对所测红外光谱图的解析，掌握FTIR定性分析的原理和方法；二. 实验仪器FTIR-7600型傅立叶变换红外光谱仪，薄膜样品(聚苯乙烯薄膜)；KBr固体样品，研钵，压片机，红外烧烤箱；学生自备：手机贴膜，透明塑料块(制备成方块状，较薄)三. 实验原理当用红外光(IR)照射测试样品时，样品结构中的质点会吸收一部分红外光的能量，引起质点振动能量的跃迁，从而使红外光透过物质时被吸收，而产生所谓的红外吸收光谱；根据它吸收的红外光的能量，去推导物质中质点的振动情况，从而推导样品中的分子振动情况、分子振动能级、物质结构等相关性质；也可简单理解为：连续的红外光与分子相互作用时，若样品中分子的某一振动频率恰与红外光波段的某一频率相等就引起该波段的共振吸收，使光的透射强度减弱，这就是红外光谱产生的原理；红外光谱是分子振动光谱，通过谱图解析可以获取分子结构的信息。

任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定，这是其它仪器分析方法难以做到的。

由于每种化合物均有红外吸收，尤其是有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息，因此红外光谱法是物质结构解析(尤其是有机物结构解析)的重要手段之一。

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：一是扫描速度快，可以在1s测得多红外谱图；二是光通量大，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；三是分辨率高，便于观察气态分子的精细结构；四是测定光谱围宽，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。

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。

FTIR基本原理傅里叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种常用的光谱分析技术，在化学、生物、药物、环境科学和材料科学等领域得到广泛应用。

FTIR通过测量样品对红外辐射的吸收来研究样品的结构和化学键的特征。

FTIR实验中，使用一束连续的红外辐射通过样品，样品会吸收特定波长范围内的红外辐射，其余的红外辐射透过样品。

在样品前后分别放置两个固定的反射镜，可以改变光的路径。

未经样品散射的红外辐射会与反射镜多次反射，形成干涉光束。

这个干涉光束被称为“干涉红外光束”，通过这种方法可以增强光的强度，并获得更高的信噪比。

FTIR仪器中的信号处理单元利用傅里叶变换将通过样品的干涉红外光束转换为频谱图。

这个频谱图显示了样品对不同波长（或频率）的光的吸收强度，称为“红外吸收谱”。

频谱图中的谱线被称为“吸收峰”，每个吸收峰代表了特定波长（或频率）的红外辐射被样品吸收的程度。

吸收峰的位置、强度和形状提供了关于样品的信息。

每个吸收峰对应着不同的化学键振动。

当样品中的化学键振动与入射光的频率匹配时，振动会对红外辐射的传播产生吸收作用。

由此可以通过分析吸收峰的位置来推断样品中的化学键的存在和类型。

FTIR还可以用于定量分析，通过比较样品的吸收峰强度与标准物质吸收峰强度的比值，可以确定样品中特定成分的含量。

傅里叶红外光谱具有许多优点，包括快速、非破坏性、无需特殊样品制备和对微量分析敏感。

此外，FTIR还可以与其他技术结合，如显微镜和化学成像技术，进行样品的表面分析和成像分析。

总之，FTIR通过测量样品对红外辐射的吸收来研究样品的结构和化学键的特征。

它是一种强大的分析工具，可以在广泛的领域中用于物质的识别、定量分析和表征。

红外光谱仪调查及实验报告第一部分红外光谱仪调查1．1 简介傅里叶红外光谱仪：全名为傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR Spectrometer），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。

傅里叶红外光谱仪不同于色散型红外分光的原理，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。

滤光片型近红外光谱仪器：滤光片型近红外光谱仪器以滤光片作为分光系统，即采用滤光片作为单色光器件。

滤光片型近红外光谱仪器可分为固定式滤光片和可调式滤光片两种形式，其中固定滤光片型的仪器时近红外光谱仪最早的设计形式。

仪器工作时，由光源发出的光通过滤光片后得到一宽带的单色光，与样品作用后到达检测器。

色散型近红外光谱仪器：色散型近红外光谱仪器的分光元件可以是棱镜或光栅。

为获得较高分辨率，现代色散型仪器中多采用全息光栅作为分光元件，扫描型仪器通过光栅的转动，使单色光按照波长的高低依次通过样品，进入检测器检测。

根据样品的物态特性，可以选择不同的测样器件进行投射或反射分析。

傅里叶变换型近红外光谱仪器：傅里叶变换近红外分光光度计简称为傅里叶变换光谱仪，它利用干涉图与光谱图之间的对应关系，通过测量干涉图并对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究近红外光谱。

其基本组成包括五部分：①分析光发生系统，由光源、分束器、样品等组成，用以产生负载了样品信息的分析光；②以传统的麦克尔逊干涉仪为代表的干涉仪，以及以后的各类改进型干涉仪，其作用是使光源发出的光分为两束后，造成一定的光程差，用以产生空间（时间）域中表达的分析光，即干涉光；③检测器，用以检测干涉光；④采样系统，通过数模转换器把检测器检测到的干涉光数字化，并导入计算机系统；⑤计算机系统和显示器，将样品干涉光函数和光源干涉光函数分别经傅里叶变换为强度俺频率分布图，二者的比值即样品的近红外图谱，并在显示器中显示。

实验四 ATR－FTIR实验
实验目的：1.了解衰减全反射的基本原理。

2.学会用ATR-OMNI采样器采集固体样品的红外光谱图。

实验仪器：傅立叶变换红外光谱仪（Nexus-670）及智能OMNI 采样器
实验原理：当入射的红外光通过具有高折射率的锗晶体（光密介质）后再入射到样品（光疏介质）的表面上，
且入射角大于临界角时，入射光将完全被反射。

实际上，光线并不是在样品表面被直接反射回
来，而是贯穿到样品表面内一定深度（一般为几
百纳米到几微米之间）后再返回表面。

如果样品
在入射光的频率范围内有吸收，则反射光的强度
在被吸收的频率位置衰减，因而产生和普通吸收
相似的现象，所得光谱也与透射法红外光谱法类
似。

实验步骤：1.打开电脑及红外光谱仪主机电源，预热半小时；
2.安装ATR-OMNI采样器；
3.设置实验参数；
4.将样品的测试面直接放在锗晶体上，旋转OMNI采样器固定钮，压住样品；
5.在4000 cm-1～650cm-1波数范围内扫描，采集样
品的衰减全反射红外光谱谱图。

数据处理：在谱图上标注主要特征吸收峰的位置。

思考题：可否用ATR－FTIR实验获取牙刷柄（尼龙材料）的红外光谱图？为什么？。

实验三FTIR测定分子结构(定性分析)实验一. 实验目的1、理解傅里叶红外光谱测试方法的原理；2、掌握FTIR-7600红外光谱仪的基本结构和使用方法；3、掌握红外光谱仪测试不同样品的制备方法，学会固体粉末压片法制备FTIR样品；4、学会用FTIR测试薄膜样品、粉末样品的红外光谱，学会对所测红外光谱图的解析，掌握FTIR定性分析的原理和方法；二. 实验仪器FTIR-7600型傅立叶变换红外光谱仪，薄膜样品(聚苯乙烯薄膜)；KBr固体样品，研钵，压片机，红外烧烤箱；学生自备：手机贴膜，透明塑料块(制备成方块状，较薄)三. 实验原理当用红外光(IR)照射测试样品时，样品结构中的质点会吸收一部分红外光的能量，引起质点振动能量的跃迁，从而使红外光透过物质时被吸收，而产生所谓的红外吸收光谱；根据它吸收的红外光的能量，去推导物质中质点的振动情况，从而推导样品中的分子振动情况、分子振动能级、物质结构等相关性质；也可简单理解为：连续的红外光与分子相互作用时，若样品中分子的某一振动频率恰与红外光波段的某一频率相等就引起该波段的共振吸收，使光的透射强度减弱，这就是红外光谱产生的原理；红外光谱是分子振动光谱，通过谱图解析可以获取分子结构的信息。

任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定，这是其它仪器分析方法难以做到的。

由于每种化合物均有红外吸收，尤其是有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息，因此红外光谱法是物质结构解析(尤其是有机物结构解析)的重要手段之一。

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：一是扫描速度快，可以在1s内测得多张红外谱图；二是光通量大，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；三是分辨率高，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。

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。

傅里叶红外光谱仪（FTIR）(仅供参考)一．实验目的：1．了解FTIR的工作原理以及仪器的操作。

2．通过对多孔硅的测试，初步学会分析方法。

二．实验原理：1．傅里叶红外光谱仪的工作原理：FTIR光谱仪由3部分组成：红外光学台（光学系统）、计算机和打印机。

而红外光学台是红外光谱仪的最主要部分。

红外光学台由红外光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器以及各种红外反射镜、氦氖激光器、控制电路和电源组成。

下图所示为红外光学台基本光路图。

傅里叶变换红外光谱是将迈克尔逊干涉仪动镜扫描时采集的数据点进行傅立叶变换得到的。

动镜在移动过程中，在一定的长度范围内，在大小有限，距离相等的位置采集数据，由这些数据点组成干涉图，然后对它进行傅立叶变换，得到一定范围内的红外光谱图。

每一个数据点由两个数组成，对应于X轴和Y轴。

对应同一个数据点，X值和Y值决定于光谱图的表示方式。

因此，在采集数据之前，需要设定光谱的横纵坐标单位。

红外光谱图的横坐标单位有两种表示法：波数和波长。

通常以波数为单位。

而对于纵坐标，对于采用透射法测定样品的透射光谱，光谱图的纵坐标只有两种表示方法，即透射率T 和吸光度A。

透射率T是由红外光透过样品的光强I和红外光透过背景（通常是空光路）的光强I0的比值，通常采用百分数（％）表示。

吸光度A是透射率T倒数的对数。

透射率光谱图虽然能直观地看出样品对红外光的吸收情况，但是透射率光谱的透射率与样品的质量不成正比关系，即透射率光谱不能用于红外光谱的定量分析。

而吸光度光谱的吸光度值A在一定范围内与样品的厚度和样品的浓度成正比关系，所以大都以吸光度表示红外光谱图。

本实验运用的仪器是Nicolet 380 智能傅立叶红外光谱仪。

2．傅里叶红外光谱仪的主要特点：⑴具有很高的分辨能力，在整个光谱范围内分辨能力达到0.1cm-1。

⑵具有极高的波数准确度，波数准确度可以达到0.01cm-1。

⑶杂散光的影响度低，通常在全光谱范围杂散光影响低于0.3％。

傅里叶红外光谱（FTIR）红外光谱的原理及应用(一)红外吸收光谱的定义及产生分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免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波数或波长关系曲线，就得到红外光谱（二）基本原理1产生红外吸收的条件(1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。

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。

(2)只有当照射分子的红外辐射的频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。

2分子的振动类型伸缩振动：键长变动，包括对称与非对称伸缩振动弯曲振动：键角变动，包括剪式振动、平面摇摆、非平面摇摆、扭曲振动3几个术语基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；倍频峰：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；组频：如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。

特征峰：凡是能用于鉴定官能团存在的吸收峰，相应频率成为特征频率。

相关峰：相互可以依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰4影响基团吸收频率的因素（1 外部条件对吸收峰位置的影响：物态效应、溶剂效应（2分子结构对基团吸收谱带的影响：诱导效应：通常吸电子基团使邻近基团吸收波数升高，给电子基团使波数降低。

共轭效应：基团与吸电子基团共轭，使基团键力常数增加，因此基团吸收频率升高，基团与给电子基团共轭，使基团键力常数减小，因此基团吸收频率降低。

岛津FTIR-8400S/IRPrestige-21培训岛津国际贸易（上海）有限公司 分析中心岛津FTIR光谱仪系列™ FTIR-8400S™ IRPrestige-21™ 红外显微镜AIM-88002Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited内容一、红外吸收的基本原理 二、红外光谱仪 三、制样技术 四、常用红外分析 五、维护与保养3Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited一、红外吸收的基本原理™ 1.1 红外辐射以及红外光谱法特点 ™ 1.2 红外吸收产生原因 ™ 1.3 红外光谱分区4Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1.1.1 什么是红外辐射?™ 1800年英国天文学家赫谢尔测量太阳 光可见区内外温度，发现红色光以外 部分温度比可见光高 ™ 电磁波波长范围：0.76 - 0.8 μ m 至1 mm红外辐射5Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited电磁波谱波长 (cm) 能量 紫外 UV 10-5 波长 (μm) 波数 (cm-1) 可见 VIS 近红 外 NIR 中红外 Mid-IR 10-3 2.5 25 400 远红外 Far-IR 10-2 1000 10 微波 Microwave 10-110-5 10-4 0.7812,800 40006Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1.1.2 红外光谱法特点™ 通过谱图解析可以获取分子结构的信 息；谱带的吸收程度可以进行定量分 析 ™ 特征性强，测定快，试样用量少，不 需要破坏试样 ™ 分析范围广 ™ 气态、液态、固态样品均可进行红外 光谱测定7Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1.2.1 能级跃迁示意图™电磁波与分子相互作用时产生能级跃迁：™电子能级跃迁—紫外、可见吸收和荧光发射光谱 ™振动能级跃迁—红外光谱和拉曼散射光谱 ™转动能级跃迁—远红外光谱和转动拉曼光谱能级 v2 v1 转动能级跃迁 5 4 3 2 1 0 v0 v2 v1 振动能级跃迁 v0 E1 电子能级跃迁E0E = hν 其中 h 为普朗克常数 (6.626 × 10-34 焦耳· 秒） ν 为频率8Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited红外光谱的基本原理™ 红外光谱起源于分子化学键的振动， 属于分子光谱中的振动光谱™红外吸收谱带的位置(波数cm-1 )对应分 子振动能级跃迁的能级差 ™红外吸收谱带强度反映能级跃迁的几率9Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1.3.1 红外光谱的分区Wavenumber (cm-1)4000 100 2500 2000 1500 625Transmittance (%)N-H O-H C-HC=N C=CC=O C=N C=C Fingerprint region0 2.5 4 5 7 16Wavelength (µm)10Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1.3.2 红外光谱的基团频率Functional groups Band position (cm-1) IntensityC - H (alkyl group) 2850 - 2960 Medium to strong= C - H (alkene) C= C 3020 - 31001650 - 1670MediumMedium≡ C - H C ≡ C33002100 - 2260StrongMediumC - Cl C - Br C - I 600 - 800500 - 600500StrongStrongStrongO - H C - O 3400 - 36401050 - 1150Strong, broadStrongAromatic ring 1600, 1500 StrongN - H C - N 3310 - 35001030,1230MediumMediumC = O 1670 - 1780 StrongO - H (Carboxylic acid) 2500 - 3100 Strong, very broad C ≡ N 2210 - 2260 Medium二、红外光谱仪2.1 红外光谱仪的分类2.2 傅立叶变换红外谱仪的结构 2.3 傅立叶变换分光的原理2.1.1 红外光谱仪的类型色散型红外光谱仪(Dispersive Infrared Spectrometer）：用棱镜或衍射光栅分光1930年第一台棱镜分光单光束1946年棱镜分光双光束60年代光栅分光傅立叶变换红外光谱仪(Fourier Transform IR Spectrometer）：用干涉仪代替色散装置70年代傅立叶变换光谱仪傅立叶变换红外光谱仪的优点：高光通量-光源利用率高高信噪比-光谱元作需时间为△T＝T/N,相同时间内光谱元更多，S/N提高√N倍波数精度高-用He-Ne激光控制取样，精度达到±0.01cm-1杂散光低-某一波长光的强度通过杂散光方式叠加到另一波长光的强度的可能性很小目前所使用的基本为傅立叶变换红外光谱仪2.2.1 傅立叶变换红外谱仪的结构He-Ne准直激光检测器光源干涉仪样品室2.2.2 红外光源 红外光源通常为惰性固体物质，电热可达1500 ~ 2000K陶瓷光源：中、远红外区 卤钨灯：近红外区高压汞弧灯：远红外区隔离器光源光出口传统光源新型陶瓷光源陶瓷材料反射罩5000小时1500小时2.2.3 干涉仪（核心部件） 迈克尔逊干涉仪法布里-伯洛干涉仪同光路塞格耐克干涉仪迈克尔逊干涉仪由两个互成角度的平面镜与分束器构成一部分红外入射光经分束器透射到动镜，其余的则反射至固定镜分束器补偿板固定镜动镜(恒定速度)来自光源至检测器岛津活动连接点支架(FJS)设计薄膜铰链接(4个位置）Hinges using film示意图连接处动镜固定顶点Top plate (fixed)岛津专利S h i ma d z uP a t e n t !!ADA 动态准直Processing circuit He-Ne 激光极化光分束器Polarized beam splitter压电微调器固定镜移动镜确定干涉条件的采样回路传感器B传感器A光源至样品室FJS system处理回路防潮措施密封干涉仪2.2.4 检测器热电检测器入射辐射加热材料时引起表面电荷变化：中红外区钽酸锂(LiTaO3)氘代硫酸三甘肽( DTGS, deuterated triglycinesulfate detector )高灵敏度的氘代L-丙氨酸硫酸三甘肽( DLATGS,deuterated L-alanine triglycine sulfate ) ：中、远红外区光电导检测器吸收辐射材料电阻降低碲镉汞化物(MCT, Mercury Cadmium Telluride)，高灵敏、快速响应：中红外InGaAs，PbS，InSb：近红外2.2.5 红外窗片材料氯化钠(NaCl)、溴化钾(KBr)、碘化铯(CsI)氟化钙(CaF2)、氟化钡(BaF2)氯化银(AgCl)、溴化银(AgBr)硫化锌(ZnS, 商品名IrTran-2)硒化锌(ZnSe, 商品名IrTran-4)溴化铊-碘化铊混晶(KRS-5)锗Ge等：中红外聚乙烯片：远红外石英片：近红外一些窗片材料的红外透光特性100806040200%4000 cm-1 3000 2000 15001000 500 200Quartz 1 mmSapphire 2 mmCaF 25 mmBaF 23 mm NaCl10 mm KBr 10 mm CsI 3 mm2.2.6 光源/分束器/检测器的搭配光源 分束器 检测器13,000 770nm 2μm25μm50μm200cm-1400 1,000cm-110μm10,000cm -11μm5,000cm -1Tungsten LumpCeramic (7800 – 240cm -1)CaF 2 KBr (7,800 – 350cm -1)CsI 5,000 – 240cm -1)InGaAs DLA TGS (7,800 – 240cm -1) (12,500 – 3,800cm -1) (12,500 – 3,800cm -1)(12,500 – 3,800cm -1)FIRMIRNIR MCT (5,000 – 650cm -1)中红外7,800-350cm-1陶瓷光源/KBr-分束器/DLATGS （标准）或MCT （选配） 远红外（选配）5,000-240cm-1陶瓷光源/CsI-分束器/DLATGS 近红外（选配）12,500-3,800cm-1钨灯（卤素灯）/CaF 2-分束器/InGaAsIRPrestige-21 扩展配置分束器近红外CaF2中红外KBr 远红外CsI 检测器近红外InGaAs中、远红外DLATGS光源中、远红外陶瓷光源近红外卤钨灯2.3.1 光的干涉原理傅立叶变换红外光谱仪基于光的干涉，分别来自动镜与定镜的红外光由于光程差发生干涉λλ/2x=n λn=0,1,2…x = n/2λn =1,3,5...亮Bright暗Dark不同的干涉效果来自固定镜的光来自移动镜的光x = 2(l 1-l 2) = 0来自移动镜的光x = 2 (l 1-l 2) = λ/22.3.2 干涉图和红外光谱的关系I(x)=∫B(ν)e-i2πνx dν干涉图强度I与距离x关系B(ν)=∫I(x)e-i2πνx dx光谱图强度B与频率ν(波数)关系检测器检测到的干涉图v1 v2 v3A’(v2)A(v1) A(v2) A(v3)强度红外光谱A(v1)A’(v2) A(v2) A(v3)傅立叶变换 （由计算机完成） v1 -x0v2v3+x光程差31Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited1 E 0.750.5→ 傅立叶变换120 %T 100 800.250-0.25-0.5-0.75-1-0.015-0.01-0.005→00.0050.010.015600.02 cm402004500 FTIR Measurement4000350030002500200015001000500 1/cm32Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited三、制样技术™ 3.1 常规制样 ™ 3.2 衰减全反射( Attenuated Total Reflection, ATR) ™ 3.3 漫反射（Diffuse Reflectance Spectroscopy, DRS）33Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.1.1 固体样品制样™ 压片法：样品和KBr取量（最常用） ™ 研糊法：固体样品与稀释剂(石蜡油、氟油) 研磨调糊 ™ 成膜法：高分子样品等可用热压膜机制膜； 某些固体样品溶解在溶剂中，溶剂蒸发成膜 ™ 溶液法:将样品悬浮于易挥发溶剂中，滴于 KBr上，溶剂挥发会形成均匀得粉末薄层34Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited小型手动压片机 及压片模具35可抽真空KBr压 片模具Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.1.2 液体样品制样™ 液膜法：液体池 ™ 涂膜法： ™ 成膜法：36Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited液体池37Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited气体样品制样™ 气体样品的测定：气体池38Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.2.1 ATR原理ATR晶体 样品 红外入射光ATR晶体 穿透深度 样品39Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.2.2 ATR适用的样品™ 样品有光滑平整表面 ™ 样品折射率小于晶体 ™ ATR光谱测定深度为几个微米，一定 程度上反映了被测物的表面信息 ™ 常测定的样品：薄膜、织物、涂层等 ™ 测量要点：固体样品需紧贴晶体表面 ；液体样品可直接滴在晶体表面上40Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.3.3 ATR装置及附件41Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited常用ATR晶体材料的特性表晶体 材料KRS-5 Ge ZnSe波数范围 (cm-1)20,000 - 290 5,000 - 700 20,000 - 650水中溶 折射率2.4 4.0 2.4解性不可溶 不可溶 不可溶特征橘红色, 有毒 黑色, 不透明, 易碎 黄色, 硬根据样品的状况，选择相应的ATR晶体材料 ----样品的折射率应小于晶体的折射率42Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.3.4 ATR穿透深度的影响因素5.0穿透深度 (μm)4.0 3.0 2.0 1.0 0.0(A) KRS-5 晶体, θ = 45o (B) Ge 晶体, θ = 30o (C) KRS-5 晶体, θ = 60o (D) Ge 晶体, θ = 45o (E) Ge 晶体, θ = 60o(A)(B) (C) (D) (E)4000300020001000波数 (cm-1)43Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited™ 入射角愈大，穿透样品深度越浅 ™ 同一晶体，样品折射率越大穿透深度越深 同一样品，晶体折射率越大穿透深度越浅 ™ 红外光线波数越高，穿透深度越浅，高波 数段光谱谱带偏低； ATR校正——校正光谱中各谱带的相对强 度，以消除由于不同波数红外光穿透深度 不同而引起的对ATR光谱的影响44Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. LimitedATR 校正ATR 光谱 (未校正)ATR 光谱 (已校正)透射光谱30001500100040045Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited3.3.1 DRS原理红外光照在样品上,少 部分产生镜反射，其余 漫反射光 镜反射光 部分进入样品后，经过 多次反射、折射、散射、 衍射，再由样品表面向 各个方向辐射出来，称 为漫反射光，它带有样 • 镜反射光(Specular Reflectant 品的信息。