现代分析测试技术第二章 红外光谱
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材料分析测试技术一、名词解析:1.红外光谱(Infrared Spectroscopy, IR)是利用试样吸收红外光的特征对物质进行结构鉴定的表征技术。
2.拉曼光谱(Raman Spectroscopy)就是利用光经过试样产生的拉曼散射特征对物质进行结构鉴定的表征技术。
3.Raman位移就是Stokes或Anti-Stokes线频率与入射光频率的差值。
4.核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)是记录处于外磁场中磁核能级之间跃迁的一种技术。
5.化学位移:由于质子所处的化学环境不同,其周围的微磁场自然不同,因此,核磁共振发生时外加的磁场强度并不相同,而是相对有一定的位移,这种吸收峰位置的差距被称为化学位移。
6.凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography, GPC)是一种色谱技术,它用高度多孔性的、非离子型的凝胶小球将溶液中多分散的聚合物逐级分开,配合分子量检测器使用即可得到分子量分布,是目前测定分子量分布最广泛应用的方法。
7.X射线衍射如果试样具有周期性结构(结晶),则X射线被相干散射(相对于入射光,散射光没有波长和相关系的改变),该现象被称为X射线衍射8.漫射X射线衍射如果试样具有不同电子密度的非周期性结构,则X射线被不相干散射(相对于入射光,散射光有波长和相关系的改变),该现象被称为漫射X 射线衍射(简称散射)。
9.热分析(Thermal Analysis, TA)是指在程序控温下测量物质的物化性质与温度关系的一类技术10.热重分析(Thermalgravimetry or Thermalgravimetric analysis, TG or TGA)是在程序控温下测量试样质量对温度的变化。
11.热机械分析(Thermomechanical analysis, TMA)是在程序控温和加载静态载荷(压或拉)下测量样品尺寸对温度的变化。
一、名词解释1. 原子吸收灵敏度:也称特征浓度,在原子吸收法中,将能产生1%吸收率即得到0.0044的吸光度的某元素的浓度称为特征浓度。
计算公式: S=0.0044×C/A (ug/mL/1%)S——1%吸收灵敏度 C——标准溶液浓度 0.0044——为1%吸收的吸光度A——3次测得的吸光度读数均值2. 原子吸收检出限:是指能产生一个确证在试样中存在被测定组分的分析信号所需要的该组分的最小浓度或最小含量。
通常以产生空白溶液信号的标准偏差2~3倍时的测量讯号的浓度表示。
只有待测元素的存在量达到这一最低浓度或更高时,才有可能将有效分析信号和噪声信号可靠地区分开。
计算公式: D=c Kδ/A mD——元素的检出限ug/mL c——试液的浓度δ——空白溶液吸光度的标准偏差 A m——试液的平均吸光度 K——置信度常数,通常取2~3 3.荧光激发光谱:将激发光的光源分光,测定不同波长的激发光照射下所发射的荧光强度的变化,以I F—λ激发作图,便可得到荧光物质的激发光谱4.紫外可见分光光度法:紫外—可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。
这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁,广泛用于无机和有机物质的定量测定,辅助定性分析(如配合IR)。
5.热重法:热重法(TG)是在程序控制温度下,测量物质质量与温度关系的一种技术。
TG基本原理:许多物质在加热过程中常伴随质量的变化,这种变化过程有助于研究晶体性质的变化,如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。
热重分析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。
检测质量的变化最常用的办法就是用热天平(图1),测量的原理有两种:变位法和零位法。
6.差热分析;差热分析是在程序控制温度下,测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
材料现代分析测试技术(安徽理工大学版)知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.K值法属于内标法参考答案:对2.K值法,不适合于n≥2的混合样品的定量分析参考答案:错3.K值法,需要在试样中加入标准相来进行分析。
参考答案:对第二章测试1.在某元素的K系辐射中,Kα2的波长比Kα1的波长长。
()参考答案:对2.X射线具有波长,显示了其粒子性。
()参考答案:错3.定性分析XRD谱图常用的软件是()参考答案:Jade4.满足布拉格方程是得到XRD衍射峰的()。
参考答案:必要条件5.关于K值法,下列说法正确的是()。
参考答案:适合于n≥2的混合样品的定量分析;K值法属于内标法;需要在试样中加入标准相来进行分析6.XRD主要实验参数包括()。
参考答案:扫描范围;狭缝宽度;扫描速度第三章测试1.透射电镜的分辨本领主要取决于照明束的波长,此外还收到像差的限制。
()参考答案:对2.蚀刻就是人为的在复型表面制造一层密度比较大的元素膜厚度差,以改善复型图形的衬度。
()参考答案:错3.SEM的放大倍数的表达式是()参考答案:荧光屏上图像的边长与电子束在样品上的扫描振幅之比4.波谱仪和能谱仪中检测的物理信号是()。
参考答案:特征X射线5.关于TEM衍射花样分析,下列说法正确的是()。
参考答案:分析衍射花样,可以与标准花样对照;衍射花样遵循晶体消光规律;衍射花样满足布拉格方程6.SEM的成像物理信号中,()可以得到原子序数衬度。
参考答案:背散射电子;吸收电子第四章测试1.DTA是在程序控制温度下,样品的热能对温度变化的方法。
()参考答案:错2.DSC与DTA不同,DSC既可以用于定性分析,又可以用于定量分析。
()参考答案:对3.差示扫描量热法按照测量方式不同分为()两种。
参考答案:功率补偿型;热流型4.DTA谱线中,试样吸热效应时()。
参考答案:ΔT<05.热重分析其特点是定量性强,能准确的测量物质()。
参考答案:质量变化6.对于熟知的热塑性丁苯橡胶(SBS)和丁苯橡胶(SBR)说法正确的是。
红外光谱分析简介红外光谱分析(Infrared Spectroscopy)是一种常用的分析技术,用于研究物质的结构和组成。
通过测量物质对红外辐射的吸收和散射情况,可以获取有关分子振动和结构的信息。
红外光谱分析广泛应用于有机化合物的鉴定和定量分析、材料分析、环境和食品安全监测等领域。
原理红外光谱分析基于物质分子的振动和转动产生的谱线。
大部分物质的振动频率位于红外光谱范围内,因此该技术可以用来研究物质的结构和组成。
红外光谱分析的原理可概括为以下几个方面:1.吸收谱线:物质分子在特定波长的红外辐射下,会吸收特定频率的红外光,产生吸收谱线。
不同官能团或结构单位的振动频率不同,因此吸收谱线可以用来识别物质的组成和结构。
2.波数:红外光谱中使用波数来表示振动频率。
波数与波长的倒数成正比,常用的单位是cm-1。
波数越大,振动频率越高。
3.力常数:物质分子中的振动频率受到分子内力的限制,可以通过量化力常数来描述。
力常数与振动能量相关,可以通过红外光谱数据计算得到。
4.傅里叶变换红外光谱(FTIR):FTIR是一种常用的红外光谱仪器,利用傅里叶变换原理将红外辐射的吸收信号转换为频率谱线。
FTIR具有快速、高分辨率和高灵敏度的特点,适用于各种物质的分析。
实验步骤进行红外光谱分析通常需要以下步骤:1.样品制备:将待分析的样品制备成适当形式,如固体样品可以通过压片或混合胶制备成薄片,液体样品可以直接放置在红外吸收盒中。
在制备过程中需要注意去除杂质和保持样品的均匀性。
2.仪器校准:使用已知物质进行仪器校准,确保红外光谱仪的准确性和灵敏度。
校准样品通常是有明确红外光谱特征的化合物,如苯环等。
3.获取红外光谱:将样品放置在红外光谱仪中,启动仪器进行红外辐射的扫描。
扫描过程中,红外光谱仪会记录样品对吸收红外辐射的响应。
得到光谱数据后,可以进行后续的数据处理和分析。
4.数据处理和分析:利用软件工具对得到的光谱数据进行处理和分析。
现代近红外光谱分析技术的原理及应用1 简介近红外光(near infrared,NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR或IR)之间的电磁波美国材料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为波长780-2526nm的光谱区(波数为12820-3959cm-1)习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780-1100nm)和近红外长波(1100-2526nm)两个区域。
从20世纪50年代起,近红外光谱技术就在农副产品分析中得到广泛应用,但是由于技术上的原因,在随后的20多年中进展不大。
进入20世纪80 年代后,随着计算机技术的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,加之近红外光谱在测试技术上所独有的特点,人们对近红外光谱技术的价值有了进一步的了解从而进行了广泛的研究。
数字化光谱仪器与化学计量学方法的结合标志着现代近红外光谱技术的形成。
数字化近红外光谱技术在20 世纪90年代初开始商品化。
近年来,近红外光谱的应用技术获得了巨大发展,在许多领域得到应用,对推进生产和科研领域的技术进步发挥了巨大作用。
近红外光谱技术是90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术,测量信号的数字化和分析过程的绿色化使该技术具有典型的时代特征。
由于近红外光在常规光纤中有良好的传输特性,使近红外光谱技术在实时在线分析领域中得到很好的应用。
在工业发达国家,这种先进的分析技术已被普遍接受,例如1978年美国和加拿大采用近红外法代替凯氏法,作为分析小麦蛋白质的标准方法。
20世纪90年代初,外国厂商开始在我国销售近红外光谱分析仪器产品,但在很长时间内,进展不大,其原因主要是:首先,近红外光谱分析要求光谱仪器、光谱数据处理软件(主要是化学计量学软件)和应用样品模型结合为一体,缺一不可。
但被分析样品会由于样品产地的不同而不同,国内外的样品通常有差异,因此,进口仪器的应用模型一般不适合分析国内样品。
红外光谱分析的原理及应用红外光谱分析是现代分析化学中一种重要的分析方法,广泛应用于物质的结构、成分的分析与鉴定等方面。
本文将从原理和应用两个方面介绍红外光谱分析。
一、原理红外光谱分析是利用分子中吸收红外光的特性,通过分析吸收带位移和强度来鉴定物质的结构和成分。
根据分子中化学键的振动和转动,红外光谱可以分为伸缩振动和弯曲振动两种。
其中伸缩振动又分为对称伸缩振动和不对称伸缩振动,对应的波数通常分别为3300 cm-1和3000 cm-1左右。
弯曲振动则分为摇摆弯曲振动和出弯曲振动,常见的波数为1500 cm-1左右和600 cm-1左右。
红外光谱的分析通常需要借助傅里叶变换红外光谱仪来获取样品的光谱图。
该仪器可以通过样品吸收的红外光的干涉光谱,进而得到物质的红外吸收光谱。
二、应用1.质量检验红外光谱分析可以用于物质的成分和结构的分析与鉴定。
这对于制造商和消费者都非常重要。
制造商可以通过红外光谱分析检验其制造的产品结构和杂质成分的情况,以确保质量符合标准。
而消费者可以通过红外光谱分析检验产品是否真实,从而避免假冒伪劣产品。
2.生物医学检验红外光谱分析在生物医学检验中也有广泛的应用。
比如,可以通过红外光谱分析来检测制药中的成分和结构,检验药效和副作用。
此外,红外光谱分析还可以用于检测人体组织中的蛋白质和核酸等,从而辅助医生进行诊断和治疗。
3.环境监测红外光谱分析也可以用于环境监测。
例如,可以通过检测大气中的有机物、重金属和气体状的污染物等,以了解环境污染的情况。
此外,还可以利用红外分光技术检测地震矿场的地下水质量,从而保护水源。
4.石油和食品行业红外光谱分析在石油和食品行业中也有广泛的应用。
在石油行业中,例如,可以通过红外光谱分析来检测油品成分和结构,从而确保油品的质量。
在食品行业中,红外光谱分析可以用于安全检验和营养但量的检测。
综上所述,红外光谱分析具有广泛的应用前景,可以用于物质的成分和结构鉴定、生物医学检验、环境监测等领域。
红外光谱分析红外光谱分析是一种重要的分析技术,广泛应用于化学、生物、材料等领域。
通过测量物质在红外光谱范围内的吸收和发射特性,可以得到物质分子的结构信息,实现物质的鉴定、定量分析和质量控制等目的。
本文将从红外光谱的基本原理、仪器设备、样品制备和数据解析等方面介绍红外光谱分析的相关知识。
一、基本原理红外光谱分析基于物质对红外辐射的吸收特性。
红外辐射是电磁波谱中的一部分,波长范围在0.78μm至1000μm之间,对应的频率范围在3000GHz至0.3THz之间。
物质分子由原子组成,原子核围绕电子运动,当受到外界的电磁波激发时,分子内部的键振动和转动将发生改变,导致物质吸收特定波长的红外辐射。
不同物质的分子结构和化学键在红外光谱图上表现出特征性的吸收峰,通过观察这些吸收峰的位置和强度可以确定物质的成分和结构。
二、仪器设备进行红外光谱分析需要使用红外光谱仪。
常见的红外光谱仪包括傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和光散射式红外光谱仪(IR)。
FTIR光谱仪通过傅立叶变换技术将红外辐射转换为光谱图,具有高灵敏度和快速测量的优点,适用于定性和定量分析。
光散射式红外光谱仪则通过散射光信号进行检测,适用于固态样品和表面分析。
三、样品制备在进行红外光谱分析前,需要对样品进行适当的制备处理。
液态样品可以直接涂覆在透明吸收的样品基底上进行测试,固态样品通常需要将样品捣碎并与适当的载体混合后进行测试。
在取样和制备过程中需要避免空气和水分的干扰,避免发生氧化和水解反应,影响测试结果的准确性。
四、数据解析红外光谱分析得到的数据通常以吸收光谱图的形式呈现。
吸收光谱图的横轴表示波数或波长,纵轴表示吸收强度,吸收峰的位置和形状反映了物质的分子结构。
数据解析是红外光谱分析的关键步骤,需要借助专业的光谱库和软件进行分析和比对,以确定样品的成分和结构信息。
在实际应用中,红外光谱分析可用于鉴定有机化合物、无机物质、生物大分子等多种样品,广泛应用于医药、食品、环境、材料科学等领域。
材料现代分析测试方法知识总结现代分析测试方法是指在材料研究和应用过程中,通过各种仪器和设备对材料进行精确分析和测试的方法。
这些方法包括物理测试方法、化学测试方法和电子显微镜技术等。
以下是对现代分析测试方法的一些知识的总结。
一、物理测试方法:1.X射线衍射:通过X射线的衍射绘制出材料的结晶结构,确定材料的晶格常数、晶胞参数和晶体的相位等。
2.热重分析:通过加热材料并测量其重量的变化,判断其热稳定性、热分解性和可能的热分解产物。
3.红外光谱:通过测量材料在红外波段的吸收光谱,推断材料的分子结构、官能团以及物质的存在状态和纯度。
4.核磁共振:通过测量核磁共振信号,确定物质的结构、官能团和化学环境。
二、化学测试方法:1.光谱分析:包括紫外可见光谱、原子吸收光谱和发射光谱等,通过测量材料吸收或发射的光的波长和强度,确定材料的化学成分和浓度。
2.色谱分析:包括气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱等,通过物质在固定相和流动相之间的相互作用,分离并测定材料中的组分。
3.原子力显微镜:通过测量微米和亚微米级尺寸范围内的力的作用,观察材料表面的形貌和物理特性。
4.微量元素分析:通过原子吸收光谱、荧光光谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法,测量材料中的微量元素浓度。
三、电子显微镜技术:1.扫描电子显微镜:通过扫描电子束和样品表面之间的相互作用,观察材料表面的形貌、组成和结构。
2.透射电子显微镜:通过电子束穿透样品并与样品内部的原子发生相互作用,观察材料的晶格结构、晶格缺陷和界面等微观结构。
以上是现代材料分析测试方法的一些知识总结。
通过这些方法,我们可以准确地了解材料的组成、结构和性能,为材料的研究、设计和应用提供有力的支持。
红外光谱测试原理红外光谱测试原理是一种利用物质分子之间的振动、转动和形变等运动状态所表现出来的光谱特性,对样品进行检测和定性分析的方法。
红外光谱测试原理可以用来分析有机物、无机物、聚合物、蛋白质等多种物质,具有非破坏性、灵敏度高、快速、准确等特点。
下面将对红外光谱测试原理做出详细介绍。
一、红外光谱测试原理概述红外光谱测试原理是一种光谱技术,其基本原理是将样品暴露在红外光辐射下(4000~400cm-1),光子与样品分子发生作用时,分子的振动和转动状态将会发生变化,从而产生了不同频率的振动波长,这些波长就是所谓的红外光谱特征波长。
通过检测样品反射、透射或者吸收的红外辐射波长,就可以得出样品的成分和结构信息。
二、红外光谱测试的原理与组成红外光谱测试仪由红外光源、样品室、检测器、计算机等部分组成。
红外光源通常采用两种:一是采用氚灯,二是采用红外线电磁辐射器。
样品室一般由样品支架和样品夹组成,它们的设计与制造极其复杂,要求对温度、湿度、气体等多个因素进行精确控制。
检测器目前主要采用的是荧光屏、光电转换器、半导体、透镜等探测器,其作用是将样品室中的红外辐射转化为电信号,进而输入计算机进行处理。
三、红外光谱测试的样品制备红外光谱测试的样品制备至关重要。
通常,红外光谱测试的样品要求比较高,需要对样品进行粉碎或浸泡处理。
其中,粉碎需要根据样品的不同性质进行操作。
浸泡则通常采用氯仿、苯和甲醇等溶剂进行浸泡,处理溶液悬浮于空气,然后将红外辐射直射到悬浮液中,测出光谱图像。
四、红外光谱测试的应用红外光谱测试具有非常广泛的应用领域,主要包括有机化学、物理化学、生物化学、环境科学等多个领域。
在有机化学中,常用于分析各种有机物;在物理化学中,在气体吸收光谱或红外光谱分析等方面得到了广泛应用;在生物化学中,常用于分析DNA,蛋白质,糖等大分子等;在环境科学中,可以用于分析污染水源或污染物质。
总之,红外光谱测试原理是一种非常重要的光谱测试技术,可以用来分析和检测各种复杂物质。