傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)

傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱法（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）是一种用于分析和鉴定化合物的重要手段。

它基于傅里叶变换原理，通过将样品吸收或散射的红外光信号转化为频谱图，提供非常详细的化学信息，从而实现对样品的定性和定量分析。

一、傅里叶变换原理傅里叶变换原理是FTIR技术的基础，它描述了信号在频域和时域之间的转换关系。

根据这一原理，任何连续的函数信号都可以通过傅里叶变换转换为频谱形式，而频谱图中的每一个峰对应一个特定的振动模式或结构信息。

二、红外光谱的基本原理红外光谱是利用物质在红外光区（波长范围：2.5-25 μm）的吸收行为，来分析样品的一种方法。

当物质中的化学键发生振动或键角发生变化时，它们会吸收红外光的能量，而产生特定波数的吸收峰。

根据这些吸收峰的位置、强度和形状，可以对物质的结构和组成进行准确的鉴定。

三、傅里叶变换红外光谱仪的结构傅里叶变换红外光谱仪主要由光源、样品室、光谱仪和检测器组成。

光源产生红外辐射，经过样品室时发生与样品的相互作用，然后通过光谱仪进行解析，最后由检测器接收并转化为电信号。

这些信号经过傅里叶变换后，最终得到样品的红外光谱图。

四、傅里叶变换红外光谱法的应用领域傅里叶变换红外光谱法是一种非常广泛应用的分析技术，被广泛应用于化学、材料、生物、制药、食品等领域。

具体应用包括但不限于：1. 化学物质鉴定：通过比较样品与数据库中的标准谱图，可以准确鉴定出物质的化学组成和结构。

2. 反应动力学研究：红外光谱可以实时监测反应物与产物之间的变化，从而研究反应速率、反应机理等。

3. 质量控制与检测：对于药品、食品等生产过程中的原料、中间体和成品进行质量控制和检测，确保产品的安全和合格。

4. 生物医学研究：对于蛋白质、核酸等生物大分子的结构解析、疾病的诊断等方面具有重要意义。

五、傅里叶变换红外光谱法的优势和局限傅里叶变换红外光谱法的优势在于其非破坏性、高分辨率、快速分析的特点，可以对物质进行快速、准确的鉴定和分析。

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％。

傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer）是一种干涉型红外光谱仪，是红外光谱仪的一种。

傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成。

这种光谱仪的工作原理是，通过迈克尔逊干涉仪使光源发出的光分为两束后形成一定的光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉图函数包含了光源的全部频率和强度信息。

之后，用计算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可以计算出原来光源的强度按频率的分布。

傅里叶变换红外光谱仪具有以下优点：
1.测量速度快，一般可以在几十平方微米的范围内进行测量。

2.灵敏度高，可以检测到样品中微小的变化。

3.应用范围广，可以测量各种形状和状态的样品，包括气体、固体、液体等。

4.非破坏性测定，不破坏试样。

傅里叶变换红外光谱仪是一种功能强大、应用广泛的分析仪器，在化学、材料科学、生物学等领域都有广泛的应用。

傅里叶红外光谱仪介绍傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种利用红外光谱技术进行物质分析的仪器。

它能够对有机化合物、高分子化合物、生物分子等进行检测和鉴定，广泛应用于化学、生物、医药、食品、环境等领域。

由于物质分子中存在不同的振动、转动和伸缩等运动，吸收入射光的特征频率不同，这种特征频率被称为红外吸收谱图。

FTIR光谱仪利用傅里叶变换技术，将样品吸收的红外光信号转换为频谱，从而获得物质的红外光谱图。

FTIR光谱仪的主要组成部分包括光源、样品室、光学系统、干涉计和检测器等。

光源通常使用高亮度的近红外线或者红外线灯，可提供连续的光谱。

样品室是进行光学分析的部分，样品容器有各种形状和材质。

通常采用透明的BaF2、KBr、或者NaCl等晶体或者纯金属等制作成的样品盘。

光学系统是对样品辐射的光通过单色器，再经过一道分束器后到达光学计。

光学系统要求具有较高的分辨率、稳定性和几何光学性能。

干涉计是FTIR光谱仪的核心部件，它将光线分为两段并使其重合，形成干涉。

这种干涉产生了一个干涉图，我们称之为干涉光谱，它包含物质折射率的信息。

检测器是对红外辐射进行检测的部分，它可以分为热电偶和半导体检测器两种。

半导体检测器具有响应速度快、动态响应范围宽等特点，近年来得到了广泛应用。

FTIR光谱仪在物质分析中具有许多优点。

它可以对样品进行非破坏性的检测，不会对样品造成任何损伤。

取样方便并且分析速度快，可以在几秒钟内完成一个分析。

FTIR光谱仪的精度高，准确性好，可以检测极低浓度的物质。

FTIR光谱仪是一种非常有效的化学分析仪器，可以检测和鉴定多种化合物。

它在生产和质量检测、科学研究和环境保护方面都有重要应用。

FTIR光谱分析在化学领域中有着广泛的应用。

在有机合成领域中，FTIR光谱可以用于鉴定新合成的化合物和纯度的确定。

它可以确定化合物中的功能基团、杂质和杂质的含量。

傅里叶红外光谱仪基本构成傅里叶变换红外光谱仪（简称FTIR光谱仪），简称傅里叶红外光谱仪。

它不同于色散红外光谱的原理。

它是根据干涉后红外光的傅里叶变换原理研制的红外光谱仪。

主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、探测器、各种红外镜、激光器、控制电路板、电源等组成。

可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。

它克服了色散光谱仪分辨率低、光能输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。

它不仅可以测量各种气体、固体和液体样品的吸收光谱和反射光谱，还可用于短时化学反应测量。

目前，红外光谱仪广泛应用于电子、化工、医药等领域。

傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统和记录系统组成。

它是干涉式红外光谱仪的典型代表。

与色散红外仪器的工作原理不同，它没有单色仪和狭缝，通过迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅里叶数学变换将时域函数干涉图转换为频域函数图。

组成和结构：1、光源：傅里叶变换红外光谱仪配备多个光源，用于测量不同范围的光谱。

通常使用钨丝灯或碘钨灯（近红外）、碳化硅棒（中红外）、高压汞灯和氧化钍灯（远红外）。

2、分束器：分束器是迈克尔逊干涉仪的关键部件。

它的作用是将入射光束分为反射和透射两部分，然后将它们合成。

如果可移动反射镜导致两个光束之间存在一定的光程差，则合成光束可能会导致相位长度或破坏性干涉。

分束器的要求是入射光束在波数V处透射和反射一半，调制光束的振幅。

分束器是根据不同波段的使用，在不同的介质材料上添加相应的表面涂层而形成的。

3、检测器：傅里叶变换红外光谱仪中使用的检测器与色散红外光谱仪中使用的检测器没有本质区别。

常用的探测器有硫酸甘油三酯钛（TGs）、铌酸锶钡、碲化汞镉、锑化铟等。

4、数据处理系统：傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机，其功能是控制仪器的运行，采集和处理数据。

傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，Fourier Transform Infrared Spectrometer）是一种利用傅里叶变换原理，通过对红外光线在特定波长范围内的吸
收强度进行测量，从而分析物质的分子结构和组成的仪器。

FTIR红外光谱仪的工作原理如下：
1.辐射源：红外光谱仪的辐射源部分会产生宽波长范围的红外光，可
以是黑体辐射源、电石石墨片、高灯泡等，用来激发样品内分子结构
的振动。

2.干涉仪：干涉仪使用迈克尔逊干涉仪（Michelson interferometer），它的核心是一个可分割和反射的光束的分光镜。

红外光通过一个可移
动的镜子和一个固定的镜子，产生两束光路差的光线，然后返回干涉
仪重新合到一起，产生干涉信号。

3.采样：待测样品放置在红外光经过的路线上，当光透过或反射於此时，样品内的分子会对某些特定波长的红外光进行吸收，导致这些波
长的光强度降低。

4.探测器：FTIR红外光谱仪需要一个冷却的广谱探测器（例如：汞
镉锌（MCT），探测范围约为2-14μm）来接收通过或反射自样品的红
外光，并将其转换为电信号。

此时的电信号包含了所有波长处的吸收
强度，称为原始干涉信号（光学干涉图）。

5.傅里叶变换处理：原始干涉信号经过傅里叶变换（Fourier Transform，FT）处理，即通过逆傅里叶变换，将信号从时间域转换到
频率域，得到实际的红外吸收光谱图，纵轴表示吸收强度，横轴表示
红外光的波数。

通过分析光谱图中吸收峰的位置（波数）、峰值和峰形，可以获得有关样品分子结构和成分的信息。

傅里叶变换红外(FTIR)光谱是一种常用的分析技术，它通过分析物质在红外光谱范围内的吸收和散射特性，来研究样品的成分、结构和性质。

本文将从以下几个方面对傅里叶变换红外光谱进行介绍和解析。

一、傅里叶变换红外光谱原理简介傅里叶变换红外光谱是利用物质分子对红外光的吸收和散射特性来研究其结构和成分的一种技术。

当物质分子受到红外光的激发时，会发生特定振动和转动，这些振动和转动对应了物质分子内部的特定结构和键的存在。

傅里叶变换红外光谱仪利用光源产生的连续光通过样品后，得到经过样品吸收、散射后的光信号，并使用傅里叶变换算法将这些信号转换成详细的光谱图像。

通过解析这些光谱图像，可以获得样品中存在的各种成分的信息，包括它们的分子结构、官能团和键的类型、含量等。

二、傅里叶变换红外光谱的应用领域傅里叶变换红外光谱广泛应用于化学、材料、制药、生物、环境和食品等领域。

在化学领域，它常被用来鉴定有机化合物的结构、功能团的存在和含量，以及分子之间的相互作用；在材料领域，它常被用来研究材料的成分、性能和结构变化；在制药领域，它常被用来分析药品的成分和质量；在生物领域，它常被用来研究蛋白质、多糖等生物大分子的结构和功能。

三、傅里叶变换红外光谱的特点和优势傅里叶变换红外光谱具有快速、准确、非破坏性等特点。

相比传统的红外光谱技术，傅里叶变换红外光谱仪具有更高的光谱分辨率和灵敏度，可以检测到更低浓度的样品成分，还能够通过多种光谱技术的组合来获得更多细致的信息。

傅里叶变换红外光谱技术还可以与其他分析技术相结合，如拉曼光谱、质谱等，扩大了其应用范围和分析能力。

四、结语傅里叶变换红外光谱技术作为一种强大的分析工具，为科学研究和工程实践提供了重要的支持。

随着技术的不断发展，傅里叶变换红外光谱将在更多领域发挥其作用，为人们的生活和工作带来更多便利和科学发现。

傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术是一种非常重要的分析技术，在许多领域都有着广泛的应用。

傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种重要的分析仪器，其基本原理是利用傅里叶变换的原理进行红外光谱分析。

通过测量样品在不同波数下吸收或发射的红外辐射，可以获得样品的红外光谱图像，进而分析样品的化学成分和结构。

傅里叶变换的基本原理是任何一个周期函数都可以用一组正弦函数的无穷级数来表示，这组正弦函数的频率是原函数频率的整数倍。

对于傅里叶变换红外光谱仪，它将红外光在样品上通过的光强信号转换为频谱信号，再通过傅里叶变换将频谱信号转换为红外光强的波数分布图。

1.光源发出的连续谱光通过准直系统转化为平行光，再将平行光通过光学分束器分为参考光和样品光。

2.参考光和样品光经过光路调节后，分别经过干涉仪的两个通道。

3.干涉仪的两个通道引出的光分别经过两个光学衰减器调节光强，然后进入半导体探测器转换为电信号。

4.半导体探测器的输出信号经过预处理电路放大，再经过模数转换装置转换为数字信号。

5.数字信号经过傅里叶变换计算机利用傅里叶变换算法得到样品的红外光谱图像。

1.制药行业：可以用于药物成分的鉴定、含量的测定以及药物的质量控制。

2.化学行业：可以用于化学反应动力学的研究、有机物的结构表征等。

3.材料科学：可以用于材料的成分分析、物质的变换和反应过程的研究等。

4.聚合物行业：可以用于聚合物分子结构的分析和性能的研究。

5.环境监测：可以用于环境中有害物质的检测和分析，如大气污染物、水质污染物等。

总之，傅立叶变换红外光谱仪通过测量样品在不同波数下的红外光吸收或发射，利用傅里叶变换原理将光谱信号转换为波数分布图，从而实现对样品的结构和成分分析。

其在制药、化学、材料科学、聚合物和环境监测等领域有着广泛的应用。

傅里叶变换红外光谱仪检定规程
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR光谱仪）是一种用于检测物质的红外吸收谱的仪器，其工作原理基于傅里叶变换。

为了保证FTIR光谱仪的准确性和可靠性，需要进行定期的检定。

以下是一个可能的检定规程：
1. 检查光源：使用合适的光源校准工具，检查FTIR光谱仪的光源的输出强度和波长范围是否满足要求。

2. 校准单色器：使用合适的校准工具，校准FTIR光谱仪的单色器，确保其单色度和波长调节范围准确。

3. 校准干涉仪：使用干涉仪校准工具，校准FTIR光谱仪的干涉仪，包括反射镜、移动反射镜和固定反射镜等部件，以确保其反射和透射路径准确。

4. 检查样品室：检查样品室的温度和湿度控制系统，确保能够提供稳定的环境条件。

5. 校准波数刻度：使用合适的标准样品，校准FTIR光谱仪的波数刻度，确保其波数刻度准确。

6. 检查光谱分辨率：使用合适的标准样品，检查FTIR光谱仪的光谱分辨率，确保能够准确分辨不同的吸收峰。

7. 检查信噪比：使用合适的标准样品，检查FTIR光谱仪的信噪比，确保能够在低信号强度下获得可靠的光谱。

8. 检查灵敏度：使用合适的标准样品，检查FTIR光谱仪的灵敏度，确保能够检测到低浓度的样品。

9. 校准零点：使用合适的校准样品，校准FTIR光谱仪的零点，确保能够正确地测量样品的吸收。

10. 记录结果：在每次检定后，记录检定结果，包括检定日期、检定人员和检定参数等信息，以便于追溯和比较。

以上仅是一个可能的检定规程，具体的规程还需要根据实际情况和仪器的特点进行制定。

在进行检定时，应遵循相关的标准和规范，并确保检定人员具有相关的专业知识和经验。