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                  深度解讀丨紅外光譜儀的構成與工作原理

                  紅外光譜儀是材料分析化學中常用的儀器之一。紅外光譜分析能夠幫助我們對材料進行定性鑒定和半定量分析,是最快獲得材料類別信息的重要手段。今天程誠小編就帶大家一起了解下..

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                  深度解讀丨紅外光譜儀的構成與工作原理

                  發布時間:2021-12-07 熱度:

                    紅外光譜儀是材料分析化學中常用的儀器之一。紅外光譜分析能夠幫助我們對材料進行定性鑒定和半定量分析,是最快獲得材料類別信息的重要手段。今天程誠小編就帶大家一起了解下紅外光譜儀的構成和工作原理等知識。
                   
                  紅外光譜儀檢測
                   
                    紅外光譜儀主要由三部分組成:光源、干涉儀和檢測器。其中光源能發射出穩定、高強度、連續波長的紅外光,通常使用能斯特(Nernst)燈、碳化硅或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲。干涉儀的作用則是將復色光變為干涉光。中紅外干涉儀中的分束器主要是由溴化鉀材料制成的;近紅外分束器一般以石英和CaF2為材料;;遠紅外分束器一般由Mylar膜和網格固體材料制成。
                    檢測器一般分為熱檢測器和光檢測器兩大類,常見的熱檢測器有氘代硫酸三甘肽(DTGS)、鉭酸鋰(LiTaO3)等類型,常用的光檢測器有銻化銦、汞鎘碲等類型。
                    紅外光譜儀工作原理就是用一定頻率的紅外光聚焦照射被分析的樣品時,如果分子中某個基團的振動頻率與照射紅外線頻率相同便會產生共振,從而吸收一定頻率的紅外線,把分子吸收紅外線的這種情況用儀器記錄下來,便能得到全面反映樣品成分特征的光譜,進而推測化合物的類型和結構。
                    20世紀70年代出現的傅里葉變換紅外光譜儀是一種非色散型的第三代紅外吸收光譜儀,其光學系統的主體是邁克耳孫(Michelson)干涉儀。邁克耳孫干涉儀主要由兩個互成90度的平面鏡(動鏡和定鏡)和一個分束器組成。固定定鏡、可調動鏡和分束器組成了傅里葉變換紅外光譜儀的核心部件—邁克耳孫干涉儀。動鏡在平穩移動中要時時與定鏡保持90度。分束器具有半透明性質,位于動鏡與定鏡之間并和它們呈45度放置。
                    由光源射來的一束光到達分束器時即被它分為兩束,Ⅰ為反射光,Ⅱ為透射光,其中50%的光透射到動鏡,另外50%的光反射到定鏡。射向探測器的Ⅰ和Ⅱ兩束光會合在一起成為具有干涉光特性的相干光。動鏡移動至兩束光光程差為半波長的偶數倍時,這兩束光發生相長干涉,干涉圖由紅外檢測器獲得,結果經傅里葉變換處理得到紅外光譜圖。
                   
                  紅外光譜儀檢測
                   
                    下圖是傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)的工作原理:
                   
                  紅外光譜儀檢測
                   
                    程誠小編結語:紅外光譜儀與紅外光譜分析方法被廣泛應用于染織工業、環境科學、生物學、材料科學、高分子化學、催化、煤結構研究、石油工業、生物醫學、生物化學、藥學、無機和配位化學基礎研究、半導體材料、日用化工等研究領域。通過紅外光譜測定,人們就可以判定未知樣品中存在哪些有機官能團,這為最終確定未知物的化學結構奠定了基礎。

                   
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