紅外光譜儀就像分子的“指紋識別器”,通過分析物質對紅外光的吸收特性,幫你快速鎖定化學成分和結構。它的核心原理是分子振動與紅外光的共振效應——當光子能量匹配分子振動能級差時,特定波長的光會被吸收,形成光譜圖。
分子振動與能級躍遷:分子中的化學鍵或基團具有特定振動/轉動頻率。當紅外光照射時,若光子能量與分子能級差匹配,分子吸收光子并發(fā)生能級躍遷,形成吸收光譜。不同官能團(如羥基、羰基)的吸收峰位置固定,構成“分子指紋”。
工作原理
光源:發(fā)射連續(xù)紅外光(覆蓋近紅外到遠紅外波段)。
分光系統(tǒng):色散型用棱鏡/光柵分離波長,傅里葉變換型(FTIR)用干涉儀生成干涉圖,再通過數(shù)學變換還原光譜。
探測器:捕捉透射光強度變化,轉化為電信號。
數(shù)據(jù)處理:計算機將干涉圖還原為光譜圖,顯示吸收峰位置和強度。
儀器結構
光源:發(fā)射連續(xù)紅外光(如硅碳棒、高壓汞燈)。
分光系統(tǒng):通過光柵或干涉儀(傅里葉變換紅外光譜儀的核心)將復合光分解為單色光。
樣品室:適配固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)樣品,常用KBr壓片法處理固體。
檢測器:如高真空熱電偶、碲鎘汞(MCT)光電導檢測器,捕捉信號并轉換為電信號。
計算機系統(tǒng):處理數(shù)據(jù)并生成光譜圖,支持傅里葉變換等算法。
日常維護
環(huán)境控制:保持實驗室干燥(相對濕度約50%),定期更換干燥劑。
光學部件清潔:避免灰塵污染,使用專用工具清理。
定期校準:使用標準樣品(如聚苯乙烯薄膜)校準波數(shù)精度。
防潮措施:長期不用時每周開機兩次,每次半天,并開除濕機。