紅外光譜教程2013 (五)

1、 紅外光譜教程 2011-12 6 Nicolet is 5 紅外光譜儀的使用6.1 OMNIC 8.2 軟件簡介美國熱電尼高力儀器公司（Thermo Nicolet Corporation）生產(chǎn)的Nicolet is5 紅外光譜儀配用OMNIC 8.2智能軟件，能夠進行實驗設(shè)置、光譜質(zhì)量檢查、智能光譜解析、附件狀態(tài)自動檢測、多方法譜庫檢索/建庫、光譜的處理、連續(xù)實時系統(tǒng)診斷，提供各種報告形式和其他紅外儀器文件轉(zhuǎn)換等各類應(yīng)用功能。6.2 實驗操作步驟1 實驗之前應(yīng)按下圖檢查機器。 2 按光學(xué)臺、打印機及電腦順序開啟儀器。光學(xué)臺開啟后3min即可穩(wěn)定。3 開始/所有程序/Thermo scien

2、tific OMNIC，彈出如下對話框?；蛘唿c擊桌面上的快捷方式，選擇所需操作軟件。打開“OMINC”軟件4 打開ominc軟件或按打開軟件后，儀器將自動檢測附件的配置，當(dāng)聯(lián)機成功后，進入初始界面（不同的軟件版本可能有所不同）。 光譜初始界面5 儀器檢查方法1：程序界面的右上角將出現(xiàn)光學(xué)臺狀態(tài)指示器，查看其是否正常。幾種狀態(tài)含義如下：1）說明光譜儀的各種診斷參數(shù)都通過。2）說明以下兩種狀態(tài)中有一種存在：冷卻的檢測器變熱或者打印口正在被用來打印信息而不能采集數(shù)據(jù)。3）說明光譜儀出現(xiàn)了問題，或者計算機與光學(xué)臺沒有連接好。需進行如下表所列的方法進行處理。方法2：點擊“實驗設(shè)置”圖標(biāo)，在跳出窗口中，查

3、看光學(xué)臺中的干涉圖能量值是否在5.0以上。常見的故障、產(chǎn)生原因和處理方法常見故障產(chǎn)生原因處理方法干涉儀不掃描， 不出現(xiàn)干涉圖紅外與計算機沒有連接好檢查計算機和儀器的連接線是否連接好。重啟 計算機和儀器。儀器電源輸出電壓不正常檢查儀器的各種輸出電壓是否正常分束器損壞請儀器維修工程師檢查，更換分束器控制電路元件損壞請儀器維修工程師檢查溫度太低或太高控制溫度軟件出現(xiàn)問題重新安裝紅外軟件干涉圖能量太低分束器出現(xiàn)裂縫請儀器維修工程師檢查，更換分束器光路沒有準(zhǔn)直好自動準(zhǔn)直檢測器損壞請儀器維修工程師檢查，更換檢測器紅外光源能量太低更換紅外光源各種紅外反射鏡太臟請儀器公司維修工程師清洗紅外附件的位置未調(diào)整好調(diào)

4、整紅外附件位置空氣背景單光束光譜有雜峰光學(xué)臺中有雜質(zhì)氣體吹掃光學(xué)臺使用紅外附件時，紅外附件被污染清洗紅外附件反射鏡、分束器、檢測器上有污染物請儀器維修工程師檢查6 實驗設(shè)置操作（1）進入采集，選擇實驗設(shè)置對話框，或點擊工具欄中的 “實驗設(shè)置”圖標(biāo)，跳出一任務(wù)窗口，進行實驗條件設(shè)置。（2）參數(shù)設(shè)置如下：掃描次數(shù)通常選擇32。分辨率指的是數(shù)據(jù)間隔，通常固體、液體樣品選4，氣體樣品選擇2。校正選項中可選擇交互K-K校正，消除刀切峰。采集預(yù)覽相當(dāng)于預(yù)掃。文件處理中的基礎(chǔ)名字可以添加字母，以防保存的數(shù)據(jù)覆蓋之前保存的數(shù)據(jù)。可以選擇不同的背景處理方式：采樣前或者后采集背景；采集一個背景后，在之后的一段時間

5、內(nèi)均采用同一個背景；選擇之前保存過的一個背景。光學(xué)臺選項中，范圍在6-7為正常。診斷中可以進行準(zhǔn)直校正（通常一個月進行一次，相當(dāng)于能量校正），和干燥劑試驗。7 圖譜的采集把制備好的樣品放入樣品室，點擊工具欄采集樣品的圖標(biāo)，彈出“采集樣品”對話框，輸入圖譜的標(biāo)題，點擊確定，開始掃描，進行樣品的采集。 8 背景的采集和圖譜名稱的輸入。掃描結(jié)束后，彈出對話框提示準(zhǔn)備背景采集，采集后，點擊“是”，自動扣除背景。注意：用ATR測定時，無論先測背景還是后測背景，只要點擊，按照提示進行測定。測定結(jié)束后，需清理試驗臺，用無水乙醇清洗探頭和檢測窗口，晾干后測定下一個樣品。測得樣品的譜圖如下所示：9 對進行譜圖的

6、標(biāo)峰。標(biāo)峰：點擊“”，跳出標(biāo)峰任務(wù)窗口，對譜圖進行標(biāo)峰，標(biāo)峰結(jié)束后點擊“替代”，此時的光譜中顯示峰值。如果有峰值未顯示，點擊滿刻度顯示圖標(biāo)“”， 進行滿刻度顯示，使所有的信號和峰值都顯示在光譜區(qū)域內(nèi)。并可對采集的光譜進行處理，以下按鈕分別為：選擇譜圖、區(qū)間處理、讀坐標(biāo)（按住shift直接讀峰值）、讀峰高（按住shift自動標(biāo)峰，調(diào)整校正基線）、讀峰面積、標(biāo)信息（可拖拽）、縮放或者移動。10 顯示采樣信息點擊菜單欄中的“顯示”， 點擊“設(shè)置顯示”， 跳出設(shè)置顯示對話框，可根據(jù)需要對要顯示的項目進行設(shè)定。設(shè)定后的圖譜界面如下：11 譜圖坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換?？梢栽谖舛鹊慕缑姘阉D(zhuǎn)化為透過率。12 譜圖的保

7、存。保存與正常的文檔操作相同。一般在采集結(jié)束后，保存數(shù)據(jù)，存成SPA格式（omnic軟件識別格式）和CSV格式（Excel可以打開）。13 譜圖的分析1）運用基礎(chǔ)分析，可以分析官能團。（2）運用圖譜庫進行檢索。14 測得譜圖與標(biāo)準(zhǔn)圖比較當(dāng)譜圖過多，不好比較可以對其進行選中后，再進行分層顯示，以方便比較。15 數(shù)據(jù)的保存：點擊“文件”下拉菜單中的“另存為”，把原始數(shù)據(jù)(*.SPA格式）保存在指定的位置(D：all user10月份),還可以保存的格式有*.CSV、*.TIF格式。16 ATR測定樣品（1）垂直安放ATR試驗臺，旋上探頭，保持探頭尖端距離平臺一定高度。此時電腦顯示智能附件，自檢后，

8、點擊確定。ATR試驗臺（a：彈性探頭； b：弧形探頭，c：平面探頭） 樣品架 （2）將樣品（固體或者液體pH=59，非腐蝕性、非氧化型、不含Cl的有機溶劑）放在平臺上檢測窗上，將探頭對準(zhǔn)檢測窗，順時針旋下，緊貼樣品，直到聽見一聲響聲。（3）清洗樣品臺，更換樣品或結(jié)束實驗時，用酒精棉擦洗檢測臺，等待其自然風(fēng)干。（4）用ATR測定時，無論先測背景還是后測背景，只要點擊，按照提示進行測定。測定結(jié)束后，需清理試驗臺，用無水乙醇清洗探頭和檢測窗口，晾干后測定下一個樣品。6.3 影響實驗結(jié)果的因素。6.4 光譜分析和使用儀器的注意事項。（1）停水停電的處置在測試過程中發(fā)生停水停電時，按操作規(guī)程順序關(guān)掉儀器

9、，保留樣品。待水電正常后，重新測試。儀器發(fā)生故障時，立即停止測試，找維修人員進行檢查。故障排除后，恢復(fù)測試。（2）進行紅外光譜分析時，必須依照分析目的、樣品的狀態(tài)、分析方法、測定裝置的性能，選擇合適的樣品制備方法；（3）為了保證譜圖的質(zhì)量，應(yīng)把樣品的濃度調(diào)節(jié)到吸收強度在0.7-1.2之間；（4）實驗中不要使用揮發(fā)性、腐蝕性比較強的液體，以免損壞儀器；（5）實驗結(jié)束后打掃清理干凈實驗臺和磨具。（6）在主機背面purgein口，可安裝N2吹掃，必須用高純N2。（7）如果需要搬動儀器，需要用光學(xué)臺內(nèi)的海綿固定鏡子，防止搬動過程中損壞儀器。（8）注意儀器防潮，光學(xué)臺上面干燥劑位置的指示變白（正常時應(yīng)為

10、藍(lán)色）則需更換干燥劑。（9）樣品倉、檢測器倉內(nèi)放置一杯變色硅膠，吸收儀器內(nèi)的水蒸氣。（10）紅外壓片時，所有模具應(yīng)該用酒精棉洗干凈。（11）取用KBr時，不能將KBr污染，避免影響其他人做實驗。（12）紅外壓片時，樣品量不能加得太多，樣品量和KBr的比例大約在1：100（13）用壓片機壓片時，應(yīng)該嚴(yán)格按操作規(guī)定操作：進口壓片模具的不銹鋼小墊片應(yīng)該套在中心軸上，壓片過程中移動模具時應(yīng)小心以免小墊片移位。壓片機使用時壓力不能過大，以免損壞模具。壓出來的片應(yīng)該較為透明。（14）采集背景信息時應(yīng)將將品從樣品室中拿出。（15）用ATR附件時，盡量縮短使用時間。（16）實驗室應(yīng)該保持干燥，大門不能長期敞開

11、。（17）隔層內(nèi)干燥劑應(yīng)及時更換，通過觀察標(biāo)準(zhǔn)卡查看是否需要更換。（18）如操作過程中出現(xiàn)失誤弄臟檢測窗口，不可用含水物清洗，應(yīng)用吸耳球吹去污染物。（19）譜圖中低波數(shù)范圍出現(xiàn)水波紋狀干涉條紋的處理方法：a) 將樣品片稍稍傾斜，不與光路垂直，再掃描圖譜。b) 降低分辨率，如分辨率從4改成6。c) 壓個稍厚的樣品片。d) 將樣品片的一側(cè)打毛，減少干涉。（20）掃譜時，系統(tǒng)自動增益，操作不再進行，如何處理：a) 檢查一下空光路時，實驗設(shè)置中光學(xué)臺選項，其中最大值的范圍是否在6-7范圍內(nèi)。b) 插入樣品后，如果光學(xué)臺選項中最大值低，說明樣品厚，重新壓片。c) 掃描過程中，儀器受到振動，也會停止掃描6

12、.5數(shù)據(jù)分析（1）定性分析基團定性根據(jù)被測化合物的紅外特性吸收譜帶的出現(xiàn)來確定該基團的存在?；衔锒ㄐ裕簭拇郎y化合物的紅外光譜特征吸收頻率（波數(shù)），初步判斷屬何類化合物，然后查找該類化合物的標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖，待測化合物的紅外光譜與標(biāo)準(zhǔn)化合物的紅外光譜一致，即兩者光譜吸收峰位置和相對強度基本一致時，則可判定待測化合物是該化合物或近似的同系物。同時測定在相同制樣條件下的已知組成的純化合物，待測化合物的紅外光譜與該純化合物的紅外光譜相對照，兩者光譜完全一致，則待測化合物是該已知化合物。未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定未知化合物必須是單一的純化合物。測定其紅外光譜后，進行定性分析，然后與質(zhì)譜，核磁共振及紫外吸收光譜等

13、共同分析確定該化合物的結(jié)構(gòu)。（2）定量分析一般情況下很少采用紅外光譜作定量分析，因分析組份有限，誤差大，靈敏度較低，但仍可采用紅外定量分析的方法或儀器附帶的軟件包進行。（3）寫出結(jié)果報告。傅里葉變換紅外光譜法操作的常見問題及注意事項1. 壓片法KBr的處理和保存 壓片使用的KBr不一定要光譜純的，國外也常常使用分析純的。但是必須注意以下幾點：選擇正規(guī)的產(chǎn)品,有水份是沒有關(guān)系的,關(guān)鍵是沒有無雜質(zhì)，尤其是有機物峰。還有SO42-，NO3-等?？梢韵茸鰝€紅外看看純度。如果符合要求的話.可以處理一大批KBr。首先用干凈的瑪瑙研缽仔細(xì)研磨細(xì),然后在120烘干24h，或馬弗爐中400燒30分鐘,

14、置于專用的干燥器中冷卻。再做個KBr紅外,看看吸收.如果沒有特殊吸收，就放干燥器中，可以統(tǒng)一保存。 另外使用個小稱量瓶和專用藥勺，取出一小部分KBr供平常使用，與統(tǒng)一保存的KBr要分開。保存的KBr要盡量減少開啟次數(shù)。做紅外的KBr一定要專用，不要和其它實驗合成的混用。藥品遵循只許出，不許進的原則。處理過的KBr也是這樣，以免污染。使用光譜純的也可,但也要進行上述處理。打破的，做液體的溴化鉀單晶片純度很高，不要扔掉破碎的溴化鉀片，可以用來壓片。2.液膜KBr晶片的處理溴化鉀單晶片鹽片用時間久了，不太透明或不平整，有幾個辦法可以徹底處理:可以用附帶的拋光附件拋光?？梢韵扔米罴?xì)的金相(顏色最淡的那

15、種,物理系常常有)砂紙拋光,然后再用平絨布面上蹭。國外有用一份蒸餾水+5份異丙醇混和,先滴加在絨布面拋光,然后迅速轉(zhuǎn)移在干燥的絨布面上蹭.效果也很好。 處理時一定要帶好手套，避免手上濕氣的侵蝕。3.操作注意事項a.理論上，研磨的粒度要小于其紅外光的波長，這樣才能避免產(chǎn)生色散譜。注意研磨過程盡量不要吸收水分，不要對著樣品呼氣。b.做紅外放樣品時候，注意輕開輕關(guān)樣品室，同時不要面對樣品室呼氣，可以使背景的吸收扣的很好。c.擦洗鹽片要由里向外，有機溶劑，比如丙酮不要沾的很多。d.液體樣品要控制好厚度。e.手洗干凈和干燥是很重要的。4.一些特殊樣品的處理方法a.有些在溶液中生成的樣品，如配合

16、物一類等，不易提取出來。可以把溶液滴加在的KBr中干燥，研磨。如果樣品不怕加溫，可以加溫干燥后測試。如果樣品不能加溫，可以待溶劑揮發(fā)后，再放入干燥器中自然干燥后再測紅外。b.有些含水的樣品，如果沒有氟化鈣的鹽片，可以用KBr粉末壓片，把樣品滴加在上面，測完后拋棄。c.平時用壞了的KBr片，比如摔裂的半個片都行，專門用來測含水樣品。如果光面不好了，可以用異丙醇5份加水1份，滴加在絨布上拋光后使用。 d.根據(jù)樣品的特點來處理樣品。舉個例子，輪胎橡膠制品無法研磨，一般壓片法很難制樣。1.普通制樣方法得到的譜圖透過率差，看不到特征吸收。2.使用全反射方法測全反射紅外譜，不僅需要附件，而且由于橡膠制品是

17、黑色的，得到的譜圖效果也差，即使放大以后的譜圖，吸收峰透過率仍然在98%-100%。而且樣品的平坦度不夠，不成形，不平整就無法做。3.采用普通的壓片方法，利用溶劑溶解加研磨混合制樣的方法，對比了不同幾種溶劑，達(dá)到了較為滿意的效果。紅外光譜儀使用、保養(yǎng)有關(guān)注意事項1、測定時實驗室的溫度應(yīng)在1530，相對濕度應(yīng)在65%以下，所用電源應(yīng)配備有穩(wěn)壓裝置和接地線。因要嚴(yán)格控制室內(nèi)的相對濕度，因此紅外實驗室的面積不要太大，能放得下必須的儀器設(shè)備即可，但室內(nèi)一定要有除濕裝置。2、為防止儀器受潮而影響使用壽命，紅外實驗室應(yīng)經(jīng)常保持干燥，即使儀器不用，也應(yīng)每周開機至少兩次，每次半天，同時開除濕機除濕。特別是霉雨

18、季節(jié)，最好是能每天開除濕機。3、如所用的是單光朿型傅里葉紅外分光光度計(目前應(yīng)用最多)，實驗室里的CO2含量不能太高，因此實驗室里的人數(shù)應(yīng)盡量少，無關(guān)人員最好不要進入，還要注意適當(dāng)通風(fēng)換氣。4、紅外光譜測定最常用的試樣制備方法是溴化鉀(KBr)壓片法(藥典收載品種90%以上用此法)，因此為減少對測定的影響，所用KBr最好應(yīng)為光學(xué)試劑級，至少也要分析純級（重慶試劑二廠）。使用前應(yīng)適當(dāng)研細(xì)(200目以下)，并在120以上烘4小時以上后置干燥器中備用。如發(fā)現(xiàn)結(jié)塊，則應(yīng)重新干燥。制備好的空KBr片應(yīng)透明，與空氣相比，透光率應(yīng)在75%以上。5、如供試品為鹽酸鹽，因考慮到在壓片過程中可能出現(xiàn)的離子交換現(xiàn)象

19、，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用氯化鉀(也同溴化鉀一樣預(yù)處理后使用)代替溴化鉀進行壓片，但也可比較氯化鉀壓片和溴化鉀壓片后測得的光譜，如二者沒有區(qū)別，則可使用溴化鉀進行壓片。6、壓片法時取用的供試品量一般為12mg，因不可能用天平稱量后加入，并且每種樣品的對紅外光的吸收程度不一致，故常憑經(jīng)驗取用。一般要求所沒得的光譜圖中絕大多數(shù)吸收峰處于10%80%透光率范圍在內(nèi)。最強吸收峰的透光率如太大(如大于30%)，則說明取樣量太少；相反，如最強吸收峰為接近透光率為0%，且為平頭峰，則說明取樣量太多，此時均應(yīng)調(diào)整取樣量后重新測定。7、壓片時KBr的取用量一般為200mg左右(也是憑經(jīng)驗)，應(yīng)根據(jù)制片后的片子厚度來控制KBr

20、的量，一般片子厚度應(yīng)在0.5mm以下，厚度大于0.5mm時，?？稍诠庾V上觀察到干涉條紋，對供試品光譜產(chǎn)生干擾。8、壓片時，應(yīng)先取供試品研細(xì)后再加入KBr再次研細(xì)研勻，這樣比較容易混勻。研磨所用的應(yīng)為瑪瑙研缽，因玻璃研缽內(nèi)表面比較粗糙，易粘附樣品。研磨時應(yīng)按同一方向(順時針或逆時針)均勻用力，如不按同一方向研磨，有可能在研磨過程中使供試品產(chǎn)生轉(zhuǎn)晶，從而影響測定結(jié)果。研磨力度不用太大，研磨到試樣中不再有肉眼可見的小粒子即可。試樣研好后，應(yīng)通過一小的漏斗倒入到壓片模具中(因模具口較小，直接倒入較難)，并盡量把試樣鋪均勻，否則壓片后試樣少的地方的透明度要比試樣多的地方的低，并因此對測定產(chǎn)生影響。另外，

21、如壓好的片子上出現(xiàn)不透明的小白點，則說明研好的試樣中有未研細(xì)的小粒子，應(yīng)重新壓片。9、測定用樣品應(yīng)干燥，否則應(yīng)在研細(xì)后置紅外燈下烘幾分鐘使干燥。試樣研好并具在模具中裝好后，應(yīng)與真空泵相連后抽真空至少2分鐘，以使試樣中的水分進一步被抽走，然后再加壓到0.81GPa(810T/cm2)后維持25min。不抽真空將影響片子的透明度。10、壓片用模具用后應(yīng)立即把各部分擦干凈，必要時用水清洗干凈并擦干，置干燥器中保存，以兔銹蝕。 紅外識譜歌19紅外可分遠(yuǎn)中近，中紅特征指紋區(qū)，1300來分界，注意橫軸劃分異?？磮D要知紅外儀，弄清物態(tài)液固氣。樣品來源制樣法，物化性能多聯(lián)系。識圖先學(xué)飽和烴，三千以下看峰形。2

22、960、2870是甲基，2930、2850亞甲峰。1470碳?xì)鋸潱?380甲基顯。二個甲基同一碳，1380分二半。面內(nèi)搖擺720，長鏈亞甲亦可辨。烯氫伸展過三千，排除倍頻和鹵烷。末端烯烴此峰強，只有一氫不明顯?；衔?，又鍵偏，1650會出現(xiàn)。烯氫面外易變形，1000以下有強峰。910端基氫，再有一氫990。順式二氫690，反式移至970；單氫出峰820，干擾順式難確定。炔氫伸展三千三，峰強很大峰形尖。三鍵伸展二千二，炔氫搖擺六百八。芳烴呼吸很特征，16001430。16502000，取代方式區(qū)分明。900650，面外彎曲定芳?xì)?。五氫吸收有兩峰?00和750；四氫只有750，二氫相鄰830；間二取代出三峰，700、780，880處孤立氫醇酚羥基易締合，三千三處有強峰。CO伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇顯，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚鏈伸，注意排除酯酸醇。若與鍵緊相連，二個吸收要看準(zhǔn)，105