傅立葉變換紅外光譜儀的基本原理及其應(yīng)用

1、本科生畢業(yè)論文課題名稱 :傅立葉變換紅外光譜儀的基本原 理及其應(yīng)用Basic principles and application of Fourier transform infrared spectrometer摘要紅外光譜儀是鑒別物質(zhì)和分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效手段, 其中傅立葉變換紅外光 譜儀(FT-IR 是七十年代發(fā)展起來的第三代紅外光譜儀的典型代表。它是根據(jù) 光的相干性原理設(shè)計的,是一種干涉型光譜儀,具有優(yōu)良的特性,完善的功能, 并且應(yīng)用范圍極其廣泛, 同樣也有著廣泛的發(fā)展前景。 本文就傅立葉變換紅外光 譜儀的基本原理作扼要的介紹, 總結(jié)了傅立葉變換紅外光譜法的主要特點, 綜述 了其在各個

2、方面的應(yīng)用, 并對傅立葉變換紅外光譜儀的發(fā)展方向提出了一些基本 觀點。關(guān)鍵詞 :傅立葉變換紅外光譜儀;基本原理;應(yīng)用;發(fā)展AbstractInfrared spectroscopy is an effective method to identify substance and analyze the structures of molecular. Fourier transform infrared (FT-IR spectrometers developed in the seventies are a typical representative of the third genera

3、tion of infrared spectroscopy. They are a kind of interference-type spectrometers which were designed based on the principle of coherent light, with excellent features and perfect functions. And they havent only been used widely but also have extensive prospects. In this paper, the basic principles

4、of Fourier transform infrared spectrometer are described briefly. The main features of FT-IR were summed up as well as its application in various fields, and some basic opinions of developmental direction as far as FT-IR were put forward.Key words : Fourier transform infrared spectrometer; Basic pri

5、nciples; Application ; Development目 錄摘要 . . I I ABSTRACT . III1 傅里葉紅外光譜儀的發(fā)展歷史 . 12 基本原理 . 4 2.1光學(xué)系統(tǒng)及工作原理 . 4 2.2傅立葉變換紅外光譜測定 . 62.3傅立葉變換紅外光譜儀的主要特點 . 73 樣品處理 . 8 3.1氣體樣品 . . 8 3.2液體和溶液樣品 . 83.3固體樣品 . . 84 傅立葉變換紅外光譜儀的應(yīng)用 . 9 4.1在臨床醫(yī)學(xué)和藥學(xué)方面的應(yīng)用 . 9 4.2在化學(xué)、化工方面的應(yīng)用 . 10 4.3在環(huán)境分析中的應(yīng)用 . 114.4在半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料等方面的應(yīng)用 .

6、115 全文總結(jié) . 12 參考文獻 . . 131 傅立葉紅外光譜儀的發(fā)展歷史到目前為止紅外光譜儀已發(fā)展了三代。 第一代是最早使用的棱鏡式色散型紅 外光譜儀 , 用棱鏡作為分光元件, 分辨率較低, 對溫度、 濕度敏感 , 對環(huán)境要求 苛刻。 60年代出現(xiàn)了第二代光柵型色散式紅外光譜儀 , 由于采用先進的光柵刻 制和復(fù)制技術(shù) , 提高了儀器的分辨率 , 拓寬了測量波段 , 降低了環(huán)境要求。 70年代發(fā)展起來的干涉型紅外光譜儀 , 是紅外光譜儀的第三代的典型代表(見圖 1 , 具有寬的測量范圍、高測量精度、極高的分辨率以及極快的測量速度。傅 立葉變換紅外光譜儀是干涉型紅外光譜儀器的代表 , 具有

7、優(yōu)良的特性 , 完善的 功能。 圖 1傅立葉變換紅外光譜儀實物圖近年來各國廠家對其光源、干涉儀、檢測器及數(shù)據(jù)處理等各系統(tǒng)進行了大 量的研究和改進 , 使之日趨完善。 由于計算機技術(shù)和自動化技術(shù)在儀器中的廣泛 使用 , 使得紅外光譜儀的調(diào)整、控制、測試及結(jié)果的分析大部分由計算機完成 , 如顯微紅外光譜中的圖像技術(shù)。 各公司的顯微紅外光譜儀均能對樣品的某一區(qū)域 進行面掃描 , 得到該區(qū)域的化學(xué)成分的分布圖 , 如 Continuum (Nicolet 、 EquinoxTM55 (Bruker 、 Spectrum2000 ( Perkin El2mer 和 Stingray lmaging (B

8、io-Rad等顯微鏡都有此功能。隨著儀器精密度的提高 , 紅外光譜儀在分辨率和掃描速度等方面達到了很 高的指標(biāo)。如 BrukerIFSl20H 最佳分辨率為 010008cm - 1, Bomen 公司的 DA 系列 可達 010026cm - 1。而掃描速度 Bruker 可達 117張譜圖 / s, 利用步進掃描技術(shù)可 達 250皮納秒的時間分辨率。 Nicolet 8700掃描速度為 105 次 / s,步進掃描時間 分辨率為 10ns 。 現(xiàn)有的傅立葉變換紅外光譜儀已不僅限于中紅外 (MIR 的使用 , 分束器的使用可將光譜范圍可覆蓋紫外到遠紅外的區(qū)段。如 Bruker 為 50000

9、 4cm - 1, Bomen 為 500005cm - 1, Nicolet 為 2500020cm - 1。這些很高的技術(shù)指 標(biāo)、標(biāo)志材料、光路設(shè)計、加工技術(shù)和軟件都達到了很高的水平 1。但是 , 通常的透射紅外光譜 , 即使是傅里葉變換透射紅外光譜 , 都存在如下不 足 : 固體壓片或液膜法制樣麻煩 , 光程很難控制一致 , 給測量結(jié)果帶來誤差。 另外 , 無論是添加紅外惰性物質(zhì)或是壓制自支撐片 , 都會給粉末狀態(tài)的樣品造成 形態(tài)變化或表面污染 , 使其在一定程度上失去其 “本來面目” 大多數(shù)物質(zhì)都有 獨特的紅外吸收 , 多組分共存時 , 普遍存在譜峰重疊現(xiàn)象。 透射樣品池?zé)o法解決 催化

10、氣相反應(yīng)中反應(yīng)物的“短路”問題 , 使得催化劑表面的吸附物種濃度較低 , 影響檢測的靈敏度。 不能用于原位 (在線 研究 , 只能在少數(shù)研究中應(yīng)用。 因此 , 漫反射傅里葉變換紅外光譜技術(shù)和衰減全反射傅里葉變換紅外光譜技 術(shù)應(yīng)運而生 2。 漫反射技術(shù)是一種對固體粉末樣品進行直接測量的光譜方法。 雖 然早在 20 世紀(jì) 60 年代就已發(fā)展成為光譜學(xué)中的一個分支 , 但與紅外光譜結(jié)合 , 是在傅里葉變換紅外光譜出現(xiàn)后 , 漫反射傅立葉變換紅外光譜技術(shù)才進入實用階 段。與透射傅立葉變換紅外光譜技術(shù)相比 , 漫反射傅里葉變換紅外光譜法具有如 下優(yōu)點 :不需要制樣、不改變樣品的形狀、不會污染樣品 , 不

11、要求樣品有足夠的 透明度或表面光潔度 , 也不需要破壞樣品 , 不會對樣品的外觀及性能造成任何損 壞 , 可直接將樣品放在樣品支架上進行測定 , 可以同時測定多種組分 , 這些特點很 適合對樣品的無損檢測 , 如對珠寶、 鉆石、 紙幣、 郵票的真?zhèn)芜M行鑒定 , 對樣品無 任何不良作用。20世紀(jì) 90 年代初 , 衰減全反射 (ATR 技術(shù)開始應(yīng)用到紅外顯微鏡上 , 誕 生了全反射傅里葉變換紅外 (ATR-FTIR 光譜儀。近年來 , 隨著計算機技術(shù)和多 媒體圖視功能的運用 , 實現(xiàn)了非均勻樣品和不平整樣品表面的微區(qū)無損測量 , 可 以獲得官能團和化合物在微區(qū)空間分布的紅外光譜圖像。 衰減全反射

12、不需要通過 透過樣品的信號 , 而是通過樣品表面的反射信號獲得樣品表層有機成分的結(jié)構(gòu)信 息 , 因此 , 衰減全反射具有如下特點 :1 不破壞樣品 , 不需要象透射紅外光譜那樣要將樣品進行分離和制樣。 對樣 品的大小 , 形狀沒有特殊要求 , 屬于樣品表面無損測量。2 可測量含水和潮濕的樣品。3 檢測靈敏度高 , 測量區(qū)域小 , 檢測點可為數(shù)微米。4 能得到測量位置處物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)信息、某化合物或官能團空間分布的 紅外光譜圖像及微區(qū)的可見顯微圖象。5 能進行紅外光譜數(shù)據(jù)庫檢索以及化學(xué)官能團輔助分析 , 確定物資和種類 和性質(zhì)。6 操作簡便 , 自動化 , 用計算機進行選點、定位、聚集、測量。由

13、于衰減全反射的上述特點 , 極大地擴大了紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用范圍 , 使許 多采用透射紅外光譜技術(shù)無法制樣 , 或者樣品制做過程十分復(fù)雜、難度大、而效果又不理想的實驗成為可能 , 采用衰減全反射附件和實驗方法 , 可以獲得常規(guī)的 透射紅外光譜技術(shù)所不能得到的檢測效果。傅立葉變換紅外光譜儀與其他儀器的聯(lián)用技術(shù)是近代研究發(fā)展的重要方向。 在現(xiàn)代分析測試技術(shù)中 , 用于復(fù)雜試樣的微量或痕量組分的分離分析的多功能 紅外聯(lián)機檢測技術(shù)代表了新的發(fā)展方向。 傅立葉變換紅外光譜儀與色譜聯(lián)用可以 進行多組分樣品的分離和定性 , 與顯微鏡聯(lián)用可進行微量樣品的分析鑒定 , 與 熱失重聯(lián)用可進行材料的熱穩(wěn)定性研究 ,

14、與拉曼光譜聯(lián)用可得到紅外光譜弱吸 收的信息。 實踐證明 , 紅外光譜聯(lián)用技術(shù)是一種十分有效的實用技術(shù) , 現(xiàn)已實現(xiàn) 聯(lián)機的有氣相色譜 -紅外、高效液相色譜 -紅外、超臨界流體色譜 -紅外、薄層色 譜 -紅外、熱失重 -紅外、顯微鏡 -紅外及氣相色譜 -紅外 -質(zhì)譜等 , 這將進一步提 高分析儀器的分離分析能力。隨著傅立葉變換紅外光譜技術(shù)的發(fā)展 , 遠紅外、 近紅外、 偏振紅外、 高壓紅 外、紅外光聲光譜、紅外遙感技術(shù)、變溫紅外、拉曼光譜、色散光譜等技術(shù)也相 繼出現(xiàn) , 這些技術(shù)的出現(xiàn)使紅外成為物質(zhì)結(jié)構(gòu)和鑒定分析的有效方法。近年來 , 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展 , 紅外光譜定性分析實現(xiàn)了計算機檢索和

15、 輔助光譜解析。概括地說 , 就是首先將相當(dāng)數(shù)量化合物的紅外光譜圖 , 按照一定 規(guī)則進行編碼后 , 存放在計算機的存儲設(shè)備中形成譜庫 , 然后 , 對待分析樣品 的紅外光譜圖也進行同樣的編碼 , 再以某種計算方法與譜庫中存儲的數(shù)據(jù)逐個 進行比較 , 挑選出類似的數(shù)據(jù) , 最后按類似的程度輸出挑選結(jié)果 , 從而達到光譜 檢索目的。而這也大大減少了光譜解析的工作量。2 基本原理紅外線和可見光一樣都是電磁波, 而紅外線是波長介于可見光和微波之間的 一段電磁波。紅外光又可依據(jù)波長范圍分成近紅外、中紅外和遠紅外三個波區(qū), 其中中紅外區(qū) (2.525m; 4000400cm -1 能很好地反映分子內(nèi)部所

16、進行的各 種物理過程以及分子結(jié)構(gòu)方面的特征, 對解決分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成中的各種問題 最為有效, 因而中紅外區(qū)是紅外光譜中應(yīng)用最廣的區(qū)域, 一般所說的紅外光譜大 都是指這一范圍。紅外光譜屬于吸收光譜, 是由于化合物分子振動時吸收特定波長的紅外光而 產(chǎn)生的, 化學(xué)鍵振動所吸收的紅外光的波長取決于化學(xué)鍵動力常數(shù)和連接在兩端 的原子折合質(zhì)量, 也就是取決于的結(jié)構(gòu)特征。 這就是紅外光譜測定化合物結(jié)構(gòu)的 理論依據(jù)。紅外光譜作為“分子的指紋”廣泛的用于分子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)化學(xué)組成的研究。 根據(jù)分子對紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、 強度、 形狀以及吸收譜帶和溫度、 聚集狀態(tài)等的關(guān)系便可以確定分子的空間構(gòu)型, 求出

17、化學(xué)建的力常數(shù)、 鍵長和鍵 角。 從光譜分析的角度看主要是利用特征吸收譜帶的頻率推斷分子中存在某一基 團或鍵, 由特征吸收譜帶頻率的變化推測臨近的基團或鍵, 進而確定分子的化學(xué) 結(jié)構(gòu), 當(dāng)然也可由特征吸收譜帶強度的改變對混合物及化合物進行定量分析。 而 鑒于紅外光譜的應(yīng)用廣泛性 , 繪出紅外光譜的紅外光譜儀也成了科學(xué)家們的重點 研究對象 .傅立葉變換紅外(FT-IR 光譜儀是根據(jù)光的相干性原理設(shè)計的,因此是一 種干涉型光譜儀,它主要由光源(硅碳棒,高壓汞燈 ,干涉儀,檢測器,計算 機和記錄系統(tǒng)組成,大多數(shù)傅立葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜(Michelson 干涉儀, 因此實驗測量的原始光譜圖

18、是光源的干涉圖, 然后通過計算機對干涉圖 進行快速傅立葉變換計算, 從而得到以波長或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖, 因此, 譜圖 稱為傅立葉變換紅外光譜,儀器稱為傅立葉變換紅外光譜儀。2.1 光學(xué)系統(tǒng)及工作原理圖 2是傅立葉變換紅外光譜儀的典型光路系統(tǒng), 來自紅外光源的輻射, 經(jīng)過 凹面反射鏡使成平行光后進入邁克爾遜干涉儀, 離開干涉儀的脈動光束投射到一 擺動的反射鏡 B ,使光束交替通過樣品池或參比池,再經(jīng)擺動反射鏡 C (與 B 同 步 ,使光束聚焦到檢測器上。圖 2傅立葉變換紅外光譜儀的典型光路系統(tǒng)傅立葉變換紅外光譜儀無色散元件, 沒有夾縫, 故來自光源的光有足夠的能 量經(jīng)過干涉后照射到樣品上然后

19、到達檢測器, 傅立葉變換紅外光譜儀測量部分的 主要核心部件是干涉儀, 圖 3是單束光照射邁克爾遜干涉儀時的工作原理圖, 干涉儀是由固定不動的反射鏡 M 1 (定鏡 ,可移動的反射鏡 M2(動鏡及分光束器B 組成, M 1 和 M2是互相垂直的平面反射鏡。 B 以 45°角置于 M1和 M2之間, B 能將來自光源的光束分成相等的兩部分, 一半光束經(jīng) B 后被反射, 另一半光束則透射 通過 B 。在邁克爾遜干涉儀中,當(dāng)來自光源的入射光經(jīng)光分束器分成兩束光,經(jīng) 過兩反射鏡反射后又匯聚在一起, 再投射到檢測器上, 由于動鏡的移動, 使兩束 光產(chǎn)生了光程差,當(dāng)光程差為半波長的偶數(shù)倍時,發(fā)生相

20、長干涉,產(chǎn)生明線;為 半波長的奇數(shù)倍時, 發(fā)生相消干涉, 產(chǎn)生暗線, 若光程差既不是半波長的偶數(shù)倍, 也不是奇數(shù)倍時, 則相干光強度介于前兩種情況之間, 當(dāng)動鏡聯(lián)系移動, 在檢測 器上記錄的信號余弦變化, 每移動四分之一波長的距離, 信號則從明到暗周期性 的改變一次, (圖 3 。 - 0 +光程差 cm圖 3單束光照射邁克爾遜干涉儀時的工作原理圖2.2 傅立葉變換紅外光譜測定在傅立葉變換紅外光譜測量中,主要由兩步完成 :第一步 , 測量紅外干涉圖 , 該圖是一種時域譜 , 它是一種極其復(fù)雜的譜 , 難以解釋;第二步 , 通過計算機對該 干涉圖進行快速傅立葉變換計算 , 從而得到以波長或波數(shù)為

21、函數(shù)的頻域譜 , 即紅 外光譜圖,例圖 4。圖 4紅外光譜圖 此圖為 Octane (辛烷紅外光譜圖縱坐標(biāo)為透過率,橫坐標(biāo)為波長 (m 或波數(shù)(cm -12.3 傅立葉變換紅外光譜儀的主要特點(1多路優(yōu)點。夾縫的廢除大大提高了光能利用率。樣品置于全部輻射波長 下, 因此全波長范圍下的吸收必然改進信噪比, 使測量靈敏度和準(zhǔn)確度大大提高。 (2分辨率提高。分辨率決定于動鏡的線性移動距離,距離增加,分辨率提 高 . 一般可達 0.5cm -1, 高的可達 10-2cm .(3波數(shù)準(zhǔn)確度高,由于引入激光參比干涉儀,用激光干涉條紋準(zhǔn)確測定光 程差,從而使波數(shù)更為準(zhǔn)確。(4測定的光譜范圍寬,可達 1010

22、4cm -1.(5掃描速度極快,在不到 1s 時間里可獲得圖譜,比色散型儀器高幾百倍。 73 樣品處理以下就按樣品的物理狀態(tài)來來進行逐一簡略分析。3.1 氣體樣品對氣體樣品, 可將它直接充入已抽成真空的樣品池內(nèi), 常用樣品池長度約在 10cm 以上,對衡量分析來說,采用多次反射使光程折疊,從而使光束通過樣品 池全長的次數(shù)達數(shù)十次。3.2 液體和溶液樣品純液體樣品可直接滴入兩窗片之間形成薄膜后形成測定, 可以消除由于加入 溶劑而引起的干擾,但會呈現(xiàn)強烈的分子間氫鍵及締和效應(yīng)。對于溶液,必須注意兩點:制成池窗及樣品池的材料必須與所測量的光譜范圍相匹配。應(yīng)正確選擇溶劑, 對溶劑的要求是:對樣品有良好

23、的溶解度; 溶劑的紅外吸 收不干擾測定, 溶劑選擇取決于所研究的光譜區(qū)。 CCl4(測定范圍 40001300cm -1 和 CS 2(測定范圍 1300650 cm -1 ,若樣品不溶于二者,則可 CHCl 3或 CH 2Cl 2等,水不做溶劑,因為它本身有吸收,且會侵蝕池窗,因此樣品必須干燥。配成 的溶液一般較稀,約 10%,這有利于測定。3.3 固體樣品固體樣品可以采用溶液法、研糊法和壓片法。溶液法就是將樣品在合適溶劑中配成濃度約為 5%的溶液后測量。研糊法即將研細的樣品與蠟油調(diào)成均勻的糊狀物后,涂于窗片上進行測量。 此法方便,但不能獲得滿意的定量結(jié)果。壓片法是將約 1mg 樣品與 10

24、0mg 干燥的溴化鉀粉末研磨均勻,再在壓片機 上壓成幾乎呈透明狀的圓片后測量, 這種處理技術(shù)的優(yōu)點是:干擾小, 容易控制 樣品濃度,定量結(jié)果準(zhǔn)確,而且容易保存樣品。為了成功地測試固體樣品,必須注意以下兩點:仔細研磨樣品, 使粉末顆粒足夠小。 試樣顆粒必須均勻分散, 且沒有水分存 在 3。84 傅立葉變換紅外光譜儀的應(yīng)用以下是分別介紹傅立葉變換紅外光譜儀在各個方面的應(yīng)用。4.1 在臨床醫(yī)學(xué)和藥學(xué)方面的應(yīng)用 4鑒于每個化合物都有自己獨特的紅外光譜 , 除特殊情況外 , 目前尚未發(fā)現(xiàn) 兩種不同的化合物具有相同的紅外光譜 , 所以紅外光譜為藥品質(zhì)量的監(jiān)測提供 了快速準(zhǔn)確的方法。 如藥材天麻、 阿膠 ,

25、 西藥紅霉素、 環(huán)磷酰胺的監(jiān)測和抗肝炎 藥聯(lián)笨雙酯同質(zhì)異晶體的研究。傅立葉變換紅外光譜儀在臨床疾病檢測方面也有廣泛的應(yīng)用 , 如利用紅外 光譜法對冠心病、動脈硬化、糖尿病、癌癥的檢測。紅外光譜法測定蛋白質(zhì)基體 中的葡萄糖含量。 以及用 FT-Raman 光譜在 7001900cm - 1處的差異 , 對胃、牙 齒、血管、肝等人體組織的研究可用于體內(nèi)診斷。惡性腫瘤是一種嚴(yán)重危害人類身心健康并消耗大量醫(yī)療衛(wèi)生資源的疾病 , 由于目前缺乏有效的對晚期癌癥的治療手段 , 腫瘤的早期診斷對延長患者的生 存時間和提高生活質(zhì)量具有重要的意義。 傅里葉變換紅外光譜可以提供有關(guān)分子 結(jié)構(gòu)和變化的多種信息 , 能

26、在分子水平對細胞組織的改變做出反映 , 是行之有 效的腫瘤早期檢測的手段 , 較傳統(tǒng)的腫瘤手段而言 , 具有快速 , 準(zhǔn)確 , 客觀等 特點;甚至可以通過光纖附件 , 實現(xiàn)腫瘤的原位、在體、實時檢測和診斷。通過 胃癌組織與正常組織的 FTIR 譜圖 5比較 , 可以發(fā)現(xiàn)胃癌組織具有特征性的光 譜。如圖 5所示。胃癌細胞株 FTIR 檢測結(jié)果如圖 6所示,與胃癌組織光譜圖比 較,光譜特征存在差異。 圖 5 胃癌組織與正常組織的 FTIR 譜9 10圖 6 胃癌細胞株 FTIR 檢測結(jié)果4.2 在化學(xué)、化工方面的應(yīng)用在該方面的應(yīng)用又可分為表面化學(xué)、催化化學(xué)和石油化學(xué)方面的應(yīng)用。紅外光譜技術(shù)在表面化

27、學(xué)研究中的應(yīng)用具有兩個鮮明特征 :(1 繼續(xù)不斷地開發(fā)表面與薄膜的原位和實時紅外分析技術(shù)。 根據(jù)報道已有 一種適用于原位和同時紅外分析的 FT-IR 擴散反射室。(2 以紅外吸附光譜 ( IRAS , ATR FT-IR 和 IR 反射光譜為代表的紅外光 譜技術(shù)廣泛地應(yīng)用于研究自組織膜和 L- B膜。 如應(yīng)用 IR 反射光譜研究薄膜 , 測 定組織薄膜的厚度、成分和結(jié)構(gòu)。(1 擴散反射紅外光譜傅立葉變換光譜 (DR IFTS 的應(yīng)用報道特別突出 , 其次是 IRAS 。 DR IFTS用于監(jiān)控催化劑表面吸附化合物的分解動力學(xué)。 IRAS 的 典型應(yīng)用實例包括研究 CO 在 Pd 催化劑表面的氧

28、化反應(yīng)動力學(xué) , 以及研究 NO 和 CO 在 Pd 和 Pd-SiO 2 表面的共吸附現(xiàn)象。(2 原位紅外光譜技術(shù)除了依然應(yīng)用普通的原位紅外光譜技術(shù)研究催化反 應(yīng)過程外 , 還應(yīng)用于原位反射 /吸附紅外光譜研究催化劑表面的點位阻塞效應(yīng)。 另外產(chǎn)生了大量新的與原位紅外光譜技術(shù)相配合的附件裝置。傅立葉變換紅外光譜儀在石油化學(xué)中的應(yīng)用是一個十分廣泛的領(lǐng)域 , 如在 重油的組成、 性質(zhì)與加工方面 , 應(yīng)用 IR 表面自硅膠色譜得到的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。 紅 外光譜儀在潤滑油及其應(yīng)用方面的進展體現(xiàn)在 : 用于鑒別未知油品和標(biāo)定潤滑 油的經(jīng)典物理性質(zhì) (如粘度、總酸值、總堿值 ; 被納入以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為目的

29、的油液分析計劃 , 用于表征在用油液的降解和污染程度 ; 油潤滑表面摩擦化學(xué) 過程及產(chǎn)物的原位監(jiān)測與表征。紅外光譜儀應(yīng)用于輕質(zhì)油品生產(chǎn)控制和性質(zhì)分析方面的主要進展包括 : 應(yīng) 用紅外光譜預(yù)測汽油的辛烷值 , 應(yīng)用 IR 測定汽油中含氧化合物的含量。此外 , 還應(yīng)用 ATR FT - IR與 GC 聯(lián)用測定汽油中的芳烴的含量 6。4.3 在環(huán)境分析中的應(yīng)用用氣相色譜 - 傅立葉變換紅外聯(lián)用技術(shù)測定水中的污染物 7, 結(jié)合了毛細 管氣相色譜的高分辨能力和傅立葉變換紅外光譜快速掃描的特點 , 對 GC - MS 不能鑒別的異構(gòu)體 , 提供了完整的分子結(jié)構(gòu)信息 , 有利于化合物官能團的判定。 K1A1

30、Krok 等報道了氣相色譜 /紅外光譜 /質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用。 運 用傅立葉變換紅外遙感技術(shù) , 可以測定工業(yè)大氣空間的特性。 由于控制汽油質(zhì)量 與保護環(huán)境密切相關(guān) , 應(yīng)用美國 HP GC / IRP /MS測定汽油中的甲醇、乙醇、 1-丙醇、 2-丙醇、 1-丁醇、 2 -丁醇、異丁醇、特丁醇、苯、甲苯、鄰二甲苯、間 二甲苯、對二甲苯等 , 其準(zhǔn)確度為 1%, 相對偏差為 0.155%。應(yīng)用傅立葉變換紅 外法可以定量分析氣態(tài)烴類混和物 , 對于測定水中的石油烴類 , 非色散紅外法 已成為我國環(huán)境監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)方法 8。4.4 在半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料等方面的應(yīng)用 9在此方面的應(yīng)用主要有

31、: 分析鈾原子與 CO 和 CO 2反應(yīng)產(chǎn)物的基體紅外光 譜 , 研究了鈾 - 釷 - 鎳 - 錫變性錳鋁銅強磁性合金的遠紅外性質(zhì)。 分析 C 60填料 籠形包含物的紅外和拉曼光譜。 用反射傅立葉變換紅外顯微光譜法測定有機富油 頁巖中海藻化石。此外 , 傅立葉變換紅外光譜儀在其傳統(tǒng)領(lǐng)域物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、 熱力學(xué)狀 態(tài)分析、熱 /動力學(xué)過程分析與表征也有著不同程度的進展。115 全文總結(jié) 由于傅立葉變換紅外光譜儀應(yīng)用的廣泛性， 得到了許多科技工作者以及 各國廠家的關(guān)注及推崇。近年來他們對其光源、干涉儀、檢測器及數(shù)據(jù)處理等各 系統(tǒng)進行了大量的研究和改進, 使之日趨完善。 如儀器精密度的提高, 紅外光譜 儀在分辨率和掃描速度等方面達到了很高的指標(biāo)。紅外光譜儀的調(diào)整、控制、測 試及結(jié)果的分析大部分由計算機完成。雖然相對于之前的紅外光譜儀而言，傅立 葉紅外變換紅外光譜儀有了很大的提高。但其本身也存在不少的缺陷： 樣品制作比較麻煩，并且會破壞樣品原本形態(tài)或表面