紅外附件原理和應(yīng)用20140430

1、紅外附件原理和應(yīng)用紅外附件原理和應(yīng)用 北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院 100871100871 翁詩(shī)甫翁詩(shī)甫Tel:62754183 Email:傅里葉變換拉曼附件傅里葉變換拉曼附件氣紅聯(lián)用附件氣紅聯(lián)用附件漫反射附件漫反射附件衰減全反射附件衰減全反射附件偏振器偏振器樣品振蕩器樣品振蕩器樣品穿梭器樣品穿梭器鏡面反射（掠角反射）附件鏡面反射（掠角反射）附件中紅外光導(dǎo)纖維附件中紅外光導(dǎo)纖維附件近紅外光導(dǎo)纖維附件近紅外光導(dǎo)纖維附件高壓紅外附件高壓紅外附件光聲光譜附件光聲光譜附件變溫光譜附件變溫光譜附件傅里葉變換拉曼附件傅里葉變換拉曼附件右側(cè)是拉曼模塊右側(cè)是拉曼模塊有有GeGe和和InGaAsInGa

2、As檢測(cè)器可供選擇檢測(cè)器可供選擇Ge檢測(cè)器檢測(cè)器右側(cè)是拉曼模塊右側(cè)是拉曼模塊InGaAsInGaAs檢測(cè)器檢測(cè)器 iS50 FT-RAMAN 附件附件拉曼光譜和紅外光譜的區(qū)別拉曼光譜和紅外光譜的區(qū)別 紅外光譜測(cè)定的是樣品的透射光譜。紅外光譜測(cè)定的是樣品的透射光譜。當(dāng)紅外光穿過(guò)樣品時(shí)，樣品分子基團(tuán)吸當(dāng)紅外光穿過(guò)樣品時(shí)，樣品分子基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生振動(dòng)，得到紅外吸收光譜收紅外光產(chǎn)生振動(dòng)，得到紅外吸收光譜 拉曼光譜測(cè)定的是樣品的發(fā)射光譜。拉曼光譜測(cè)定的是樣品的發(fā)射光譜。當(dāng)單色激光照射在樣品上時(shí)，產(chǎn)生拉曼當(dāng)單色激光照射在樣品上時(shí)，產(chǎn)生拉曼散射，檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光散射，檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光單

3、色激光照射樣品后，產(chǎn)生瑞利單色激光照射樣品后，產(chǎn)生瑞利散射和拉曼散射。瑞利散射是激散射和拉曼散射。瑞利散射是激光的彈性散射，不負(fù)載樣品的任光的彈性散射，不負(fù)載樣品的任何信息。拉曼散射又分為何信息。拉曼散射又分為StokesStokes散射和散射和AntiStokesAntiStokes散射，拉曼散散射，拉曼散射負(fù)載有樣品的信息。最為有用射負(fù)載有樣品的信息。最為有用的是的是StokesStokes散射。散射。 當(dāng)激光照射到樣品上時(shí)，樣品分子吸收激當(dāng)激光照射到樣品上時(shí)，樣品分子吸收激光光子，從某一振動(dòng)能級(jí)激發(fā)到另一能級(jí)，光光子，從某一振動(dòng)能級(jí)激發(fā)到另一能級(jí)，絕大多數(shù)分子又回到原來(lái)的振動(dòng)能級(jí)，同絕大

4、多數(shù)分子又回到原來(lái)的振動(dòng)能級(jí)，同時(shí)發(fā)出與激光能量相同的光子，這就是瑞時(shí)發(fā)出與激光能量相同的光子，這就是瑞利散射。少部分分子回到比原來(lái)的振動(dòng)能利散射。少部分分子回到比原來(lái)的振動(dòng)能級(jí)高的振動(dòng)能級(jí)上，這就是級(jí)高的振動(dòng)能級(jí)上，這就是Stokes散射。散射。極少部分分子回到比原來(lái)的振動(dòng)能級(jí)低的極少部分分子回到比原來(lái)的振動(dòng)能級(jí)低的振動(dòng)能級(jí)上，這就是振動(dòng)能級(jí)上，這就是Antistokes散射。散射。激發(fā)激光頻率激發(fā)激光頻率拉曼散射光頻率拉曼散射光頻率非輻射過(guò)程衰變非輻射過(guò)程衰變拉曼散射光強(qiáng)只有瑞利散射光強(qiáng)的百萬(wàn)分之拉曼散射光強(qiáng)只有瑞利散射光強(qiáng)的百萬(wàn)分之一。采用光學(xué)濾光器（一。采用光學(xué)濾光器（Notch Fi

5、lter)Notch Filter)將瑞將瑞利散射光濾除掉，檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散利散射光濾除掉，檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光。射光。拉曼光譜圖中，橫坐標(biāo)是拉曼位移（拉曼光譜圖中，橫坐標(biāo)是拉曼位移（cmcm-1-1) )。拉曼位移拉曼位移 激發(fā)激光波數(shù)激發(fā)激光波數(shù) 拉曼散射光波數(shù)拉曼散射光波數(shù) 9393.6 9393.6 拉曼散射光波數(shù)拉曼散射光波數(shù)FT-RamanFT-Raman激發(fā)激光光源為激發(fā)激光光源為Nd:YVONd:YVO4 4，是近紅外，是近紅外光源。波長(zhǎng)為光源。波長(zhǎng)為1064nm1064nm，波數(shù)為，波數(shù)為9393.6 cm9393.6 cm-1-1。為什么要測(cè)定拉曼光譜？為什么要

6、測(cè)定拉曼光譜？紅外光譜和拉曼光譜是互補(bǔ)的。紅外光譜和拉曼光譜是互補(bǔ)的。一個(gè)基團(tuán)存在幾種振動(dòng)模式時(shí)，偶極一個(gè)基團(tuán)存在幾種振動(dòng)模式時(shí)，偶極矩變化大的振動(dòng)，紅外吸收峰強(qiáng)；偶矩變化大的振動(dòng)，紅外吸收峰強(qiáng)；偶極矩變化小的振動(dòng)，紅外吸收峰弱。極矩變化小的振動(dòng)，紅外吸收峰弱。拉曼光譜與之相反，偶極矩變化大的拉曼光譜與之相反，偶極矩變化大的振動(dòng)，拉曼峰弱；偶極矩變化小的振振動(dòng)，拉曼峰弱；偶極矩變化小的振動(dòng)，拉曼峰強(qiáng)，偶極矩沒(méi)有變化的振動(dòng)，拉曼峰強(qiáng)，偶極矩沒(méi)有變化的振動(dòng)，拉曼峰最強(qiáng)。動(dòng)，拉曼峰最強(qiáng)。硫酸鉀的紅外和拉曼光譜硫酸鉀的紅外和拉曼光譜455619986110711459831120617-0.00 0.

7、02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42Raman intensity 500 1000 1500 Raman shift (cm-1)紅外光譜紅外光譜拉曼光譜拉曼光譜反對(duì)稱伸縮對(duì)稱伸縮不對(duì)稱變角對(duì)稱變角絕大多數(shù)氧化物的紅外吸收譜帶都絕大多數(shù)氧化物的紅外吸收譜帶都位于中紅外的低頻區(qū)和遠(yuǎn)紅外區(qū)，位于中紅外的低頻區(qū)和遠(yuǎn)紅外區(qū)，而且紅外吸收譜帶都很寬，位于而且紅外吸收譜帶都很寬，位于1000200cm-1。催化劑、玻璃材。催化劑、玻璃材料

8、和陶瓷材料大多是氧化物的復(fù)合料和陶瓷材料大多是氧化物的復(fù)合材料，紅外光譜法很難得到完整的材料，紅外光譜法很難得到完整的光譜。光譜。拉曼光譜譜帶尖銳，拉曼光譜譜帶尖銳，F(xiàn)T-Raman可可以測(cè)定以測(cè)定3700100cm-1。151199398517640345459658 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34Raman intensity 500 1000 Raman shift (cm-1)二氧化鈦的二氧化鈦的紅外光譜紅外光譜 (黑色黑色:中紅外中紅外,綠色綠色:遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外)和拉曼光譜和拉曼光譜(紅色紅色) 20 40 60 80

9、100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300Raman intensity 200 400 600 Raman shift (cm-1)氧化鈰的紅外氧化鈰的紅外(黑色黑色)和拉曼光譜和拉曼光譜(紅色紅色)FT-FT-拉曼光譜測(cè)定技術(shù)拉曼光譜測(cè)定技術(shù)任何樣品都可以得到紅外光譜，但并不是任何樣品都可以得到紅外光譜，但并不是所有樣品都能得到拉曼光譜。所有樣品都能得到拉曼光譜。黑色樣品和顏色深的樣品，測(cè)定拉曼光譜黑色樣品和顏色深的樣品，測(cè)定拉曼光譜時(shí)容易產(chǎn)生熱效應(yīng)，不容易得到拉曼光譜。時(shí)容易產(chǎn)生熱效應(yīng)，不容易得到拉曼光譜。含有芳環(huán)的樣品、含有稀土元素的樣品，含

10、有芳環(huán)的樣品、含有稀土元素的樣品，測(cè)定拉曼光譜時(shí)容易產(chǎn)生熒光效應(yīng)，不容測(cè)定拉曼光譜時(shí)容易產(chǎn)生熒光效應(yīng)，不容易得到拉曼光譜。易得到拉曼光譜。不能得到樣品的拉曼光譜的不能得到樣品的拉曼光譜的 兩個(gè)原因兩個(gè)原因1. 熱效應(yīng)熱效應(yīng)2. 熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)熱效應(yīng)熱效應(yīng) FT-Raman和傳統(tǒng)拉曼相比，和傳統(tǒng)拉曼相比， FT-Raman更容易產(chǎn)生熱效應(yīng)，這是因?yàn)楦菀桩a(chǎn)生熱效應(yīng)，這是因?yàn)镕T-Raman使使用的激發(fā)激光光源是近紅外光源，而傳統(tǒng)用的激發(fā)激光光源是近紅外光源，而傳統(tǒng)拉曼使用的是可見光光源拉曼使用的是可見光光源pku黑色氧化鎳 Ni2O3 L1019Sat Aug 05 01:46:53 2000

11、 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)黑色氧化鎳黑色氧化鎳 NiNi2 2O O3 3的的 FT-FT-拉曼光譜拉曼光譜（熱效應(yīng)）（熱效應(yīng)）pku黑色氧化鎳 Nickel oxide black Ni2O3 AR L1019FWed Jan 21 00:22:46 1998403 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

12、 1.0Absorbance 200 400 600 Wavenumbers (cm-1)遠(yuǎn)紅外光譜遠(yuǎn)紅外光譜pku甲醇銅Cu(CH3O)2.xH2O Aldrich L1065Sat Aug 05 06:42:53 2000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)蘭綠色甲醇蘭綠色甲醇銅銅的的 FT-FT-拉曼光譜拉曼光譜（熱效應(yīng)）（熱效應(yīng)）(HCO)2Cu看不到看不到C-OC-O伸縮振動(dòng)和伸縮振動(dòng)和C-HC-H伸縮振動(dòng)吸收譜帶伸縮振

13、動(dòng)吸收譜帶pkuRB905 SnO2Fri May 24 11:36:35 2002 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)白色白色SnO2的的FT-拉曼光譜（拉曼光譜（熱效應(yīng)）熱效應(yīng)）21649164689892814363205 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30Raman intensity 1000

14、 2000 3000 Raman shift (cm-1)偏釩酸銨（偏釩酸銨（NHNH4 4VOVO3 3）的）的 FT-FT-拉曼光譜（有熱效應(yīng)）拉曼光譜（有熱效應(yīng)）pku甲基百里香蘭C6H4SO2OCC6HCH3CH2N(CH2CHHH)2OHCH(CH3)22 L1052Sat Aug 05 06:18:17 20004581311147915871617 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)黑色甲基百里酚蘭的黑色甲基百里酚蘭的 FT-

15、FT-拉曼光譜（無(wú)熱效應(yīng)）拉曼光譜（無(wú)熱效應(yīng)）熒光效應(yīng)熒光效應(yīng) FT-Raman和傳統(tǒng)拉曼相比，和傳統(tǒng)拉曼相比， FT-Raman能有效地抑制熒光效應(yīng)，這是能有效地抑制熒光效應(yīng)，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)拉曼使用的激發(fā)激光光源的因?yàn)閭鹘y(tǒng)拉曼使用的激發(fā)激光光源的能量更接近于電子能級(jí)能量更接近于電子能級(jí)FT-Raman傳統(tǒng)拉曼傳統(tǒng)拉曼FT-Raman縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)260傳統(tǒng)拉曼傳統(tǒng)拉曼FT-Raman傳統(tǒng)拉曼縱坐標(biāo)傳統(tǒng)拉曼縱坐標(biāo)30000pkuRC405Fri Sep 26 00:22:05 2003 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36Raman i

16、ntensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)典型的典型的熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)DMF0.0001 mol ni DMF0.01 mol in DMF 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)聚對(duì)氨基苯氰在聚對(duì)氨基苯氰在DMFDMF溶液中的溶液中的FT-RamanFT-Raman光譜光譜 DMF的拉曼吸收峰全部消失的拉曼吸收峰全部消失pkuRa750 1-奈乙酸Sat Jan 29 07:29:53 2

17、000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)1-1-奈乙酸的奈乙酸的 FT-FT-拉曼光譜拉曼光譜（熒光效應(yīng)）（熒光效應(yīng)）拉曼光譜數(shù)據(jù)的采集方法拉曼光譜數(shù)據(jù)的采集方法根據(jù)光譜信號(hào)強(qiáng)弱確定光譜分根據(jù)光譜信號(hào)強(qiáng)弱確定光譜分辨率和掃描次數(shù)辨率和掃描次數(shù)分辨率：分辨率：4，8，16，32 cm-1掃描次數(shù)：幾十次到幾千次掃描次數(shù)：幾十次到幾千次8cm-1 1280次8cm-1 400次 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.

18、50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75Raman intensity 1000 2000 3000 Raman shift (cm-1)相同分辨率，不同掃描次數(shù)的相同分辨率，不同掃描次數(shù)的 FT-FT-拉曼光譜拉曼光譜pkuRC711-8 0#Thu Nov 11 03:18:57 20048cm-1 256次16cm-1 1024次-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26Raman intensity 1000 2000 Raman shift (cm-1)不同分辨率

19、和不同掃描次數(shù)的不同分辨率和不同掃描次數(shù)的 FTFT拉曼光譜拉曼光譜FT-FT-拉曼光譜的波數(shù)校正拉曼光譜的波數(shù)校正為了準(zhǔn)確測(cè)得拉曼光譜的峰位，為了準(zhǔn)確測(cè)得拉曼光譜的峰位，需要對(duì)拉曼光譜進(jìn)行波數(shù)校正。需要對(duì)拉曼光譜進(jìn)行波數(shù)校正。為什么要進(jìn)行波數(shù)校正？為什么要進(jìn)行波數(shù)校正？如何進(jìn)行波數(shù)校正？如何進(jìn)行波數(shù)校正？為什么要進(jìn)行波數(shù)校正？為什么要進(jìn)行波數(shù)校正？Nd:YVONd:YVO4 4激光器波長(zhǎng)為激光器波長(zhǎng)為1064.55nm1064.55nm，9393.6cm9393.6cm-1-1。這是理論值。這是理論值。實(shí)際測(cè)定樣品時(shí)，波長(zhǎng)發(fā)生變化，實(shí)際測(cè)定樣品時(shí)，波長(zhǎng)發(fā)生變化，不是不是1064.55nm10

20、64.55nm。所以需要進(jìn)行波。所以需要進(jìn)行波數(shù)校正。數(shù)校正。如何進(jìn)行波數(shù)校正？如何進(jìn)行波數(shù)校正？ 測(cè)定硫磺的測(cè)定硫磺的Stokes和和Antistokes拉曼光譜拉曼光譜，測(cè)定范圍設(shè)定為，測(cè)定范圍設(shè)定為3700至至-600cm-1 Stokes和和Antistokes的拉曼譜帶在的拉曼譜帶在0cm-1兩兩側(cè)是完全對(duì)稱的側(cè)是完全對(duì)稱的 觀察觀察472cm-1和和-472cm-1這兩個(gè)吸收峰數(shù)值這兩個(gè)吸收峰數(shù)值是否完全相同，若完全相同則說(shuō)明激發(fā)激光是否完全相同，若完全相同則說(shuō)明激發(fā)激光光源的頻率為光源的頻率為1064nm，即，即9393.6cm-1，但，但實(shí)際上是不可能完全相同的實(shí)際上是不可能完

21、全相同的計(jì)算激發(fā)激光光源頻率方法：計(jì)算激發(fā)激光光源頻率方法：先改變拉曼光譜的數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔，將數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔改先改變拉曼光譜的數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔，將數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔改變?yōu)樽優(yōu)?.125，然后標(biāo)峰，然后標(biāo)峰（472.22 472.85）/2 = -0.63/2 = -0.315激發(fā)激光光源頻率激發(fā)激光光源頻率: 9393.6 +0.315 = 9393.9cm-1計(jì)算激發(fā)激光光源頻率方法：計(jì)算激發(fā)激光光源頻率方法：（474.23 - 469.81）/2 = 4.42/2 = 2.21激發(fā)激光光源頻率激發(fā)激光光源頻率: 9393.6 - 2.21 = 9391.4cm-1波數(shù)校正方法波數(shù)校正方法 在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)定

22、硫磺的拉曼光譜，在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)定硫磺的拉曼光譜，測(cè)定范圍設(shè)定為測(cè)定范圍設(shè)定為37003700至至-600cm-600cm-1-1。 計(jì)算激發(fā)激光頻率計(jì)算激發(fā)激光頻率 選中需要校正的樣品的拉曼光譜，在選中需要校正的樣品的拉曼光譜，在RamanRaman菜單中選菜單中選UnshiftUnshift，再選，再選Customer Shift,Customer Shift,然然后輸入計(jì)算得到的激發(fā)激光頻率后輸入計(jì)算得到的激發(fā)激光頻率 重新保存光譜，這時(shí)得到的就是經(jīng)過(guò)波數(shù)校重新保存光譜，這時(shí)得到的就是經(jīng)過(guò)波數(shù)校正后的拉曼光譜正后的拉曼光譜輸入計(jì)算得到的輸入計(jì)算得到的激發(fā)激光頻率激發(fā)激光頻率9391.

23、49391.4注意：橫坐標(biāo)是注意：橫坐標(biāo)是Wavenumbers，是，是Unshift光譜。光譜。Raman shift光譜的橫坐標(biāo)光譜的橫坐標(biāo)Raman shift氣紅聯(lián)用附件氣紅聯(lián)用附件氣相色譜是一種高效、快速的分離技?xì)庀嗌V是一種高效、快速的分離技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)分離幾十種術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)分離幾十種甚至上百種組分的混合物。利用氣相甚至上百種組分的混合物。利用氣相色譜的分離技術(shù)，再利用紅外光譜對(duì)色譜的分離技術(shù)，再利用紅外光譜對(duì)每個(gè)被分離組分進(jìn)行測(cè)定，然后進(jìn)行每個(gè)被分離組分進(jìn)行測(cè)定，然后進(jìn)行譜庫(kù)檢索，就能對(duì)混合物進(jìn)行定性剖譜庫(kù)檢索，就能對(duì)混合物進(jìn)行定性剖析。這就是氣紅聯(lián)用（析。這

24、就是氣紅聯(lián)用（GC/FTIRGC/FTIR）技）技術(shù)。術(shù)。 氣紅接口和氣相色譜儀連接示意圖氣紅接口和氣相色譜儀連接示意圖 氣紅接口的核心部分是鍍金光管。有氣紅接口的核心部分是鍍金光管。有些氣紅接口光管的直徑為些氣紅接口光管的直徑為1mm1mm，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為150mm 150mm ，光管體積只有，光管體積只有120120微升左右微升左右 。 毛細(xì)管色譜柱內(nèi)徑小于毛細(xì)管色譜柱內(nèi)徑小于1mm1mm，有，有0.170.17、0.250.25、0.320.32、0.53 mm0.53 mm內(nèi)徑色譜柱。毛細(xì)內(nèi)徑色譜柱。毛細(xì)管色譜柱的柱效高，可用于復(fù)雜組分的分管色譜柱的柱效高，可用于復(fù)雜組分的分離。毛細(xì)管

25、色譜柱進(jìn)樣量為離。毛細(xì)管色譜柱進(jìn)樣量為1 1微升左右。微升左右。進(jìn)樣量過(guò)大會(huì)造成色譜柱超負(fù)荷。進(jìn)樣量過(guò)大會(huì)造成色譜柱超負(fù)荷。 某樣品的某樣品的GC/IRGC/IR重建色譜圖重建色譜圖和某一時(shí)間對(duì)應(yīng)的紅外光譜圖和某一時(shí)間對(duì)應(yīng)的紅外光譜圖 某一時(shí)間段對(duì)應(yīng)的某一時(shí)間段對(duì)應(yīng)的GC/IRGC/IR光譜瀑布圖光譜瀑布圖 Time 漫反射附件漫反射附件(Diffuse Reflectance)漫反射附件適合于測(cè)定粉末狀樣漫反射附件適合于測(cè)定粉末狀樣品的紅外光譜，特別適合于測(cè)定品的紅外光譜，特別適合于測(cè)定那些載體中待測(cè)組分含量很低的那些載體中待測(cè)組分含量很低的樣品，如煤炭中的有機(jī)物，分子樣品，如煤炭中的有機(jī)物

26、，分子篩中吸附的物質(zhì)。篩中吸附的物質(zhì)。-0.15-0.10-0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Absorbance 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1)煤炭絲質(zhì)體的漫反射光譜煤炭絲質(zhì)體的漫反射光譜煤炭絲質(zhì)體的顯微光譜煤炭絲質(zhì)體的顯微光譜29032936298230283068 0.92 0.94 0.96 0.98 1.00 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 1.20 1.22 1.24Absorbance 3000 3500 4000 Wavenumbers (c

27、m-1)硅膠表面接枝三甲氧硅膠表面接枝三甲氧基乙烯基硅烷基乙烯基硅烷硅膠硅膠 各種漫反射附件各種漫反射附件常溫常壓常溫常壓變溫高壓：變溫高壓： 室溫室溫900 900 常壓常壓1500 PSI1500 PSI（約（約200200大氣壓）大氣壓）高溫真空：高溫真空： 室溫室溫900 900 常壓常壓 10105 5 Torr Torr低溫真空低溫真空: :150150。 后面三種漫反射附件適用于原位測(cè)試、催化劑的研后面三種漫反射附件適用于原位測(cè)試、催化劑的研究、脫水動(dòng)力學(xué)研究和固體相轉(zhuǎn)變的光譜測(cè)定。究、脫水動(dòng)力學(xué)研究和固體相轉(zhuǎn)變的光譜測(cè)定。 中紅外漫反射智中紅外漫反射智能附件能附件兩個(gè)樣品插板：

28、兩個(gè)樣品插板：溴化鉀粉末（以溴化鉀粉末（以溴化鉀為背景）溴化鉀為背景）碳化硅砂紙（以碳化硅砂紙（以鏡面為背景）鏡面為背景）硬的、軟的粉末硬的、軟的粉末有機(jī)或無(wú)機(jī)樣品有機(jī)或無(wú)機(jī)樣品漆片漆片碳化硅砂紙取樣器碳化硅砂紙取樣器鏡面反射光鏡面反射光非鏡面反射光非鏡面反射光漫反射實(shí)驗(yàn)中紅外光束與樣品的相互作用漫反射實(shí)驗(yàn)中紅外光束與樣品的相互作用紅外光照射到樣品后，有鏡面反紅外光照射到樣品后，有鏡面反射光和非鏡面反射光。鏡面反射射光和非鏡面反射光。鏡面反射光不負(fù)載樣品信息，只有那些與光不負(fù)載樣品信息，只有那些與樣品作用的光，如透射、折射、樣品作用的光，如透射、折射、 衍射、內(nèi)反射光，才負(fù)載樣品信衍射、內(nèi)反射

29、光，才負(fù)載樣品信息。息。 鏡面反射光的強(qiáng)度與樣品的濃度、樣品的鏡面反射光的強(qiáng)度與樣品的濃度、樣品的粒度、以及樣品的折射率有關(guān)。粒度、以及樣品的折射率有關(guān)。 濃度越大，鏡面反射越嚴(yán)重。高濃度還濃度越大，鏡面反射越嚴(yán)重。高濃度還會(huì)使譜帶變寬，還會(huì)出現(xiàn)全吸收現(xiàn)象。對(duì)于會(huì)使譜帶變寬，還會(huì)出現(xiàn)全吸收現(xiàn)象。對(duì)于強(qiáng)吸收的物質(zhì)，即使在較低的濃度下，在測(cè)強(qiáng)吸收的物質(zhì)，即使在較低的濃度下，在測(cè)得的光譜中還可能出現(xiàn)全吸收峰。得的光譜中還可能出現(xiàn)全吸收峰。 樣品的顆粒越大，越容易產(chǎn)生鏡面反射。樣品的顆粒越大，越容易產(chǎn)生鏡面反射。漫反射樣品的粒度應(yīng)在漫反射樣品的粒度應(yīng)在2 25 5微米之間，微米之間， 樣品的折射率越高

30、，鏡面反射越多，譜樣品的折射率越高，鏡面反射越多，譜帶變得越寬。帶變得越寬。 用肉眼很難確定粉末樣品的用肉眼很難確定粉末樣品的吸收特性和折射率，所以最好先吸收特性和折射率，所以最好先以以KBrKBr粉末為背景測(cè)試純樣品的粉末為背景測(cè)試純樣品的漫反射光譜，如果光譜出現(xiàn)畸變漫反射光譜，如果光譜出現(xiàn)畸變現(xiàn)象，或出現(xiàn)全吸收譜帶，可將現(xiàn)象，或出現(xiàn)全吸收譜帶，可將樣品與樣品與KBrKBr粉末混合研磨，重新粉末混合研磨，重新測(cè)試。測(cè)試。 將樣品研磨成粉末狀，可以測(cè)定將樣品研磨成粉末狀，可以測(cè)定純樣品的光譜，也可以稀釋后測(cè)純樣品的光譜，也可以稀釋后測(cè)定。粉末裝滿樣品杯后刮平，不定。粉末裝滿樣品杯后刮平，不要壓

31、實(shí)。微量樣品可裝在小樣品要壓實(shí)。微量樣品可裝在小樣品杯中測(cè)定。杯中測(cè)定。 漫反射吸收光譜強(qiáng)度與樣品組分含量不漫反射吸收光譜強(qiáng)度與樣品組分含量不符合比爾定律符合比爾定律 最終數(shù)據(jù)要進(jìn)行最終數(shù)據(jù)要進(jìn)行Kubelka-MunkKubelka-Munk轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換，即縱坐標(biāo)要用縱坐標(biāo)要用K-MK-M表示。經(jīng)轉(zhuǎn)換后的光譜表示。經(jīng)轉(zhuǎn)換后的光譜強(qiáng)度與樣品組分含量符合比爾定律強(qiáng)度與樣品組分含量符合比爾定律漫反射附件可以測(cè)定中紅外光譜，也漫反射附件可以測(cè)定中紅外光譜，也可以測(cè)定遠(yuǎn)紅外光譜和近紅外光譜?？梢詼y(cè)定遠(yuǎn)紅外光譜和近紅外光譜。粉末樣品的近紅外光譜只能采用漫反粉末樣品的近紅外光譜只能采用漫反射附件測(cè)試。射附

32、件測(cè)試。 區(qū)間區(qū)間 參比參比 - - 中紅外中紅外 KBrKBr粉末粉末 遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外 CsICsI，聚乙烯粉末，聚乙烯粉末 近紅外近紅外 KBrKBr，BaSOBaSO4 4粉末粉末-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20KM 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1)漫反射漫反射KBr壓片壓片同一樣品漫反射光譜和同一樣品漫反射光譜和KBr壓片光譜的比較壓片光譜的比較近紅外漫反射附件近紅外漫反射附件測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：100002200cm-1窗片材料：藍(lán)寶石窗片材料：藍(lán)寶石固體樣品固體樣品粉末樣品粉末樣品玻璃或塑料容器里玻璃或塑料容器里的樣品的樣

33、品-0.10-0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35Absorbance 6000 8000 10000 Wavenumbers (cm-1)餃子粉的近紅外漫反射光譜餃子粉的近紅外漫反射光譜 近紅外光譜儀一定要配備漫反射附件，因近紅外光譜儀一定要配備漫反射附件，因?yàn)榻t外光譜是不能采用為近紅外光譜是不能采用KBr壓片法測(cè)定的壓片法測(cè)定的，這是因?yàn)椴豢赡軐?，這是因?yàn)椴豢赡軐Br和樣品顆粒研磨到和樣品顆粒研磨到2.5微米以下，因此光散射非常嚴(yán)重微米以下，因此光散射非常嚴(yán)重 近紅外的漫反射模塊通常帶積分球，能有近紅外的漫反射模塊通常帶積分球，能有效

34、地收集漫反射光效地收集漫反射光 利用近紅外的漫反射模塊可以進(jìn)行定量分利用近紅外的漫反射模塊可以進(jìn)行定量分析。近紅外吸收峰都是和頻峰和倍頻峰，析。近紅外吸收峰都是和頻峰和倍頻峰，譜帶重疊很嚴(yán)重，譜帶很寬。進(jìn)行定量分譜帶重疊很嚴(yán)重，譜帶很寬。進(jìn)行定量分析時(shí)需要建模析時(shí)需要建模對(duì)于無(wú)機(jī)物，進(jìn)行漫反射測(cè)對(duì)于無(wú)機(jī)物，進(jìn)行漫反射測(cè)試時(shí)，要格外注意。有些氧試時(shí)，要格外注意。有些氧化物，漫反射光譜和普通透化物，漫反射光譜和普通透射光譜相差甚遠(yuǎn)。如何解析射光譜相差甚遠(yuǎn)。如何解析這些問(wèn)題這些問(wèn)題? ?-40-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260K

35、M 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1) 漫反射光譜漫反射光譜樣品與樣品與 KBr 研磨，以研磨，以 KBr 粉末為背景粉末為背景 漫反射光譜漫反射光譜純樣品，以鏡面為背景純樣品，以鏡面為背景樣品名稱：樣品名稱：V2O5 粉末粉末顯微紅外光譜顯微紅外光譜-20-15-10-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45KM 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1)樣品名稱：樣品名稱：TiO2 粉末粉末 漫反射光譜漫反射光譜樣品與樣品與 KBr 研磨，以研磨，以 KBr 粉末為背景粉末為背景 漫反射光譜漫反射光譜純純樣品樣品，以

36、鏡面為背景，以鏡面為背景顯微紅外光譜顯微紅外光譜 衰減全反射附件衰減全反射附件(ATR) (ATR) (Attenuated Total Reffectance) 單次反射單次反射ATRATR附件附件 多次反射多次反射ATRATR附件附件 單次反射單次反射ATRATR附件附件 單次反射單次反射ATRATR附件附件GeGe晶體晶體低到低到675cm675cm-1-1樣品面積直樣品面積直徑徑2mm2mm入射角入射角4545度度pH: 1-14pH: 1-14樣品體積樣品體積1.86ml1.86ml單次反射單次反射金剛石金剛石ATRATR附件附件IIAIIA型金剛石型金剛石最大壓力：最大壓力：200

37、200磅磅聚合物聚合物難處理、不透明的樣品難處理、不透明的樣品單根纖維單根纖維腐蝕性液體腐蝕性液體地質(zhì)礦物地質(zhì)礦物粉末粉末電線涂層電線涂層單次反射單次反射ATR附件附件 （金剛石，（金剛石，ZnSe）晶體）晶體iS50 內(nèi)置內(nèi)置ATR 金剛石晶體金剛石晶體低頻端可測(cè)試至低頻端可測(cè)試至80cm-1 單次反射單次反射ATRATR附件光路圖附件光路圖單次反射單次反射ATRATR附件光路圖附件光路圖 單次反射單次反射ATR附件適合于測(cè)試附件適合于測(cè)試液體、膠體、粉末、聚合物、液體、膠體、粉末、聚合物、橡膠、纖維、板材、活體生物橡膠、纖維、板材、活體生物組織等樣品的紅外光譜組織等樣品的紅外光譜 單次反射

38、單次反射ATR附件用于混合液附件用于混合液體的定量分析時(shí)，光程長(zhǎng)是一體的定量分析時(shí)，光程長(zhǎng)是一定的，雖然我們不知道光程長(zhǎng)定的，雖然我們不知道光程長(zhǎng)是多少是多少單次反射單次反射ATRATR附件適合于測(cè)試液附件適合于測(cè)試液體樣品、粉末樣品、聚合物薄體樣品、粉末樣品、聚合物薄膜樣品、橡膠、纖維樣品、活膜樣品、橡膠、纖維樣品、活體組織樣品的光譜。適合于無(wú)體組織樣品的光譜。適合于無(wú)損檢測(cè)。損檢測(cè)。利用單次反射利用單次反射ATR附件和顯微紅外測(cè)得的黑色聚合物的光譜附件和顯微紅外測(cè)得的黑色聚合物的光譜顯微紅外光譜顯微紅外光譜單次反射ATR光譜粉末樣品的單次反射粉末樣品的單次反射ATR光譜光譜聚合物的單次反射

39、聚合物的單次反射ATR光譜光譜丁基橡膠單次反射丁基橡膠單次反射ATR光譜光譜尼龍尼龍6，6纖維的單次反射纖維的單次反射ATR光譜光譜腦瘤組織的單次反射腦瘤組織的單次反射ATR光譜光譜腦瘤組織痕跡的單次反射腦瘤組織痕跡的單次反射ATR光譜光譜ATR光譜的校正光譜的校正 不同波長(zhǎng)的紅外光穿透樣品的深度不相同不同波長(zhǎng)的紅外光穿透樣品的深度不相同 低波數(shù)比高波數(shù)紅外光穿透深低波數(shù)比高波數(shù)紅外光穿透深 對(duì)測(cè)得的對(duì)測(cè)得的ATR光譜需要進(jìn)行光譜需要進(jìn)行ATR校正校正乙醇的單次反射乙醇的單次反射ATR光譜光譜 透射法測(cè)得的乙醇光譜透射法測(cè)得的乙醇光譜 ATR ATR校正后的乙醇校正后的乙醇ATRATR光譜光譜

40、紅色：校正前的乙醇ATR光譜藍(lán)色：校正后的乙醇ATR光譜棕色：透射法測(cè)得的乙醇光譜藍(lán)色：藍(lán)色：ATR校正前校正前；紅色：紅色：ATR校正后校正后多次反射多次反射ATR附件附件 水平水平ATR附件附件 可變角可變角ATR附件附件多次反射水多次反射水平平ATRATR附件附件ZnSe,Ge,Si,ZnSe,Ge,Si,ZnS,AMTIRZnS,AMTIR液體液體固體固體半固體半固體粉末粉末多次多次衰減全反射附件衰減全反射附件適合于測(cè)定樣品的表面性質(zhì)，如聚合物適合于測(cè)定樣品的表面性質(zhì)，如聚合物適合于測(cè)定液體樣品，膠狀樣品，柔軟樣品適合于測(cè)定液體樣品，膠狀樣品，柔軟樣品適合于測(cè)定適合于測(cè)定LBLB膜膜適

41、合于快速定性、定量分析適合于快速定性、定量分析晶體晶體晶體晶體晶體晶體晶體晶體臨界角臨界角全反射全反射紅外光全反射示意圖紅外光全反射示意圖紅外光在晶體內(nèi)表面發(fā)生全反紅外光在晶體內(nèi)表面發(fā)生全反射時(shí)，一方面反射光強(qiáng)等于入射時(shí)，一方面反射光強(qiáng)等于入射光強(qiáng)，另一方面在晶體外表射光強(qiáng)，另一方面在晶體外表面附近產(chǎn)生駐波，稱為隱失波面附近產(chǎn)生駐波，稱為隱失波（evanescent waveevanescent wave） 紅外光在晶體內(nèi)表面發(fā)生全反射時(shí)，紅外光在晶體內(nèi)表面發(fā)生全反射時(shí)，在晶體外表面附近產(chǎn)生駐波。在晶體外表面附近產(chǎn)生駐波。隱失波振幅隨空間急劇衰減而消失，這種衰減隱失波振幅隨空間急劇衰減而消失，

42、這種衰減隨離開晶體界面距離的增大按指數(shù)規(guī)律衰減。隨離開晶體界面距離的增大按指數(shù)規(guī)律衰減。 隱失波的等幅面和等相面隱失波的等幅面和等相面波數(shù)（波數(shù)（）(cm(cm-1-1) ) 入射角入射角（） 晶體折射率晶體折射率（n n1 1）樣品折射樣品折射率（率（n ns s） 穿透深度穿透深度（D D）微米）微米 1000cm-145ZnSe 2.431.31.41000cm-145ZnSe 2.431.51.91000cm-160ZnSe 2.431.51.13000cm-145ZnSe 2.431.50.481000cm-145Ge 4.001.50.66衰減全反射光束穿透樣品層的厚度為：衰減全反

43、射光束穿透樣品層的厚度為： D = D = 2n 2n1 1 sin sin2 2 (n(ns s/n/n1 1) ) 2 2 1/21/2（1 1）樣品折射率越高，穿透深度越深）樣品折射率越高，穿透深度越深（2 2）入射角）入射角越大，穿透深度越淺越大，穿透深度越淺（3 3）光譜波數(shù)越高，穿透深度越淺）光譜波數(shù)越高，穿透深度越淺（4 4）晶體折射率越大，穿透深度越淺）晶體折射率越大，穿透深度越淺 有機(jī)物折射率為有機(jī)物折射率為1.0-1.51.0-1.5，所以，所以ATRATR測(cè)得測(cè)得的深度約的深度約1 1微米。微米。 偏振器 Polarizer) 光是橫波，其電場(chǎng)振動(dòng)方向與光傳播方向光是橫波

44、，其電場(chǎng)振動(dòng)方向與光傳播方向垂直。自然光沒(méi)有偏振性。垂直。自然光沒(méi)有偏振性。光傳播方向光傳播方向 電場(chǎng)振動(dòng)方向電場(chǎng)振動(dòng)方向光傳播方向光傳播方向電矢量振動(dòng)方向電矢量振動(dòng)方向偏振器偏振器垂直偏振光垂直偏振光自然光通過(guò)偏振器后得到偏振光。偏振器自然光通過(guò)偏振器后得到偏振光。偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏振光方向也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏振光方向也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)偏振光方向與振動(dòng)偶極矩變化方向相同時(shí)，偏振光被吸收，振動(dòng)譜帶增強(qiáng) 。振動(dòng)方向振動(dòng)方向偏振器偏振器垂直偏振光垂直偏振光CO C=O伸縮振動(dòng)峰伸縮振動(dòng)峰增強(qiáng)增強(qiáng)當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向平行時(shí)，偏振光被吸收，譜帶增強(qiáng)當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向平行時(shí)，偏振光被吸收

45、，譜帶增強(qiáng) 。振動(dòng)方向振動(dòng)方向偏振器偏振器垂直偏振光垂直偏振光CO C=O伸縮振動(dòng)峰減弱伸縮振動(dòng)峰減弱當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向垂直時(shí)，偏振光不被吸收，譜帶減弱當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向垂直時(shí)，偏振光不被吸收，譜帶減弱 。只有只有 和和偏振方向的偏振器偏振方向的偏振器偏振器安裝在樣品倉(cāng)中偏振器安裝在樣品倉(cāng)中ZnSeZnSe線柵偏振器線柵偏振器在在ZnSeZnSe光柵上每英寸噴涂光柵上每英寸噴涂12001200條鋁線。條鋁線。測(cè)量范圍測(cè)量范圍50005000500cm500cm1 1 0 0360360，每刻度，每刻度5 5 0 0平行偏振光，平行偏振光，9090垂垂直偏振光直偏振光金屬表面

46、分子的研究金屬表面分子的研究單晶分子對(duì)稱性的研究單晶分子對(duì)稱性的研究 另外一種線柵偏振器另外一種線柵偏振器拉伸后的同一聚合物樣品，不拉伸后的同一聚合物樣品，不同方向偏振光測(cè)得的偏振光譜同方向偏振光測(cè)得的偏振光譜垂直偏振光垂直偏振光平行偏振光平行偏振光 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5Absorbance 500 1000 1500 Wavenumbers (cm-1)垂直垂直平行平行 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2Absorbance 600 800 1000 Wave

47、numbers (cm-1) 二向色性比二向色性比某一譜帶的二向色性比某一譜帶的二向色性比R R定義為，定義為，該譜帶的吸光度該譜帶的吸光度A和和A的比值的比值 R= A/A應(yīng)用應(yīng)用 測(cè)定紅外二向色性比測(cè)定紅外二向色性比 RA/ A 提高掠角反射測(cè)量靈敏度提高掠角反射測(cè)量靈敏度 分子的取性研究、長(zhǎng)鏈分子的構(gòu)象、分子的取性研究、長(zhǎng)鏈分子的構(gòu)象、取向度、取向度、LB膜、液晶高分子、拉膜、液晶高分子、拉伸的聚合物伸的聚合物 單晶分子的結(jié)構(gòu)、對(duì)稱性單晶分子的結(jié)構(gòu)、對(duì)稱性 樣品振蕩器樣品振蕩器Grinding Mill（1 1）樣品和不銹鋼滾珠裝在密閉）樣品和不銹鋼滾珠裝在密閉的不銹鋼罐中，前后振動(dòng)的不

48、銹鋼罐中，前后振動(dòng)（2 2）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的瑪瑙研缽研磨固）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的瑪瑙研缽研磨固體樣品，振蕩體樣品，振蕩2020秒鐘即可秒鐘即可（3 3）能有效地防止研磨過(guò)程中吸）能有效地防止研磨過(guò)程中吸附大氣中的水分附大氣中的水分（4 4）對(duì)聚合物研磨有特殊的功效）對(duì)聚合物研磨有特殊的功效 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55Absorbance 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1)聚合物（聚酯）聚合物（聚酯）經(jīng)樣品振蕩器振經(jīng)樣品振蕩器振蕩后測(cè)得的光譜蕩后測(cè)得的光譜 樣品穿梭器樣品穿梭器Sample Shut

49、tle （1 1）樣品穿梭器安裝在樣品室內(nèi)，穿梭器）樣品穿梭器安裝在樣品室內(nèi)，穿梭器上有兩個(gè)或三個(gè)樣品架。由計(jì)算機(jī)控制前上有兩個(gè)或三個(gè)樣品架。由計(jì)算機(jī)控制前后穿梭后穿梭（2 2）測(cè)樣品和背景時(shí)不需要打開樣品室蓋）測(cè)樣品和背景時(shí)不需要打開樣品室蓋子，能有效地消除水汽的干擾子，能有效地消除水汽的干擾（3 3）適合于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，遠(yuǎn)紅）適合于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，遠(yuǎn)紅外光譜的測(cè)定外光譜的測(cè)定（4 4）適合于測(cè)定信號(hào)非常弱的樣品，如硅）適合于測(cè)定信號(hào)非常弱的樣品，如硅片或片或KBrKBr片上的單分子層片上的單分子層 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28

50、 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54Absorbance 1600 1700 1800 Wavenumbers (cm-1)白蛋白白蛋白+CeCl+CeCl3 3在在D D2 2O O中的光譜中的光譜6792102119133175227289314346382398420436466513537613622-0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0Absorbance 200 400 600 Wavenumbers (cm-1)L-L-谷氨酸的遠(yuǎn)紅外光譜

51、谷氨酸的遠(yuǎn)紅外光譜-0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012 0.013 0.014 0.015 0.016Absorbance 500 1000 1500 2000 Wavenumbers (cm-1)空白硅片的光譜空白硅片的光譜有分子膜硅片的光譜有分子膜硅片的光譜差減后的光譜差減后的光譜 鏡面反射（掠角反射）附件鏡面反射（掠角反射）附件 Specular Reflectance（Grazing Angle) 鏡面反射附件鏡面反射附件鏡面反射適合于測(cè)定不透光的樣品，鏡面反射適合于

52、測(cè)定不透光的樣品，要求樣品表面光滑平整。紅外光束經(jīng)要求樣品表面光滑平整。紅外光束經(jīng)平面鏡反射，以一定的入射角照射樣平面鏡反射，以一定的入射角照射樣品，反射光束經(jīng)平面鏡反射后到達(dá)檢品，反射光束經(jīng)平面鏡反射后到達(dá)檢測(cè)器。測(cè)器。有固定角反射附件，如有固定角反射附件，如1111、30 30 ，4545、75 75 、80 80 、85 85 。也有。也有可變角反射附件?？勺兘欠瓷涓郊?。3030鏡面反射附件鏡面反射附件可變角反射附件可變角反射附件可變角反射附件光路圖可變角反射附件光路圖 掠角反射附件掠角反射附件 Grazing Angle Reflectance入射角在入射角在7575以上的反射附件以上

53、的反射附件叫做掠角反射附件。掠角反射叫做掠角反射附件。掠角反射附件適合于分析金屬表面（如附件適合于分析金屬表面（如鍍金表面）非常薄的鍍層或吸鍍金表面）非常薄的鍍層或吸附的物質(zhì)，分析膜的厚度可以附的物質(zhì)，分析膜的厚度可以達(dá)到埃數(shù)量級(jí)，如單分子膜，達(dá)到埃數(shù)量級(jí)，如單分子膜，LBLB膜。膜。入射角入射角80掠角反射附件光路圖掠角反射附件光路圖當(dāng)光束照射到金表面上的薄膜時(shí)，光束穿過(guò)薄當(dāng)光束照射到金表面上的薄膜時(shí)，光束穿過(guò)薄膜到達(dá)金表面后反射出來(lái)，再次穿過(guò)樣品，到膜到達(dá)金表面后反射出來(lái)，再次穿過(guò)樣品，到達(dá)檢測(cè)器。達(dá)檢測(cè)器。光程長(zhǎng)光程長(zhǎng)L L與樣品厚度與樣品厚度D D和入射角和入射角的關(guān)系：的關(guān)系： 2D

54、2D L L cos cos 若入射角為若入射角為8585，L L23D23D，大大提高了測(cè)量的，大大提高了測(cè)量的靈敏度。靈敏度。S偏振光偏振光P偏振光偏振光當(dāng)入射角為當(dāng)入射角為8888時(shí)，時(shí)，P P偏振光的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大偏振光的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大如果單分子膜分子鏈軸垂直于鍍金如果單分子膜分子鏈軸垂直于鍍金表面，與鍍金表面垂直的化學(xué)鍵的表面，與鍍金表面垂直的化學(xué)鍵的振動(dòng)會(huì)得到大大地增強(qiáng)，吸光度會(huì)振動(dòng)會(huì)得到大大地增強(qiáng)，吸光度會(huì)明顯增加。而那些平行于鍍金表面明顯增加。而那些平行于鍍金表面的化學(xué)鍵的振動(dòng)會(huì)大大地減弱，吸的化學(xué)鍵的振動(dòng)會(huì)大大地減弱，吸光度明顯減少。如果在掠角反射附光度明顯減少。如果在掠

55、角反射附件前面再加一個(gè)偏振器，或者掠角件前面再加一個(gè)偏振器，或者掠角反射附件本身帶有偏振器，以上效反射附件本身帶有偏振器，以上效應(yīng)更加明顯。應(yīng)更加明顯。掠角反射附件掠角反射附件7575固定角固定角ZnSeZnSe標(biāo)準(zhǔn)窗片標(biāo)準(zhǔn)窗片內(nèi)置內(nèi)置SiSi偏振器，偏振器，提供提供P P偏振光偏振光金屬和半導(dǎo)體金屬和半導(dǎo)體基質(zhì)上的薄膜基質(zhì)上的薄膜超薄涂層超薄涂層單分子膜單分子膜掠角反射附件掠角反射附件8080 固定角固定角內(nèi)置內(nèi)置P P偏振光偏偏振光偏振器振器1010埃埃0.50.5 m m薄膜薄膜單分子層單分子層超薄涂層超薄涂層103512521383145315461661285529272956306

56、33304 0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.0030 0.0035 0.0040 0.0045 0.0050Absorbance 1000 2000 3000 4000 Wavenumbers (cm-1)蛋白質(zhì)單分子層掠角反射光譜蛋白質(zhì)單分子層掠角反射光譜-0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012 0.013 0.014Absorbance 1000 2000 3000 Wavenumbers (cm-1)多層分子的掠角反射

57、光譜多層分子的掠角反射光譜 中紅外光導(dǎo)纖維附件中紅外光導(dǎo)纖維附件 Mid-IR Fiber Optical Sampling Accessory 智能形中紅外光纖附件智能形中紅外光纖附件 非智能形中紅外光纖接口非智能形中紅外光纖接口用用FiberLink裝置裝在樣品架上，把紅外光引出來(lái)裝置裝在樣品架上，把紅外光引出來(lái) 兩根兩根1.51.5米長(zhǎng)的中紅外光導(dǎo)纖米長(zhǎng)的中紅外光導(dǎo)纖光纖的組分是硫族化合物光纖的組分是硫族化合物（GeAsSeTe），光纖不能，光纖不能彎曲彎曲 中紅外光纖中紅外光纖 ATR探頭探頭 97011591464155916431745Malignant Tissue285529271093111811621462155016451746Normal Tissue285429253009100020003000Wavenumbers (cm-1)中紅外光纖紅外光譜研究腫瘤中紅外光纖紅外光譜研究腫瘤 近紅外光纖附件近紅外光纖附件Near-IR Fiber Optical Sampling Accessory 智能型智能型近紅外光纖附件近紅外光纖附件10000100002200cm-12200cm-1使用使用Nicolet SabIRNicolet SabIR探頭和兩米長(zhǎng)的光探頭和兩米長(zhǎng)的光纖