傅立葉變換紅外光譜儀的基本原理及其應(yīng)用

PAGE本科生畢業(yè)論文傅立葉變換紅外光譜儀的基本原理及其應(yīng)用BasicprinciplesandapplicationofFouriertransforminfraredspectrometer姓名學(xué)院理電學(xué)院專業(yè)物理學(xué)（師范）學(xué)號完成時間PAGEII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

AbstractInfraredspectroscopyisaneffectivemethodtoidentifysubstanceandanalyzethestructuresofmolecular.Fouriertransforminfrared(FT-IR)spectrometersdevelopedintheseventiesareatypicalrepresentativeofthethirdgenerationofinfraredspectroscopy.Theyareakindofinterference-typespectrometerswhichweredesignedbasedontheprincipleofcoherentlight,withexcellentfeaturesandperfectfunctions.Andtheyhaven’tonlybeenusedwidelybutalsohaveextensiveprospects.Inthispaper,thebasicprinciplesofFouriertransforminfraredspectrometeraredescribedbriefly.ThemainfeaturesofFT-IRweresummedupaswellasitsapplicationinvariousfields,andsomebasicopinionsofdevelopmentaldirectionasfarasFT-IRwereputforward.Keywords:Fouriertransforminfraredspectrometer；Basicprinciples；Application；Development目錄摘要 IAbstract II1傅里葉紅外光譜儀的發(fā)展歷史 12基本原理 42.1光學(xué)系統(tǒng)及工作原理 42.2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 83.1氣體樣品 83.2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 94.1在臨床醫(yī)學(xué)和藥學(xué)方面的應(yīng)用⑷ 94.2在化學(xué)、化工方面的應(yīng)用 104.3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⑼ 115全文總結(jié) 12參考文獻(xiàn) 13PAGE141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(jìn)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(jìn)行了大量的研究和改進(jìn),使之日趨完善。由于計算機(jī)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(jī)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(jìn)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(PerkinEl2mer)和Stingraylmaging(Bio-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(dá)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(dá)010026cm-1。而掃描速度Bruker可達(dá)117張譜圖/s,利用步進(jìn)掃描技術(shù)可達(dá)250皮納秒的時間分辨率。Nicolet8700掃描速度為105次/s,步進(jìn)掃描時間分辨率為10ns?，F(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(yuǎn)紅外的區(qū)段。如Bruker為50000～4cm-1,Bomen為50000～5cm-1,Nicolet為25000～20cm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:①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”②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。③透射樣品池?zé)o法解決催化氣相反應(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。④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(yùn)而生[2]。漫反射技術(shù)是一種對固體粉末樣品進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)技術(shù)和多媒體圖視功能的運(yùn)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(tuán)和化合物在微區(qū)空間分布的紅外光譜圖像。衰減全反射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(jī)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(jìn)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(tuán)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(jìn)行紅外光譜數(shù)據(jù)庫檢索以及化學(xué)官能團(tuán)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(jī)進(jìn)行選點、定位、聚集、測量。由于衰減全反射的上述特點,極大地擴(kuò)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(jī)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(jìn)行多組分樣品的分離和定性,與顯微鏡聯(lián)用可進(jìn)行微量樣品的分析鑒定,與熱失重聯(lián)用可進(jìn)行材料的熱穩(wěn)定性研究,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(jī)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(jìn)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(yuǎn)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(jī)技術(shù)的發(fā)展,紅外光譜定性分析實現(xiàn)了計算機(jī)檢索和輔助光譜解析。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(jìn)行編碼后,存放在計算機(jī)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(yuǎn)紅外三個波區(qū)，其中中紅外區(qū)（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好地反映分子內(nèi)部所進(jìn)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(qiáng)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(tuán)或鍵，由特征吸收譜帶頻率的變化推測臨近的基團(tuán)或鍵，進(jìn)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(qiáng)度的改變對混合物及化合物進(jìn)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(jī)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是光源的干涉圖，然后通過計算機(jī)對干涉圖進(jìn)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(jìn)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。參比擺動鏡C參比擺動鏡C樣品光源干涉儀移動鏡B擺動鏡A準(zhǔn)直燈MCT或DTGS檢測器MCT或DTGS檢測器圖2傅立葉變換紅外光譜儀的典型光路系統(tǒng)固定反射鏡M1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到達(dá)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M1（定鏡），可移動的反射鏡M2（動鏡）及分光束器B組成，M1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(qiáng)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）固定反射鏡M1固定反射鏡M1固定反射鏡M1}}a2a1光源波長λ移動反射鏡M2位移cmλ/4光源S光分束器B檢測器D－0+光程差δcm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(jī)對該干涉圖進(jìn)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λ（μm）或波數(shù)（cm-1）2.3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(jìn)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(dá)0.5cm-1,高的可達(dá)10-2(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(dá)10～104cm(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。3樣品處理以下就按樣品的物理狀態(tài)來來進(jìn)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(dá)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(qiáng)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4000～1300cm-1)和CS2（測定范圍1300～650cm-1），若樣品不溶于二者，則可CHCl3或CH2Cl2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(xì)的樣品與蠟油調(diào)成均勻的糊狀物后，涂于窗片上進(jìn)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100mg干燥的溴化鉀粉末研磨均勻，再在壓片機(jī)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(xì)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]。4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,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700～1900cm-1處的差異,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,能在分子水平對細(xì)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(xì)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譜圖6胃癌細(xì)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。4.2.1紅外光譜技術(shù)在表面化學(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(kuò)散反射室。(2)以紅外吸附光譜(IRAS),ATRFT-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)。4.2.2(1)擴(kuò)散反射紅外光譜傅立葉變換光譜(DRIFTS)的應(yīng)用報道特別突出,其次是IRAS。DRIFTS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催化劑表面的氧化反應(yīng)動力學(xué),以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2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。4.2.3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(jìn)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(jìn)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ATRFT-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(xì)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(tuán)的判定。K1A1Krok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(yùn)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(hù)環(huán)境密切相關(guān),應(yīng)用美國HPGC/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:分析鈾原子與CO和CO2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(qiáng)磁性合金的遠(yuǎn)紅外性質(zhì)。分析C60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(jī)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(jìn)展。5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(jìn)行了大量的研究和改進(jìn),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(dá)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(jī)完成。雖然相