第三章紅外光譜法

1、 掌握：掌握： 1. 產(chǎn)生紅外光譜吸收的條件。產(chǎn)生紅外光譜吸收的條件。 2. 分子振動的自由度計(jì)算方法，分子振動分子振動的自由度計(jì)算方法，分子振動 自由度與基頻峰數(shù)的關(guān)系。自由度與基頻峰數(shù)的關(guān)系。 3. 官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的含義及表達(dá)的信息。官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的含義及表達(dá)的信息。 4. 影響基團(tuán)頻率的因素。影響基團(tuán)頻率的因素。 5. 紅外光譜儀結(jié)構(gòu)紅外光譜儀結(jié)構(gòu), 常用的光源和檢測器。常用的光源和檢測器。 6. 紅外光譜法的應(yīng)用。紅外光譜法的應(yīng)用。 1紅外光譜區(qū)（紅外光譜區(qū)（0.76500m (1000m) ） （1）近紅外光譜區(qū)）近紅外光譜區(qū) 含氫原子團(tuán)的伸縮振動，低電子能級躍遷產(chǎn)生的。含氫原子

2、團(tuán)的伸縮振動，低電子能級躍遷產(chǎn)生的。 0.752.5m（133334000cm-1） （2）中紅外區(qū)）中紅外區(qū) 分子振分子振-轉(zhuǎn)能級躍遷，該區(qū)光譜儀成熟，積累了大量轉(zhuǎn)能級躍遷，該區(qū)光譜儀成熟，積累了大量 的資料數(shù)據(jù)，適于定性定量分析。的資料數(shù)據(jù)，適于定性定量分析。2.525m （4000400 cm-1） （3）遠(yuǎn)紅外區(qū)）遠(yuǎn)紅外區(qū) 低頻骨架振動區(qū)低頻骨架振動區(qū)251000/500m（40010/20 cm-1） 2紅外光譜的表示方法紅外光譜的表示方法 以透光率以透光率T為縱坐標(biāo)，以波數(shù)為橫坐標(biāo)的譜圖。為縱坐標(biāo)，以波數(shù)為橫坐標(biāo)的譜圖。 3紅外光譜法的特點(diǎn)紅外光譜法的特點(diǎn) 同紫外同紫外/可見吸收光

3、譜比可見吸收光譜比 （1）定性分析特征顯著）定性分析特征顯著:譜圖吸收峰數(shù)目多，譜圖吸收峰數(shù)目多， 強(qiáng)度低，圖復(fù)雜，每種化合物均有紅外吸收，強(qiáng)度低，圖復(fù)雜，每種化合物均有紅外吸收， 顯示了豐富的結(jié)構(gòu)信息；顯示了豐富的結(jié)構(gòu)信息； （2）測定對象廣泛，氣固液均可直接測定；）測定對象廣泛，氣固液均可直接測定； （3）樣品用量少，測定速度快，不破壞樣品；）樣品用量少，測定速度快，不破壞樣品； （4）吸收強(qiáng)度低，定量分析靈敏度不高。）吸收強(qiáng)度低，定量分析靈敏度不高。 3.2.1 紅外光譜產(chǎn)生的條件紅外光譜產(chǎn)生的條件 1輻射光子能量與發(fā)生振動能級躍遷所需能量輻射光子能量與發(fā)生振動能級躍遷所需能量 相等相等

4、 振動能級振動能級Ev=(v+1/2)h 為分子振動頻率；為分子振動頻率； v為振動量子數(shù)，為振動量子數(shù)，0，1，2，3；在常溫下絕；在常溫下絕 大多數(shù)分子處于基態(tài)（大多數(shù)分子處于基態(tài)（v=0），）， 3.2.1 紅外光譜產(chǎn)生的條件紅外光譜產(chǎn)生的條件 1輻射光子能量與發(fā)生振動能級躍遷所需能量相等輻射光子能量與發(fā)生振動能級躍遷所需能量相等 （1）基頻峰：由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的強(qiáng)吸）基頻峰：由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的強(qiáng)吸 收峰，稱為基頻峰收峰，稱為基頻峰(強(qiáng)度大強(qiáng)度大)； （2）倍頻峰：由基態(tài)直接躍遷到第二、第三等激發(fā)態(tài)，）倍頻峰：由基態(tài)直接躍遷到第二、第三等激發(fā)態(tài)， 產(chǎn)生弱的吸收峰，

5、稱為倍頻峰產(chǎn)生弱的吸收峰，稱為倍頻峰(v=02，3，；) （3）合頻峰）合頻峰(兩個基頻峰頻率相加的峰兩個基頻峰頻率相加的峰)：v1+v2、 2v1+v2； （4）差頻峰）差頻峰(兩個基頻峰頻率差減的峰兩個基頻峰頻率差減的峰)v1-v2、2v1-v2； （5）泛頻峰：倍頻峰、合頻峰、差頻峰的統(tǒng)稱，譜帶）泛頻峰：倍頻峰、合頻峰、差頻峰的統(tǒng)稱，譜帶 較弱。較弱。 3.2.1 紅外光譜產(chǎn)生的條件紅外光譜產(chǎn)生的條件 2. 分子偶極矩的改變分子偶極矩的改變 正、負(fù)電荷中心間的距離正、負(fù)電荷中心間的距離r和電荷中心所帶電量和電荷中心所帶電量q的乘積，叫做偶的乘積，叫做偶 極矩極矩rq。 它是一個矢量，方向

6、規(guī)定為從負(fù)電荷中心指向正電荷中心。它是一個矢量，方向規(guī)定為從負(fù)電荷中心指向正電荷中心。 偶極矩的單位是偶極矩的單位是D（德拜）。（德拜）。 根據(jù)討論的對象不同，偶極矩可以指鍵偶極矩，也可以是分子偶根據(jù)討論的對象不同，偶極矩可以指鍵偶極矩，也可以是分子偶 極矩。極矩。 分子偶極矩可由鍵偶極矩經(jīng)矢量加法后得到。分子偶極矩可由鍵偶極矩經(jīng)矢量加法后得到。 如果一定頻率的紅外光與分子中某個基團(tuán)的振動如果一定頻率的紅外光與分子中某個基團(tuán)的振動 頻率相等，二者就會產(chǎn)生共振，此時光的能量通頻率相等，二者就會產(chǎn)生共振，此時光的能量通 過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，產(chǎn)生紅外吸過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，產(chǎn)生

7、紅外吸 收。收。 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 1. 雙原子分子振動方式雙原子分子振動方式 將雙原子分子的振動看成是簡諧振動將雙原子分子的振動看成是簡諧振動(物體在受到大小跟位物體在受到大小跟位 移成正比移成正比,而方向恒相反的合外力作用下的運(yùn)動而方向恒相反的合外力作用下的運(yùn)動,叫做簡諧振動。叫做簡諧振動。 ) 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 1. 雙原子分子振動方式雙原子分子振動方式 =(1/2)(k/)1/2, k為鍵的力常數(shù)為鍵的力常數(shù): 單鍵單鍵5N/cm, 雙鍵雙鍵10 N/cm, 叁鍵叁鍵15 N/cm 原子折合質(zhì)量原子折合質(zhì)量:=m1m2/(m1+m2) 基頻峰頻率

8、（波數(shù)基頻峰頻率（波數(shù)cm-1）=1307(k/)1/2 例如：例如：S=C=S，=m1m2/(m1+m2)= 12.032.06/(12.0+32.06)=8.737 振動頻率振動頻率=1307(k/)1/2 =1307（10/8.737）1/2=1392cm-1 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 2. 多原子分子的振動多原子分子的振動 （1）簡正振動）簡正振動 分子質(zhì)心保持不變，分子質(zhì)心保持不變， 整體不轉(zhuǎn)動，整體不轉(zhuǎn)動， 每個原子都在其平衡位置附近做簡諧振動，每個原子都在其平衡位置附近做簡諧振動， 其振動頻率和相位都相同，其振動頻率和相位都相同， 分子中任何一個復(fù)雜振動都可以看成這些

9、簡正振分子中任何一個復(fù)雜振動都可以看成這些簡正振 動的線性組合。動的線性組合。 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 2. 多原子分子的振動多原子分子的振動 （2）簡正振動的基本形式：）簡正振動的基本形式： 伸縮振動：伸縮振動： 對稱伸縮，對稱伸縮， 反對稱伸縮；反對稱伸縮； 變形振動：變形振動： 面內(nèi)變形（剪式和搖擺），面內(nèi)變形（剪式和搖擺）， 面外變形（非平面搖擺和扭曲）面外變形（非平面搖擺和扭曲） 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 2. 多原子分子的振動多原子分子的振動 （3）基本振動的理論數(shù)）基本振動的理論數(shù)(峰數(shù)峰數(shù))： 簡正振動的數(shù)目等于振動自由度簡正振動的數(shù)目等于振動自由度;

10、 每個振動自由度相應(yīng)于紅外光譜圖上一個基頻吸每個振動自由度相應(yīng)于紅外光譜圖上一個基頻吸 收帶收帶; 非線型分子振動自由度非線型分子振動自由度3N6; 線型分子振動自由度線型分子振動自由度3N5。 3.2.2 分子振動方式分子振動方式 2. 多原子分子的振動多原子分子的振動 （4）理論計(jì)算得到的振動自由度數(shù)與實(shí)際基頻）理論計(jì)算得到的振動自由度數(shù)與實(shí)際基頻 率峰數(shù)目不相等的原因率峰數(shù)目不相等的原因 無偶極矩變化的振動不產(chǎn)生紅外吸收無偶極矩變化的振動不產(chǎn)生紅外吸收 相同頻率的振動簡并相同頻率的振動簡并 儀器分辨能力和檢測能力有限儀器分辨能力和檢測能力有限 3.2.3吸收譜帶強(qiáng)度的影響因素吸收譜帶強(qiáng)度

11、的影響因素 1. 振動躍遷的幾率振動躍遷的幾率 躍遷幾率越大則吸收強(qiáng)度越大。躍遷幾率越大則吸收強(qiáng)度越大。 2. 偶極矩變化的大小偶極矩變化的大小 振動的對稱性越高，偶極矩變化越小，譜帶強(qiáng)振動的對稱性越高，偶極矩變化越小，譜帶強(qiáng) 度越弱。度越弱。 極性較強(qiáng)的基團(tuán)振動吸收強(qiáng)度較大，極性較弱極性較強(qiáng)的基團(tuán)振動吸收強(qiáng)度較大，極性較弱 的基團(tuán)振動吸收較弱。的基團(tuán)振動吸收較弱。 3.2.4基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū)基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū) 1. 基團(tuán)頻率區(qū)基團(tuán)頻率區(qū) （官能團(tuán)區(qū)或特征區(qū)）（官能團(tuán)區(qū)或特征區(qū)） （40001300cm-1） 2. 指紋區(qū)指紋區(qū) （1800、1300400 cm-1） 3.2.4基團(tuán)頻率區(qū)和

12、指紋區(qū)基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū) 1. 基團(tuán)頻率區(qū)（官能團(tuán)區(qū)或特征區(qū)）基團(tuán)頻率區(qū)（官能團(tuán)區(qū)或特征區(qū)） （40001300cm-1） （1）不同分子同一類型官能團(tuán)的振動頻率非常）不同分子同一類型官能團(tuán)的振動頻率非常 接近，都在窄的頻率區(qū)間出現(xiàn)吸收譜帶，稱為接近，都在窄的頻率區(qū)間出現(xiàn)吸收譜帶，稱為 基團(tuán)頻率；基團(tuán)頻率； （2）所有基團(tuán)頻率所在的頻率范圍稱為官能團(tuán)）所有基團(tuán)頻率所在的頻率范圍稱為官能團(tuán) 區(qū)或基團(tuán)頻率區(qū)，是官能團(tuán)伸縮振動產(chǎn)生的吸區(qū)或基團(tuán)頻率區(qū)，是官能團(tuán)伸縮振動產(chǎn)生的吸 收帶；收帶； （3）稀疏，易于辯認(rèn)，對基團(tuán)鑒定最有價值）稀疏，易于辯認(rèn)，對基團(tuán)鑒定最有價值。 3.2.4基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū)基團(tuán)

13、頻率區(qū)和指紋區(qū) 2. 指紋區(qū)（指紋區(qū)（1800、1300400 cm-1） (1) 單鍵和某些雙鍵的伸縮振動和變形振動產(chǎn)生單鍵和某些雙鍵的伸縮振動和變形振動產(chǎn)生 的復(fù)雜光譜區(qū)。的復(fù)雜光譜區(qū)。 (2) 當(dāng)分子結(jié)構(gòu)稍有不同時，該區(qū)的吸收就有細(xì)當(dāng)分子結(jié)構(gòu)稍有不同時，該區(qū)的吸收就有細(xì) 微的差異?？梢詤^(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物。微的差異。可以區(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物。 3.2.4基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū)基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū) 2. 指紋區(qū)（指紋區(qū)（1800、1300400 cm-1） （3）1300900 cm-1 ： 是單鍵的伸縮振動和某些雙鍵的伸縮振動吸是單鍵的伸縮振動和某些雙鍵的伸縮振動吸 收產(chǎn)生的吸收帶。收產(chǎn)生的吸

14、收帶。 CO、CN、CF、CP、CS、PO、 SiO、CS、SO、PO （4）900400 cm-1 ： (CH2)n，平面搖擺振動，可以區(qū)分順反構(gòu)，平面搖擺振動，可以區(qū)分順反構(gòu) 型。型。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （1）誘導(dǎo)效應(yīng)（）誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）效應(yīng)） （2）中介效應(yīng)（）中介效應(yīng)（M效應(yīng)）效應(yīng)） （3）共軛效應(yīng)（）共軛效應(yīng)（C效應(yīng)）效應(yīng)） （4）氫鍵的影響）氫鍵的影響 （5）環(huán)張力）環(huán)張力 （6）費(fèi)米共振）費(fèi)米共振 （7）振動偶合）振動偶合 2. 外部因素（物質(zhì)聚集狀態(tài)，溶劑，溫度，濃度）外部因素（物質(zhì)聚集狀態(tài)，溶劑，溫度，濃度） 3.2.

15、5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （1）誘導(dǎo)效應(yīng)（）誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）：取代基具有不同的電效應(yīng)）：取代基具有不同的電 負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)作用，引起分子電子分布的負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)作用，引起分子電子分布的 變化，從而改變了鍵力常數(shù)。變化，從而改變了鍵力常數(shù)。 化合物：化合物： RCOR、RCOCl、ClCOCl、FCOF C=O/cm-1：1715 1800 1828 1928 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （2）中介效應(yīng)（）中介效應(yīng)（M效應(yīng)）：效應(yīng)）： 含有孤對電子的原子如含有孤對電子的原子如O、N、S等與具有多重鍵等

16、與具有多重鍵 的原子相連時，孤對電子與的原子相連時，孤對電子與鍵重疊，電子云密鍵重疊，電子云密 度平均化，使鍵的力常數(shù)下降，吸收頻率向低波度平均化，使鍵的力常數(shù)下降，吸收頻率向低波 數(shù)移動。數(shù)移動。 RCOOR （誘導(dǎo)效應(yīng)大于中介效應(yīng)，（誘導(dǎo)效應(yīng)大于中介效應(yīng)， C=O/cm-1：1735 ） RCOSR （誘導(dǎo)效應(yīng)小于中介效應(yīng)，（誘導(dǎo)效應(yīng)小于中介效應(yīng)，C=O/cm-1：1690 ） 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （3）共軛效應(yīng)（）共軛效應(yīng)（C效應(yīng)）：電子云密度平均化，使鍵效應(yīng)）：電子云密度平均化，使鍵 的力常數(shù)下降，吸收頻率向低波數(shù)移動。的力常數(shù)下降

17、，吸收頻率向低波數(shù)移動。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （4）氫鍵的影響：使電子云密度平均化，使鍵的力常數(shù)下降，）氫鍵的影響：使電子云密度平均化，使鍵的力常數(shù)下降， 吸收頻率向低波數(shù)移動。吸收頻率向低波數(shù)移動。 分子間氫鍵：受濃度影響較大。分子間氫鍵：受濃度影響較大。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （5）環(huán)張力效應(yīng)：）環(huán)張力效應(yīng)： 環(huán)己酮（環(huán)己酮（C=O，1714cm-1） 環(huán)戊酮（環(huán)戊酮（C=O，1746cm-1） 環(huán)丁酮（環(huán)丁酮（C=O，1783cm-1） 由于鍵角變化所引起環(huán)張力的結(jié)果。由于鍵角變化所

18、引起環(huán)張力的結(jié)果。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （6）費(fèi)米共振：）費(fèi)米共振： 當(dāng)弱的倍頻或合頻峰位于某強(qiáng)的基頻吸收峰附當(dāng)弱的倍頻或合頻峰位于某強(qiáng)的基頻吸收峰附 近時，吸收峰強(qiáng)度隨之增加或發(fā)生峰的分裂。近時，吸收峰強(qiáng)度隨之增加或發(fā)生峰的分裂。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 （7）振動偶合：指兩個化學(xué)鍵的振動頻率相近或相等）振動偶合：指兩個化學(xué)鍵的振動頻率相近或相等 并共用同一原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使并共用同一原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使 另一個鍵的振動頻率發(fā)生變化，一個鍵的振動頻率增

19、加，另一個鍵的振動頻率發(fā)生變化，一個鍵的振動頻率增加， 另一個鍵的振動頻率下降。另一個鍵的振動頻率下降。 3.2.5 影響基團(tuán)頻率的因素影響基團(tuán)頻率的因素 2. 外部因素外部因素 （1）物質(zhì)的聚集狀態(tài)）物質(zhì)的聚集狀態(tài) 氣體狀態(tài)：分子間作用力小，有振氣體狀態(tài)：分子間作用力小，有振-轉(zhuǎn)光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)； 液體或固體：分子間作用力較強(qiáng)，有極性基團(tuán)存在時液體或固體：分子間作用力較強(qiáng)，有極性基團(tuán)存在時 可能發(fā)生分子間的締合或形成氫鍵，導(dǎo)致特征吸收帶可能發(fā)生分子間的締合或形成氫鍵，導(dǎo)致特征吸收帶 頻率、強(qiáng)度和形狀有較大改變頻率、強(qiáng)度和形狀有較大改變 （2）溶劑效應(yīng)）溶劑效應(yīng) 溶劑的種類、極

20、性都有影響，所以應(yīng)采用非極性溶劑。溶劑的種類、極性都有影響，所以應(yīng)采用非極性溶劑。 （3）溶液的溫度和濃度等外界因素）溶液的溫度和濃度等外界因素 紅外光譜儀類型紅外光譜儀類型: 色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀 Fourier 3.3.1 色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀 光源光源樣品池樣品池單色器單色器檢測器檢測器信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng) 1. 光源光源 通常是一種惰性固體用電加熱使之發(fā)射高強(qiáng)度的連續(xù)通常是一種惰性固體用電加熱使之發(fā)射高強(qiáng)度的連續(xù) 紅外輻射。紅外輻射。 （1）Nernst燈：主要由混合的稀土氧化物如氧化鋯、燈：主要由混合的稀土氧化物如氧化鋯、 氧化釔或氧化釷燒結(jié)而成的中空或?qū)?/p>

21、心棒，工作溫度氧化釔或氧化釷燒結(jié)而成的中空或?qū)嵭陌簦ぷ鳒囟?1700，在此高溫下導(dǎo)電并發(fā)射紅外線。，在此高溫下導(dǎo)電并發(fā)射紅外線。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):發(fā)光強(qiáng)度高，使用壽命長，穩(wěn)定性好；發(fā)光強(qiáng)度高，使用壽命長，穩(wěn)定性好； 缺點(diǎn)缺點(diǎn):價格比硅碳棒貴，機(jī)械強(qiáng)度差，且操作不如硅碳價格比硅碳棒貴，機(jī)械強(qiáng)度差，且操作不如硅碳 棒方便。棒方便。 1. 光源光源 通常是一種惰性固體用電加熱使之發(fā)射高強(qiáng)度通常是一種惰性固體用電加熱使之發(fā)射高強(qiáng)度 的連續(xù)紅外輻射。的連續(xù)紅外輻射。 （2）硅碳棒：由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在）硅碳棒：由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在 12001500，在低波數(shù)區(qū)發(fā)光較強(qiáng)，因此使，在低波數(shù)區(qū)發(fā)光

22、較強(qiáng)，因此使 用波數(shù)范圍寬，可以低至用波數(shù)范圍寬，可以低至200波數(shù)。此外，堅(jiān)波數(shù)。此外，堅(jiān) 固、發(fā)光面積大，壽命長。固、發(fā)光面積大，壽命長。 2. 吸收池吸收池 因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸 收池要用可透過紅外光的氯化鈉、溴化鉀、碘收池要用可透過紅外光的氯化鈉、溴化鉀、碘 化銫等材料制成窗片，要注意防潮?；C等材料制成窗片，要注意防潮。 （1）氣體試樣）氣體試樣 （2）液體或溶液）液體或溶液 （3）固體試樣）固體試樣 3.3.1 色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀 3. 單色器單色器: 光柵、準(zhǔn)直鏡、狹縫光柵、準(zhǔn)直鏡、狹縫 色散元件：閃耀光柵

23、色散元件：閃耀光柵 狹縫：寬度可控制單色光的純度和強(qiáng)度。狹縫：寬度可控制單色光的純度和強(qiáng)度。 色散型紅外光譜儀缺點(diǎn)：色散型紅外光譜儀缺點(diǎn)： (1)采用了狹縫，使光能受到限制，對弱的信號吸收和痕量測采用了狹縫，使光能受到限制，對弱的信號吸收和痕量測 定受到限制；定受到限制； (2)掃描速率慢，使得一些動態(tài)的研究以及和其他儀器如色譜掃描速率慢，使得一些動態(tài)的研究以及和其他儀器如色譜 的聯(lián)用發(fā)生困難。的聯(lián)用發(fā)生困難。 （采用（采用Fourier變換紅外光譜儀變換紅外光譜儀FTIR） 4. 檢測器檢測器 （1）高真空熱電偶：根據(jù)熱電偶的兩端點(diǎn)由于）高真空熱電偶：根據(jù)熱電偶的兩端點(diǎn)由于 溫度不同產(chǎn)生溫差

24、電勢，熱電偶是密封在一個溫度不同產(chǎn)生溫差電勢，熱電偶是密封在一個 高真空的玻璃容器內(nèi)。高真空的玻璃容器內(nèi)。 （2）氣體檢測器（高萊池）：是一個靈敏度較）氣體檢測器（高萊池）：是一個靈敏度較 高的氣脹式檢測器。高的氣脹式檢測器。 （3）測熱輻射計(jì)）測熱輻射計(jì) 上述三個都是熱檢測器，基于輻射的熱效應(yīng)。上述三個都是熱檢測器，基于輻射的熱效應(yīng)。 （4）光電導(dǎo)池）光電導(dǎo)池 （5）熱釋電檢測器）熱釋電檢測器 （6）碲鎘汞檢測器（）碲鎘汞檢測器（MCT檢測器）檢測器） 3.3.1 色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀 5. 信號處理輸出信號處理輸出 記錄儀自動記錄譜圖記錄儀自動記錄譜圖 計(jì)算機(jī)：控制儀器的操作、

25、譜圖中的各種參數(shù)、計(jì)算機(jī)：控制儀器的操作、譜圖中的各種參數(shù)、 譜圖的檢索等譜圖的檢索等 紅外光譜儀一般采用雙光束，一束通過試樣，紅外光譜儀一般采用雙光束，一束通過試樣， 一束通過參比。一束通過參比。 3.3.2 Fourier變換紅外光譜儀變換紅外光譜儀(FTIR) 1. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 光源（與其他部分成直角）光源（與其他部分成直角） 干涉儀（干涉儀（Michelson）樣品池樣品池檢測檢測 器器信號處理和輸出信號處理和輸出 （如果不用機(jī)算機(jī)處理得到是（如果不用機(jī)算機(jī)處理得到是“干涉圖干涉圖”， 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理可以得到紅外光譜）經(jīng)計(jì)算機(jī)處理可以得到紅外光譜） 3.3.2 Fourier變換紅

26、外光譜儀變換紅外光譜儀(FTIR) 2. 原理原理 基于干涉調(diào)頻分光，基于干涉調(diào)頻分光， 將光源來的光信號以干涉圖的形式送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行將光源來的光信號以干涉圖的形式送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行 Fourier變換的數(shù)學(xué)處理，變換的數(shù)學(xué)處理， 最后將干涉圖還原成光譜圖。最后將干涉圖還原成光譜圖。 （由于試樣對不同波長光的選擇吸收，干涉圖曲線發(fā)（由于試樣對不同波長光的選擇吸收，干涉圖曲線發(fā) 生變化，得到及其復(fù)雜的難以解釋的干涉圖，因此，生變化，得到及其復(fù)雜的難以解釋的干涉圖，因此， 需要經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速需要經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速Fourier變換，就可得到我們熟變換，就可得到我們熟 悉的普通紅外光譜圖）悉的普通紅外光

27、譜圖） 3.3.2 Fourier變換紅外光譜儀變換紅外光譜儀(FTIR) 3. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) (1)不用狹縫，因而光能不受限制，可以同時獲得光譜不用狹縫，因而光能不受限制，可以同時獲得光譜 所有頻率的全部信息。所有頻率的全部信息。 (2)掃描速度快，測量時間短（掃描速度快，測量時間短（1S），適于對快速反應(yīng)），適于對快速反應(yīng) 過程的追蹤，也便于和色譜法聯(lián)用。過程的追蹤，也便于和色譜法聯(lián)用。 (3)靈敏度高，檢出限低（靈敏度高，檢出限低（10-9-10-12g）。）。 (4)分辨本領(lǐng)高，波數(shù)精度可達(dá)分辨本領(lǐng)高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm-1。 (5)光譜范圍寬，可研究整個紅外區(qū)光譜范圍寬，可研究整個紅外區(qū)（10000-10cm-1）。）。 (6)測定精度高，雜散光小。測