實驗項目聚乙烯和聚苯乙烯膜的紅外吸收光譜的測繪薄膜法制樣

1、實驗項目：聚乙烯和聚苯乙烯膜的紅外吸收光譜的測繪 薄膜法制樣儀器分析實驗1一、目的要求(1)學習聚乙烯和聚苯乙烯膜的紅外吸收光譜的測繪方法；(2)學習對該圖譜的解釋，學習紅外吸收光譜分析基本原理；(3)學習紅外分光光度計的工作原理及其使用方法。21、紅外光的區(qū)劃紅外線：波長在0.76500m (1000m) 范圍內(nèi)的電磁波2、紅外吸收過程近紅外區(qū)：0.762.5m OH和NH倍頻吸收區(qū)中紅外區(qū)：2.525m 振動、伴隨轉(zhuǎn)動光譜遠紅外區(qū)：25500m 純轉(zhuǎn)動光譜 UV分子外層價電子能級的躍遷（電子光譜）IR分子振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷 （振轉(zhuǎn)光譜）33、紅外光譜的作用1可以確定化合物的類別（芳香類）

2、2確定官能團： 例：CO，CC，CC3推測分子結(jié)構(gòu)（簡單化合物）4定量分析44、紅外光譜的表示方法T 曲線 前疏后密T曲線 前密后疏5二、振動形式（多原子分子） （一）伸縮振動 指鍵長沿鍵軸方向發(fā)生周期性變化的振動1對稱伸縮振動：鍵長沿鍵軸方向的運動同時發(fā)生2反稱伸縮振動：鍵長沿鍵軸方向的運動交替發(fā)生6（二）彎曲振動（變形振動，變角振動）： 指鍵角發(fā)生周期性變化、而鍵長不變的振動1面內(nèi)彎曲振動： 彎曲振動發(fā)生在由幾個原子構(gòu)成的平面內(nèi) 1）剪式振動：振動中鍵角的變化類似剪刀的開閉 2）面內(nèi)搖擺：基團作為一個整體在平面內(nèi)搖動 72面外彎曲：彎曲振動垂直幾個原子構(gòu)成的平面1）面外搖擺：兩個X原子同時

3、向面下或面上的振動 2）蜷曲：一個X原子在面上，一個X原子在面下的振動83變形振動： 1）對稱的變形振動s：三個AX鍵與軸線的夾角同時 變大 2）不對稱的變形振動as：三個AX鍵與軸線的夾角不 同時變大或減小9色散型紅外光譜儀 色散型紅外光譜儀的組成部件與紫外-可見分光光度計相似，但對每一個部件的結(jié)構(gòu)、所用的材料及性能與 紫外- -可見分光光度計不同。它們的排列順序也略有不同，紅外光譜儀的樣品是放在光源和單色器之間；而紫外- -可見分光光度計是放在單色器之后。 色散型紅外光譜儀原理示意圖如下圖所示。 10 色散型紅外光譜儀一般均采用雙光束。將光源發(fā)射的紅外光分成兩束，一束通過試樣，另一束通過參

4、比，利用半圓扇形鏡使試樣光束和參比光束交替通過單色器，然后被檢測器檢測。當試樣光束與參比光束強度相等時，檢測器不產(chǎn)生交流信號；當試樣有吸收，兩光束強度不等時，檢測器產(chǎn)生與光強差成正比的交流信號，從而獲得吸收光譜。111 . 光源 紅外光譜儀中所用的光源通常是一種惰性固體，用電加熱使之發(fā)射高強度的連續(xù)紅外輻射。 常用的是Nernst燈或硅碳棒。Nernst燈是用氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結(jié)而成的中空棒和實心棒。工作溫度約為1700，在此高溫下導電并發(fā)射紅外線。但在室溫下是非導體，因此，在工作之前要預熱。它的特點是發(fā)射強度高，使用壽命長，穩(wěn)定性較好。缺點是價格比硅碳棒貴，機械強度差，操作不如硅碳棒方

5、便。硅碳棒是由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在1200-1500左右。122 . 吸收池 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NaCl、KBr、CsI、KRS-5（TlI 58%，TlBr42%）等材料制成窗片。用NaCl、KBr、CsI等材料制成的窗片需注意防潮。固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后直接進行測定。3 . 單色器 單色器由色散元件、準直鏡和狹縫構(gòu)成。 色散元件常用復制的閃耀光柵。由于閃耀光柵存在次級光譜的干擾，因此，需要將光柵和用來分離次光譜的濾光器或前置棱鏡結(jié)合起來使用。 134 . 檢測器 常用的紅外檢測器有 高真空熱電偶、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。5

6、.記錄系統(tǒng) 14試樣的處理和制備 要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。一、紅外光譜法對試樣的要求 紅外光譜的試樣可以是液體、固體或氣體，一般應要求：（1）試樣應該是單一組份的純物質(zhì)，純度應98%或符合商業(yè)規(guī)格，才便于與純物質(zhì)的標準光譜進行對照。多組份試樣應在測定前盡量預先用分餾、萃取、重結(jié)晶或色譜法進行分離提純，否則各組份光譜相互重疊，難于判斷。15（2）試樣中不應含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴重干擾樣品譜，而且會侵蝕吸收池的鹽窗。（3）試樣的濃度和測試厚度應選擇適當，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%80%范圍內(nèi)。二、制樣的方法1 .氣

7、體樣品 氣態(tài)樣品 可在玻璃氣槽內(nèi)進行測定，它的兩端粘有紅外透光的NaCl或KBr窗片。先將氣槽抽真空，再將試樣注入。162 . 液體和溶液試樣（1）液體池法 沸點較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入封閉液體池中，液層厚度一般為0.011mm。（2）液膜法 沸點較高的試樣，直接滴在兩片鹽片之間，形成液膜。 對于一些吸收很強的液體，當用調(diào)整厚度的方法仍然得不到滿意的譜圖時，可用適當?shù)娜軇┡涑上∪芤哼M行測定。一些固體也可以溶液的形式進行測定。常用的紅外光譜溶劑應在所測光譜區(qū)內(nèi)本身沒有強烈的吸收，不侵蝕鹽窗，對試樣沒有強烈的溶劑化效應等。173 . 固體試樣（1）壓片法 將12mg試樣與200mg純KBr研

8、細均勻，置于模具中，用（510）107Pa壓力在油壓機上壓成透明薄片，即可用于測定。試樣和KBr都應經(jīng)干燥處理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影響。18（2）石蠟糊法 將干燥處理后的試樣研細，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。（3）薄膜法 主要用于高分子化合物的測定?？蓪⑺鼈冎苯蛹訜崛廴诤笸恐苹驂褐瞥赡?。也可將試樣溶解在低沸點的易揮發(fā)溶劑中，涂在鹽片上，待溶劑揮發(fā)后成膜測定。 當樣品量特別少或樣品面積特別小時，采用光束聚光器，并配有微量液體池、微量固體池和微量氣體池，采用全反射系統(tǒng)或用帶有鹵化堿透鏡的反射系統(tǒng)進行測量。19三、實驗步驟1將聚乙烯膜試樣卡片置于試樣窗口前。2根據(jù)實驗條件，將紅外分光光度計按儀器 操作步驟進行調(diào)節(jié)，然后測繪聚乙烯膜的 紅外吸收光譜。3在同樣的實驗條件下，測繪聚苯乙烯膜的 紅外吸收光譜。20四、數(shù)據(jù)及處理1記錄實驗條件。2