紅外光譜影響因素分析

紅外光譜的影響因素分析影響因素樣品制備技術(shù)

掃描次數(shù)

數(shù)據(jù)處理

分辨率

掃描速度

1樣品制備技術(shù)對譜圖的影響

紅外光譜分析中樣品的制備方法與制備技術(shù)非常重要。最常見的是固體物質(zhì)，固體不僅由于分子之間的作用力大，締合力強，而且由于顆粒大小、晶形和結(jié)晶場效應(yīng)等因素，使固體光譜與溶液光譜發(fā)生顯著的差異。紅外光譜的形狀，特別是譜帶的強度，與制樣技術(shù)有密切的關(guān)系，對于固體粉末需要溴化鉀壓片，常常由于研磨不勻或壓的不透明而產(chǎn)生光的散射，使紅外譜圖基線上移、產(chǎn)生干涉條文使譜圖不光滑,使吸收峰的頻率產(chǎn)生明顯的位移。充分研磨樣品,掌握研磨時間和方法是很重要的。對于不同樣品需要靈活采用不同的測試方法。消除以上現(xiàn)象樣品顆粒直徑必須小于入射光的波長（2μm）[4-5]。這是紅外光譜測試中固體粉末制樣的關(guān)鍵。固體樣品制樣時除了對樣品顆粒大小的要求以外，關(guān)鍵的還有稀釋劑溴化鉀與樣品的比例。樣品比例高則信息太豐富特征峰不突出，造成分析困難或吸收峰成平頂，若樣品比例過高,發(fā)射的紅外光全部被樣品吸收,這時的透過率接近于零,無法進(jìn)行分析。圖1是十二烷基硫酸鈉樣品適量與過量紅外譜圖的比較。從圖1可以看出樣品比例過高強度太大，使多個峰成為平頂，很難分析。圖1十二烷基硫酸鈉樣品適量與過量紅外譜圖的比較對于聚合物的薄膜或者片狀材料需要做衰減全反射（ATR），樣品如果非常光滑，光反射從而產(chǎn)生干涉條文，使譜圖不光滑或影響譜帶強度，定量分析要特別注意。對于不同的聚合物樣品有液體鑄膜法、熱壓膜法、糊法、熱裂解法[6-7]。在紅外光譜分析中選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒?、掌握較高的制樣技術(shù)是紅外光譜研究取得正確信息的關(guān)鍵。。2掃描次數(shù)對譜圖的影響

傅里葉變換紅外光譜法通過測量干涉圖并對其進(jìn)行傅里葉積分變換的方法測得的，檢測器同時測量、記錄所有的吸收信號，比傳統(tǒng)的色散光譜儀有較高的信噪比。但在實際的紅外試驗中由于環(huán)境和操作等原因會有很多噪音信號，這些噪音信號會加在樣品的光譜信號中，信噪比與掃描次數(shù)的平方成正比[4，5]。增加掃描次數(shù)降低分辨率可以提高光譜信噪比，同時降低水汽吸收峰的影響。圖2是十二烷基硫酸鈉改變掃描次數(shù)時紅外譜圖比較（由于天氣潮濕所以有水峰）。從圖不難看出隨著掃描次數(shù)的提高信噪比逐漸增大，紅外譜圖越來越光滑。3掃描速度對譜圖的影響傅里葉變換紅外光譜儀動鏡的掃描速度是可以改變的，使用不同的檢測器可以選擇不同的掃描速度，使用DTGS檢測器時可選擇較慢的掃描速度，可得到較高的信噪比。也不是越慢越好，在其他條件不變的情況下，速度太慢會使干涉圖的強度增高，放大器產(chǎn)生的低頻噪聲會變成光譜噪聲的主要來源,測試時間太長，光譜的水汽吸收峰增高[8-9]。用同一速度下的背景，測定不同速度下樣品的紅外光譜，掃描速度越快，紅外譜圖的基線越高。在實際的實驗中背景的掃描速度必須與樣品的掃描速度一致。圖3是用某一動鏡移動速度下的本底，測定的不同速度下樣品的吸收譜圖。4分辨率對譜圖的影響分辨率是指分辨兩條相鄰譜線的能力。紅外光譜的分辨率與儀器的光程差有關(guān)，光程差越大儀器的分辨率越高。動鏡移動的有效距離越長，數(shù)據(jù)采集的越多。一臺傅里葉變換紅外光譜儀的最高分辨率在數(shù)字上等于多少，取決于這臺儀器的動鏡移動的最長有效距離是多少[2，10,11，]。，分辨率數(shù)字越小分辨率越高，儀器的性能越好。對于一般的紅外光譜測定，通常選用4cm-1分辨率就足夠了，分辨率越高，信噪比越低，水汽的影響越大。圖4是不同分辨率下測定的十二烷基硫酸鈉的紅外譜圖。從圖中可看出分辨率越高信噪比越低。5數(shù)據(jù)處理對譜圖質(zhì)量的影響

平滑：利用光譜平滑數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以降低光譜的噪聲，通過平滑可以看清楚被噪聲掩蓋的真正的譜峰。光譜平滑技術(shù)是對光譜中數(shù)據(jù)點Y值進(jìn)行數(shù)據(jù)平均計算[2，4]。光譜平滑后光譜的噪聲降低的同時光譜的分辨率也降低了?；€校正：基線校正就是將光譜的基線人為的拉回到0基線上。在校正之前通常轉(zhuǎn)換成吸光度光譜，如果是透光率光譜校正后應(yīng)和100%線重合。在溴化鉀壓片制樣中，由于研磨不細(xì)錠片不透明，紅外光產(chǎn)生散射，使光譜的高頻端基線抬高[8，10]。為使譜圖美觀需要基線校正，譜圖經(jīng)過基線校正后會使峰面積增大，定量分析一般不能基線校正。從圖5可看出紅外譜圖校正前與校正后面積明顯增大。結(jié)束語

根據(jù)資料和大量的實驗充分證明了紅外光譜的影響因素是非常復(fù)雜的。在紅外光譜的實驗中要獲得一個高質(zhì)量的紅外光譜圖，要根據(jù)樣品的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)，綜合考慮影響譜圖質(zhì)量的一切因素，選擇合適的制樣方法，掌握科學(xué)的操作技能，才能得到理想的紅外光譜譜圖。除了本文分析的因素以外，還與