紅外光譜樣品的基本制樣技術-PPT

紅外光譜樣品的基本制樣技術一、前言 化合物得紅外光譜圖得特征吸收譜帶得頻率強度和形狀與被測定樣品得狀態(tài)和樣品得制備方法密切相關。也就就是說,要想得到一張高質量得紅外光譜圖必須根據樣品得狀態(tài)性質選擇適當?shù)弥茦臃椒?否則就會得不到預期得效果。比如對固體樣品會由于粉碎不夠,粒度過大而引起較強得散射,使譜圖基線發(fā)生漂移,使吸收譜帶發(fā)生畸變(圖1)2圖1、1固體樣品制樣方法對光譜圖質量得影響3圖1、2固體樣品制樣方法對光譜圖質量得影響4圖1、3固體樣品制樣方法對光譜圖質量得影響5對氣體樣品則會由于樣品在吸收池中得壓力大小而引起吸收譜帶強度變化,也體樣品會因為選擇液膜厚度不當和液膜中存在氣泡而影響光譜圖質量。(圖2)圖2、1液體樣品制樣方法對光譜圖質量得影響6圖2、2液體樣品制樣方法對光譜圖質量得影響7又如聚合物得薄膜材料如果非常光滑平整,則會由于膜兩表面得反射產生干涉條紋(圖3)。如果這些干涉條紋與樣品得吸收譜帶疊加而造成譜帶強度失真,從而會影響作出正確判斷,如果進行定量分析則會造成定量分析得誤差?？傊?在對樣品進行紅外光譜分析時,應選擇適當?shù)弥茦臃椒?就是紅外光譜研究取得正確信息得關鍵。8圖3、1聚合物樣品制樣方法對光譜圖質量得影響9圖3、2聚合物樣品制樣方法對光譜圖質量得影響10二、常用紅外光得透光材料紅外區(qū)波長范圍較寬,0、8-1000μ(12500-10cm-1),因目前還沒有在整個紅外區(qū)都透明得透光材料,因此市售紅外光譜儀一般分為三種類型其透光范圍如下: 近紅外 0、8-2、5μ(12500-4000cm-1) 中紅外 2、5-25μ(4000-400cm-1) 遠紅外 25-1000μ(400-10cm-1)11大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點表1常用中紅外區(qū)得透光材料13三固體樣品得制備技術常見固體樣品包括高聚物,部分有機化合物,無機化合物,礦物……。要想得到高質量得紅外光譜圖,應根據樣品得性質,選用適當?shù)梅椒ㄟM行樣品制備。14表2固體樣品制樣技術一覽圖151、鹵化物壓片法(KBr壓片法)i)壓片裝置(圖4)16ii)樣品得制備首先把分析純(最好就是單晶碎片〕KBr在瑪瑙研缽中充分研細至顆粒粒徑達2μm以下(通常過200目篩)放在干燥器中備用。然后按比例取一定量(如果就是定量分析則應準確稱量)樣品(一般2－5mg)和研磨過篩得KBr粉(100-120mg)放在瑪瑙研缽中充分研磨混合均勻,直到混合物中無明顯樣品顆粒存在為止。以上操作應在紅外干燥箱中進行以防KBr吸水。17iii)成型方法(見圖4)先裝好底座、模膛和模芯將磨好得粉用不銹鋼小鏟小心轉移到模膛內底面上,刮平,中心稍高為好。小心放入柱塞。將樣品壓平,并輕輕轉動幾下,使粉末分布均勻將柱塞小心套上密封圈及壓環(huán),放在液壓機上固定。連結好真空管,打開真空泵,抽真空5min左右,以除去模膛內及樣品中得水汽及空氣,搖動手柄逐漸加壓倒7500kg/cm2,約1~2min寫下真空管緩慢泄壓。取出壓模拿去底座,將壓膜顛倒過來,在柱塞外圈墊上支撐套環(huán),將樣品擠出。用不銹鋼鑷子小心取出,放在樣品架上,記錄其光譜。iv)應用范圍:固體有機化合物,粉末高聚物,無機化合物,礦石粉等。18V)注意事項:KBr粉末過200面目篩并烘干存放在干燥器中。樣品與KBr粉混合均勻(操作應在紅外干操箱內進行)。用完模具應用綢布擦拭干凈并置于干燥器中保存以防生銹。192、漿糊法1)工具 瑪瑙研缽及不銹鋼小鏟2)介質 石蠟油、氟碳油或六氯丁二烯3)制樣方法

把已充分研磨好得粉末樣品放在瑪瑙研缽中,用滴管滴加適量(1-2滴即可)石蠟油或氟碳油混合后研勻。用不銹鋼小鏟取出研磨均勻得樣品涂在窗片上放上另一窗片壓緊。掌握適當?shù)煤穸燃纯蛇M行測定。4)應用范圍

因為石蠟油就是長鏈烷烴,具有較大粘度和較高折射率、可成功得克服因樣品顆粒得散射給紅外光譜測定帶來得困難?？捎迷贙Br法因吸水引起光譜圖發(fā)生歧變得樣品得分析。5)注意事項

該方法中所用得介質均為有機物,在不同得范圍均會產生吸收,不同得介質吸收位置如下:20介質名稱:吸收鋒位置及歸屬:石蠟油(長鏈烷烴)3000~2850cm-1(C-H)1468cm-1、1397cm-1(CH2、CH3得C-H)720cm-1(-CH2-)n中n﹥4得骨架振動氟碳油(全氟烴)1400~500cm-1均存在強度不同得C-F吸收六氯丁二烯(氯烯烴)1500~1610cm-11150~1200cm-1存在C=C及C-Cl吸收600~1000cm-1

以上三種介質得紅外光譜就是互補得,選用其中得兩種才可獲得完整得樣品紅外光譜圖。鑒于以上情況,在進行樣品得譜圖解析時應扣除介質本身光譜圖得影響。21白油22六氯丁二烯23氯化煤油243溶液鑄膜法1)樣品制備方法:把樣品溶于適當?shù)脫]發(fā)性溶劑中,制得濃度約為10~20%得溶液,將溶液傾注在表面皿或玻璃板上(或直接滴在KBr玻璃窗片上),然后讓溶劑揮發(fā)后即制得樣品薄膜。2)應用范圍主要用于能成膜又能有適當溶劑得高聚物樣品分析。3)注意事項要得到均勻和純凈得薄膜就是不容易得,其關鍵在于溶劑得選擇和配置得樣品濃度。選擇溶劑得原則:避免使用沸點高、極性強得溶劑,應選擇較低沸點、能在低溫下可從薄膜中揮發(fā)、清除得溶劑。但也不能選用過低沸點得溶劑,否則會因為溶劑揮發(fā)速度過快而使制得得薄膜厚度不均勻。盡量不用對人體有害得溶劑,否則對操作者得健康和環(huán)境都不利。選擇得溶劑不能與樣品產生化學反應或其她相互作用,否則會引起聚集態(tài)結構得變化。254熱壓成膜法1)熱壓裝置

該裝置由液壓膜機、加熱模具及溫控裝置組成。2)制樣方法

在模具芯中放一片鋁箔,將樣品放在鋁箔上,再在樣品上面放一片鋁箔,把上模塊放上后將模具放在壓片機上,升溫到選定得溫度,保持1min左右,即可緩慢加壓,壓力一般控制在1000~3000kg/cm2。加熱控制得溫度及加壓時間,應以不會發(fā)生熱分解和其她化學變化為依據。加壓時間約為1min。然后從液壓機上取下模具(注意戴上保溫手套以免燙傷)。冷至室溫后,脫模取出樣品片。如果薄膜太厚,應減少樣品量,如果薄膜得顏色與原樣品相比變黃或有氣泡,則應適當降低加壓溫度。如果薄膜不均勻,則說明加熱溫度太低、時間太短或壓力太小,應重新選擇制膜條件重新壓制。263)應用范圍

適用于軟化點或熔點附近不氧化、不降解得熱塑性高聚物材料或塑性無機物。4)注意事項

根據所分析樣品得性質,選擇適當?shù)脽釅簻囟群图訅簳r間,以保證得到既符合紅外透光性又不破壞樣品結構性能得熱壓薄膜。

另在較高溫度下進行操作時,一定要注意保護,以免燙傷。275熱裂解法i)實驗裝置實驗室最簡單得熱裂解方法簡單易行,見圖5圖5熱裂解裝置282930六溶液法31四溶液及水溶液制品得制樣技術用于液體樣品得取樣工具為不同結構和光程得液體池如圖6所示:32圖6不同結構和光程得液體池331、沸點不同液體樣品得制樣技術3435五氣體樣品得制備技術36圖7-1氣體池(標準可拆卸氣體單元)37圖7-2氣體池(加熱氣體單元)38如