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红外光谱仪的原理及基本构成说明

发表时间:2022-12-05  |  点击率:60
   红外光谱仪是表征和鉴别化学物种的一种重要方法,利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器。电磁光谱的红外部分根据其同可见光谱的关系,可分为近红外光、中红外光和远红外光。远红外光(大约400-10cm-1)同微波毗邻,能量低,可以用于旋转光谱学。中红外光(大约4000-400cm-1)可以用来研究基础震动和相关的旋转-震动结构。更高能量的近红外光(14000-4000cm-1)可以激发泛音和谐波震动。
  
  工作原理:
  红外光谱仪用一定频率的红外光聚焦照射被分析的样品时,如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线频率相同便会产生共振,从而吸收一定频率的红外线,把分子吸收红外线的这种情况用仪器记录下来,便能得到全面反映样品成分特征的光谱,进而推测化合物的类型和结构。
  由于震动能级不同,化学键具有不同的频率。共振频率或者振动频率取决于分子等势面的形状、原子质量、和最终的相关振动耦合。为使分子的振动模式在红外活跃,必须存在永jiu双极子的改变。
  
  基本构成:
  1、光源
  光源能发射出稳定、高强度、连续波长的红外光,通常使用能斯特(Nernst)灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝。
  2、干涉仪
  干涉仪的作用是将复色光变为干涉光。中红外干涉仪中的分束器主要是由溴化钾材料制成的;近红外分束器一般以石英和CaF2为材料;远红外分束器一般由Mylar膜和网格固体材料制成。
  3、检测器
  检测器一般分为热检测器和光检测器两大类。热检测器是把某些热电材料的晶体放在两块金属板中,当光照射到晶体上时,晶体表面电荷分布变化,由此可以测量红外辐射的功率。热检测器有氘代硫酸三甘肽(DTGS),钽酸锂(LiTaO3)等类型。光检测器是利用材料受光照射后,由于导电性能的变化而产生信号,常用的光检测器有锑化铟、汞镉碲等类型。