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傅里葉紅外光譜儀的原理與操作

來源：時(shí)間：2024-01-16 09:24:53 瀏覽：11922次

傅里葉紅外光譜儀的原理與操作

傅里葉紅外光譜儀（Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡稱FTIR）是一種基于干涉原理的紅外光譜分析技術(shù)；它利用干涉圖與傅里葉變換的關(guān)系，將時(shí)間域的干涉信號轉(zhuǎn)換為頻率域的光譜信號，從而實(shí)現(xiàn)對樣品的分子結(jié)構(gòu)和組成成分進(jìn)行分析。

一、工作原理

1. 光源：FTIR使用紅外光源（如鎢絲燈、碘鎢燈、硅碳棒、高壓汞燈和氧化釷燈等）產(chǎn)生紅外光。

2. 分束器：紅外光經(jīng)過分束器，被分成兩束，一束透過，一束反射；透過和反射的光束在干涉儀中分離一段距離后，再次合并。

3. 干涉儀：干涉儀由動(dòng)鏡和定鏡組成；兩束光在干涉儀中經(jīng)過不同的光程，產(chǎn)生相位差。當(dāng)兩束光的光程差為奇數(shù)倍波長時(shí)，它們在干涉儀中相遇時(shí)相互抵消，形成相消干涉；當(dāng)光程差為偶數(shù)倍波長時(shí)，兩束光相互加強(qiáng)，形成相長干涉。

4. 檢測器：干涉后的光束經(jīng)過樣品室，然后照射到檢測器上；檢測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

5. 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)對檢測器傳輸來的電信號進(jìn)行傅里葉變換，將時(shí)間域的干涉圖轉(zhuǎn)換為頻率域的光譜圖；光譜圖顯示了樣品在不同波數(shù)下的吸收強(qiáng)度，從而反映了樣品的分子結(jié)構(gòu)和組成成分。

二、操作步驟

1. 開機(jī)前準(zhǔn)備：確保實(shí)驗(yàn)室電源穩(wěn)定，溫度和濕度適宜；開啟儀器電源，預(yù)熱半小時(shí)，使儀器達(dá)到最佳狀態(tài)。

2. 開機(jī)：啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開儀器操作平臺（如OMNIC軟件），運(yùn)行診斷菜單，檢查儀器穩(wěn)定性。

3. 制樣：根據(jù)樣品特性和狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒ǎ鐗浩⑷芤旱取?/span>

4. 掃描和輸出紅外光譜圖：先掃描空光路背景信號，再掃描樣品；在測量過程中，確保樣品室內(nèi)的濕度和溫度穩(wěn)定。

5. 光譜數(shù)據(jù)處理：對掃描得到的光譜圖進(jìn)行基線校正、峰歸一化等處理，以便分析樣品的分子結(jié)構(gòu)和組成成分。

6. 光譜分析：根據(jù)光譜圖，識別樣品中的特征吸收峰，推斷分子結(jié)構(gòu)和組成成分。

7. 保存和分析結(jié)果：將處理后的光譜圖保存，以便后續(xù)分析和研究。

8. 關(guān)閉儀器：完成光譜測量后，退出光譜軟件，關(guān)閉儀器電源，做好使用情況的登記。

注意事項(xiàng)：

1. 為了得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，最好在開機(jī)15分鐘之后進(jìn)行測量。

2. 濕氣會影響紅外的使用壽命，要特別注意保持實(shí)驗(yàn)室濕度指標(biāo)（小于60%）。