傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform infrared spectroscopy)简写为FTIR。傅里叶红外光谱法是通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶变化的方法来测定红外光谱。红外光谱的强度h(δ)与形成该光的两束相干光的光程差δ之间有傅里叶变换的函数关系。傅立叶变换测定红外光谱用于控制两相干光光程差的干涉仪测量得到下式表示的光强随光程差变化的干涉图其中v为波数,将包含各种光谱信息的干涉图进行傅立叶变换得实际的吸收光,傅立叶变换红光谱具有高检测灵敏度、高测量精度、高分辨率、测量速度快、散光低以及波段宽等特点。随着计算机技术的不断进步,FTIR也在不断发展。该方法现已广泛地应用于有机化学、金属有机,无机化学、催化、石油化工、材料科学、生物、医药和环境等领域。

　　1.压片法KBr的处理和保存

　　压片使用的KBr不一定要光谱纯的,国外也常常使用分析纯的,但是,必须注意以下几点:

　　①选择正规的产品,有水份是没有关系的,关键是没有无杂质,尤其是有机物峰,还有SO42-,NO3-等,可以先做个红外看看纯度。

　　②如果符合要求的话,可以处理一大批KBr。首先,用干净的玛瑙研钵仔细研磨细,然后在120℃烘干24h,或马弗炉中400℃烧30分钟,置于专用的干燥器中冷却。

　　③再做个KBr红外,看看吸收。如果没有特殊吸收,就放干燥器中,可以统一保存。

　　④另外使用个小称量瓶和专用药勺,取出一小部分KBr供平常使用,与统一保存的KBr要分开。保存的KBr要尽量减少开启次数。

　　⑤做红外的KBr一定要专用,不要和其它实验合成的混用。药品遵循只许出,不许进的原则。处理过的KBr也是这样,以免污染。

　　⑥使用光谱纯的也可,但也要进行上述处理。

　　⑦打破的,做液体的溴化钾单晶片纯度很高,不要扔掉破碎的溴化钾片,可以用来压片。

　　2.液膜KBr晶片的处理

　　溴化钾单晶片盐片用时间久了,不太透明或不平整,有几个办法可以彻底处理:

　　①可以用附带的抛光附件抛光。

　　②可以先用细的金相(颜色淡的那种,物理系常常有)砂纸抛光,然后再用平绒布面上蹭。

　　③国外有用一份蒸馏水+5份异丙醇混和,先滴加在绒布面抛光,然后迅速转移在干燥的绒布面上蹭。效果也很好。处理时一定要带好手套,避免手上湿气的侵蚀。

　　3.操作注意事项

　　a.理论上,研磨的粒度要小于其红外光的波长,这样才能避免产生色散谱,注意:研磨过程尽量不要吸收水分,不要对着样品呼气。

　　b.做红外放样品时候,注意轻开轻关样品室,同时,不要面对样品室呼气,可以使背景的吸收扣的很好。

　　c.擦洗盐片要由里向外,有机溶剂,比如,丙酮不要沾的很多。

　　d.液体样品要控制好厚度。

　　e.手洗干净和干燥是很重要的。

　　4.一些特殊样品的处理方法　　a.有些在溶液中生成的样品,如,配合物一类等,不易提取出来。可以把溶液滴加在的KBr中干燥,研磨。如果样品不怕加温,可以加温干燥后测试。如果样品不能加温,可以待溶剂挥发后,再放入干燥器中自然干燥后再测红外。

　　b.有些含水的样品,如果,没有氟化钙的盐片,可以用KBr粉末压片,把样品滴加在上面,测完后抛弃。

　　c.平时用坏了的KBr片,比如,摔裂的半个片都行,专门用来测含水样品。如果光面不好了,可以用异丙醇5份加水1份,滴加在绒布上抛光后使用。

　　d.根据样品的特点来处理样品。

　　举个例子,轮胎橡胶制品无法研磨,一般压片法很难制样:

　　①普通制样方法得到的谱图透过率差,看不到特征吸收;

　　②使用全反射方法测全反射红外谱,不仅需要附件,而且由于橡胶制品是黑色的,得到的谱图效果也差,即使,放大以后的谱图,吸收峰透过率仍然在98%～100%,而且样品的平坦度不够,不成形,不平整就无法做;

　　③采用普通的压片方法,利用溶剂溶解加研磨混合制样的方法,对比了不同几种溶剂,达到了较为满意的效果。

　　5.一些异常谱带的介绍

　　波数 化合物或结构 来源

　　668 CO2大气中CO2吸收,正或负

　　697 聚苯乙烯 磨损的聚苯乙烯瓶子或其他机械处理样品过程中

　　719 聚乙烯 实验室中常使用聚乙烯产品,有时候作为污染物出现

　　730 聚乙烯 同上

　　787 CCl4使用CCl4后没有处理干净

　　794 CCl4CCl4气体,同上

　　823 KNO3无机硝酸盐与溴化钾反应物

　　837 NaNO3氧化氮与窗片上的水汽生成,光源点燃有时候出现

　　980 K2SO4无机硫酸盐与溴化钾离子交换的反应物

　　1110-1053 Si-O 使用玻璃研钵,由玻璃粉末引起的谱带,宽峰

　　1110 Me-O 研钵或其它物品的灰尘造成的污染,宽

　　1265 Si-CH3使用硅树脂有此污染

　　1365 NaNO3同837

　　1380,1450

　　2800～2900 (CH2)n 烃类物质

　　1378 NO3-溴化钾的杂质,与CH3位置相近

　　1428 CO32-溴化钾的碳酸盐,及其它杂质

　　1613-1515 ﹥COO-碱金属卤代盐,溴化钾与羧酸反应生成的羧酸阴离子引起,压片时能产生

　　1639 H2O 少量夹带水的吸收

　　1764-1696 >C=O 药品的瓶盖,涂层,增塑剂等等的污染

　　1810 COCl2 lv仿暴露在空气中或日光氧化生成少量光气的谱带

　　1996 BO3-碱金属卤代盐,NaCl中的偏硼酸离子引起

　　2326 CO2CO2吸收

　　2347 CO2正或负的大气中CO2吸收

　　3450 H2O 压片中KBr含的微量水的谱带,宽,常见

　　3650 H2O 石英管出现附着水引起的锐谱带

　　3704 H2O 近红外区厚吸收池使用四氯化碳或烃类溶剂中非缔合水的-OH吸收,谱带锐

　　6.一些红外透光材料介绍

　　选择红外透光材料要根据测定波长,机械强度,稳定性和经济性来考虑,文献报导的透光材料很多,但是实际应用的并不太多:

　　(1)溴化钾KBr:易潮解,透过波长7800～400cm-1,(25μm以下)透过率大于92%,不易低温;

　　(2)氯化钠NaCl:易潮解,透过波长500～625cm-1,(2～16μm) 不易低温;

　　(3)氟化钙CaF2:不易潮解,透过波长7800～1100cm-1 (1～9μm),透过率大于90%,不耐机械冲击;

　　(4)氟化镁MgF2:不易潮解,透过波长0.11～8.5μm,透过率大于90%;

　　(5)氟化钡BaF2:不易潮解,透过波长7800～800cm(1～12μm)透过率大于90%;

　　(6)金刚石:碳的一种,有Ⅰ型和Ⅱ型两种,透光波长10cm-1,(1000μm)。它们在4～6μm(2300～1660cm-1)有吸收,Ⅰ型还在19～22μm和7～11μm有两个吸收带,据此可以鉴别金刚石的类型;

　　(7)锗Ge:纯度越高透光越好,透光性受纯度和厚度的影响,23μm和40μm以外可以使用,在120℃时不透明;

　　(8)硅Si:耐机械和热冲击,可达15μm,但是,在9μm(1110cm-1)时有一吸收带;

　　(9)热压块:用红外晶体的粉末加压成型,有MgF2,ZnS,CaF2,ZnSe,MgO等,混合热压块的机械性能超过晶体;

　　(10)塑料:高密度聚乙烯在20～1000μm的远红外区可以使用,还有聚乙烯,聚四氟乙烯等薄片也可以使用;

　　(11)氯化银AgCl:软,不易破裂,435cm-1(23μm以下),易变黑,贵;

　　(12)溴化银AgBr:软,不易破裂,285cm-1(35μm以下),作为全反射材料;

　　(13)硫化锌ZnS:不易潮解,透过波长7800～700cm-1,(1～14μm)透过率大于85%;

　　(14)溴(碘)化鉈KRS-5:TiI 58%和TiBr 42%混晶,不易裂,透过波长7800～200cm-1,(1～50μm),透

过率大于92%,折射率高,全反射材料,贵,有毒;

　　(15)硒化锌ZnSe:不易潮解,透过波长7800～440cm-1,(1～23μm),透过率大于68%;

　　(16)石英SiO2:不易潮解,透过波长190nm～4.5μm,透过率大于92%;

　　(17)氟化锂LiF:120～7000cm-1,易潮解变形;

　　(18)砷化镓GaAs:2～14μm,耐擦拭,可代替硒化锌。

　　【中国仪器网 使用手册】近红外光(Near Infrared,NIR)是介于可见光(ⅥS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,按ASTM(美国试验和材料检测协会)定义是指波长在780～2526nm范围内的电磁波,习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780~1100nm)和近红外长波(1100~2526nm)两个区域。近红外区域是人们早发现的非可见光区域。　　近红外光谱(NIR)分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外光谱分析技术包括定性分析和定量分析,定性分析的目的是确定物质的组成与结构,而定量分析则是为了确定物质中某些组分的含量或是物质的品质属性的值。与常用的化学分析方法不同,近红外光谱分析法是一种间接分析技术,是用统计的方法在样品待测属性值与近红外光谱数据之间建立一个关联模型(或称校正模型,Calibration Model)。　　方法缺陷　　近红外光谱分析方法的缺陷是:　　(1)建立模型需要大量有代表性且化学值已知的样品。这样,对小批量样品的分析用近红外就得不偿失。　　(2)模型的维护也很麻烦,建立的模型并不能一劳永逸,仪器状态、样品代表性变化(如作物的新品种、产地)都会影响测定结果。　　(3)模型转移问题尚未很好解决,每台仪器必须自己独立建模,模型不能通用。　　(4)近红外对于样品数量比较少的分析也不适用,因为建模成本很高,样品数量少,测试费用很高。　　技术要求　　近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性,即必须同时具备三个条件:　　(1)各项性能长期稳定的近红外光谱仪,是保证数据具有良好再现性的基本要求;　　(2)功能齐全的化学计量学软件,是建立模型和分析的必要工具;　　(3)准确并适用范围足够宽的模型。这三个条件的有机结合起来,才能为用户真正发挥作用。　　因此,在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识,特别避免个别商家为推销仪器所做的过度宣传的不良诱导,为此付出代价的厂家有之,因此,一定要对厂家提供模型与情况有详细了解。　　近红外分析技术分析速度快,是因为光谱测量速度很快,计算机计算结果速度也很快的原因。但近红外分析的效率是取决于仪器所配备的模型的数目,比如测量一张光谱图,如果仅有一个模型,只能得到一个数据,如果建立了10种数据模型,那么,仅凭测量的一张光谱,可以同时得到10种分析数据。　　在定标过程中,标准样本数量的多少,直接影响分析结果的准确性。数量太少,不足以反映被测样本群体常态分布规律,数据太多,工作量太大。另外在选择化学分析的样本时,不仅要考虑样品成分含量和梯度,同时要考虑样本的物理、化学、生长地域、品种、生长条件及植物学特性,以提高定标效果。使定标曲线具有广泛的应用范围,对变异范围比较大的样本可以根据特定的筛选原则,进行多个定标,以提高定标效果及检验的准确性。一般来讲,单类纯样本由于样本性质稳定,含化学信息量相对少,因此定标相对容易,如玉米、小麦、大豆等纯样。混合样本样品信息复杂,在本谱区会引起多种基团谱峰的重叠,信息解析困难、定标困难,如畜牧生产中的各种全价饲料、配合饲料、浓缩饲料等。　　与传统分析技术相比,近红外光谱分析技术具有诸多优点,它能在几分钟内,仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量,即可完成其多项性能指标的测定(多可达十余项指标)。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理;分析过程中不消耗其它材料或破坏样品;分析重现性好、成本低。 红外光谱与拉曼光谱的异同点

　　红外光谱又叫做红外吸收光谱,它是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱曲线。要产生这一种效应,需要分子内部有一定的极性,也就是说存在分子内的电偶极矩。在光子与分子相互作用时,通过电偶极矩跃迁发生了相互作用。因此,那些没有极性的分子或者对称性的分子,因为不存在电偶极矩,基本上是没有红外吸收光谱效应的。　　拉曼光谱一般也是发生在红外区,它不是吸收光谱,而是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子。入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级。与红外吸收光谱不同,拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用,要比红外吸收光谱的强度弱很多。但是由于它产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁,并不需要分子本身带有极性,因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测。　　一、相同点在于:　　对于一个给定的化学键,其红外吸收频率与拉曼位移相等,均代表第一振动能级的能量。因此,对某一给定的化合物,某些峰的红外吸收波数和拉曼位移完全相同,红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,两者都反映分子的结构信息。拉曼光谱和红外光谱一样,也是用来检测物质分子的振动和转动能级。　　二、不同点在于:　　两者产生的机理不同;红外光谱的入射光及检测光均为红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光;红外光谱测定的是光的吸收,而拉曼测定的是光的散射;红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难,但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析,比较方便;红外光谱不可以用水做溶剂,但是拉曼可以,水似拉曼光谱的一种优良溶剂;拉曼光谱的是利用可见光获得的,所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池,拉曼散射光能全部透过玻璃,而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。　　本质区别:红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱;拉曼光谱光谱与红外光谱两种技术包含的信息通常是互补的。　　主要区别:　　1、光谱的选择性法则是不一样的,红外光谱是要求分子的偶极矩发生变化才能测到,而拉曼是分子的极化性发生变化才能测到;　　2、红外很容易测量,而且信号很好,而拉曼的信号很弱;　　3、使用的波长范围不一样,红外光谱使用的是红外光,尤其是中红外,而拉曼可选择的波长很多,从可见光到NIR,都可以使用;　　4、拉曼和红外大多数时候都是互相补充的,就是说,红外强,拉曼弱,反之也是如此;　　5、在鉴定有机化合物方面,红外光谱具有较大的优势,无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。　　6、理论基础和检测方法存在明显的不同。我们说物质分子总在不停地振动,这种振动是由各种简正振动叠加而成的。当简正振动能产生偶极矩的变化时,它能吸收相应的红外光,即这种简正振动具有红外活性;具有拉曼活性的简正振动,在振动时能产生极化度的变化,它能与入射光子产生能量交换,使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别,这种能量的差别称为拉曼位移,它与分子振动的能级有关,拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。　　红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量;而拉曼光谱法的检测是用可见激光来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,它是一种间接的检测方法。