第6章 红外吸收光谱法B

6-3红外光谱仪

目前有两类红外光谱仪:色散型和干涉型（傅立叶变换红外光谱仪)（FourierTransfer,FT）光源单色器样品室检测器显示紫外光谱仪6-3-1色散型红外光谱仪色散型与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。1.光源常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。2.吸收池红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。3.单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。其中可用几个光栅来增加波数范围，狭缝宽度应可调。狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输出减少，这在红外光谱分析中尤为突出。为减少长波部分能量损失，改善检测器响应，通常采取程序增减狭缝宽度的办法，即随辐射能量降低，狭缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。4.检测器及记录仪红外光能量低，因此常用热电偶、测热辐射计、热释电检测器和碲镉汞检测器等。几种红外检测器以光栅为分光元件的红外光谱仪不足之处：1）需采用狭缝，光能量受到限制；2）扫描速度慢，不适于动态分析及和其它仪器联用；3）不适于过强或过弱的吸收信号的分析。6-3-2傅立叶红外光谱仪

它是利用光的相干性原理而设计的干涉型红外分光光度仪。Nicolet公司的AVATAR360FT-IR仪器外观图片仪器内部结构傅里叶变换红外光谱仪工作原理图

FTIR的优点扫描速度快，测量时间短，可在1s内获得红外光谱，适于对快速反应过程的追踪，也便于和色谱法联用灵敏度高，检出限可达10-910-12g;分辨率高，波数精度可达0.01cm-1；光谱范围广，可研究整个红外区的光谱；重现性好6-4红外光谱法中试样的制备6-4-1红外光谱法对试样的要求1）试样应为“纯物质”（>98%），通常在分析前，样品需要纯化；对于GC-FTIR则无此要求。2）试样不含有水（水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗）；3）试样浓度或厚度应适当，以使T在合适范围。1）KBr压片法：1~2mg样+200mgKBr——干燥处理——研细：粒度小于2m（散射小）——混合压成透明薄片——直接测定；2）石蜡糊法：试样——磨细——与液体石蜡混合——夹于盐片间；石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该法不适于研究饱和烷烃。3）薄膜法：高分子试样——加热熔融——涂制或压制成膜；高分子试样——溶于低沸点溶剂——涂渍于盐片——挥发除溶剂样品量少时，采用光束聚光器并配微量池1.固体试样液体试样2.液体试样（1）液膜法（2）溶液法常用的红外光谱溶剂的要求：对试样有足够的溶解度，在所测的光谱区内本身没有强烈吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。1）高沸点的样品：液膜法（夹于两盐片之间）。2）低沸点易挥发的样品：溶液法。制样方法3.气体试样6-5红外光谱法的应用6-5-1定性分析1.已知物的签定将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献上的谱图对照。2.未知物结构的确定如果化合物不是新物质，可将其红外谱图与标准谱图对照（查对）如果化合物为新物质，则须进行光谱解析，其步骤为：1）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等；2）不饱和度的计算：通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度过.

=0时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物；

=1时，分子可能有一个双键或脂环；

=3时，分子可能有两个双键或脂环；

=4时，分子可能有一个苯环。一些杂原子如S、O不参加计算。3）查找基团频率，推测分子可能的基团；4）查找红外指纹区，进一步验证基团的相关峰；5）能过其它定性方法进一步确证：UV-Vis、MS、NMR、Raman等。已知分子式计算不饱和度不饱和度意义：注:二价原子如氧,硫等不参加计算.例1：苯甲醛（C7H6O）不饱和度的计算说明分子中含有一个苯环和一个双键红外光谱解析程序先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证先识别特征区的第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属再识别特征区的第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属示例解：峰归属如下：续前示例6-5-2定量分析

该法适于对含量较高的单组分