红外光谱测试方法

红外光谱图是定性鉴定的依据之一，要想做出一张高质量的谱图，必需要用正确的样品制备方法。选择制样方法，应从以下两个方面考虑。1、被测样品实际状况。液体试样可依据沸点、粘度、透亮度、吸湿性、挥发性以及溶解性等诸因素选择制样方法。如沸点较低、挥发性大的液体只能用密封吸取池制样。透亮性好又不吸湿、粘度适中的液体试样，可选毛细层液膜法制样，此法简便，简洁成功，是一般液体最常选用的方法。能溶于红外常用溶剂的液体样品可用溶液吸取池法制样。粘稠的液体可加热后在两块晶片中压制成薄膜，也可配成溶液，涂在晶面上挥发成膜后再进展测试。固体试样常承受的制样方法是压片法和糊状法。但凡能磨细、色泽不深的样品都可用这两种方法。如有适宜的溶剂也可选用溶液制样法，但并不常用，由于所得的光谱存在溶剂对吸取的干扰，且制样较麻烦。低熔点的固体样品可承受在两块晶片中热熔成膜的方法。气体样品在通常状况下用常规的气体制样法。长光程气体吸取池适用于浓度低但有足够气样的场合。2、试验目的。例如红外光谱试验，当期望获得碳氢信息时，确定不能选用石蜡油糊状法。假设样品中存在羟基〔有水峰〕，不应承受压片法。假设要求观看互变异构现象，或争论分子间及分子内氢键的成键程度，一般需要承受溶液法制样。某些易吸潮的固体样品可承受糊状法，并在枯燥条件下制样，其作用是用石蜡油包裹样品微粒以隔离大气中的潮气，到达防止吸潮的目的。以下是在红外光谱测试的过程中一些常见的样品制备方法：一、溴化钾压片法这是最常用的方法，因溴化钾在中红外区域是透亮的且没有吸取,溴化钾是最好的载体。但实际上有些批号的分析纯溴化钾在中红外区域有杂质吸取。为了防止杂质干扰，在购置不到色谱纯溴化钾时，可买些碎的溴化钾单晶或分析纯溴化钾，进展重结晶,并检验其在中红外区域的吸取，方可使用。溴化钾压片法操作简洁,适用于固体粉末样品,除去常用工具,还应预备一组小锉刀。固体粉末可直接与溴化钾粉末混合研磨 ,对于已成型的高分子材料可用小锉刀挫成细粉后研磨,一般1-2mg样品加100-200mg溴化钾,在玛瑙研钵中研成1-2g的细粉,研磨时,不断用小不锈钢铲,把样品刮至研钵中心,以便研磨得更细,避开颗粒不均匀产生散射,造成基线不平。5-15min,油压机压力通常为8000-15000kg/cm2,加压时间至少保持1min,得到透亮锭片。由于溴化钾极易吸潮,固应在红外灯下充分枯燥后才能压片,否则会在3300cm-1和1640cm1处消灭水的吸取峰。有的压片机有抽气功能,但操作较为简单。假设高分子材料不是粉末不能直接压片,则可通过萃取提出增塑剂,使其失去弹性而变硬,或承受低温研磨,预先制备粉末样品。如橡胶不能热压,常实行这种方法。鉴定微量样品时,如某些量少的染料样品,无法压片,此时可用一硬纸片剪成试样环大小,中心剪一小洞,将研好的拌有样品的溴化钾粉末放入小洞内压片。这样做有两个优点,一是节约样品,特别是对于鉴定分别纯化的微量样品效果好；二是纸片与不锈钢模具直接接触,纸片纤维较粗,压片时不易脱落。有些样品较粘,压片时溴化钾片粘在不锈钢模具上,不易取下,无法进展光谱扫描,此时只须在模具内放入少量已研好的溴化钾,再重压一次即可。这样制得的锭片稍厚一些,得到的光谱图基线不平,或背景吸取较高,但只须进展技术处理即可得到一张较好的谱图。如某些成色剂样品,就可承受这种制样方法。还有一些乳液样品,破乳后将其涂在载玻片上,吹干后用刮刀刮下研磨即可。二、卤化物晶体涂片法将液体试样在卤化物晶片上涂上一层薄薄的液膜 ,就可直接在红外光谱仪上进展测定。假设液体试样粘度很小,或溶剂挥发性不大,都可夹在两片卤化物晶片之间测定,挥发性液体可用定量池。最常用的卤化物晶片是氯化钠晶片,夹具都是液体池窗片及池窗夹具,应用范围700-5000cm-1,有的样品需350-700cm1的吸取峰，可采用溴化钾晶片法。涂片时厚度不易过大,否则会消灭齐头峰。如未固化的粘稠树脂及油墨、塑料或橡胶中萃取得到的增塑剂、热固性树脂的裂解液等都适宜用此法。水溶液的池窗可用KRS-5CaF2KRS-5250cm1至5000cm-1KRS-5有毒,不要用手摸窗片。CaF2较廉价,唯一缺点是其透过率极限为1200cm-1,波数小于1200cm-1的范围不能使用。晶片大都易潮解,不用时应保存在枯燥器内。使用时固定螺丝要对角旋紧,以免应力不均损坏晶片,使用完毕用低沸点溶剂清洗后,放入枯燥器保存。涂片法方法很少用于高分子样品溶剂的吸取都很强,只有少数溶剂吸取较少

,由于绝大多数有机,如四氯化碳适合于1350-4000cm-1,二硫化碳适合200-1350cm-1,但是只有少数非极性高分子能溶解在这两种溶剂中。为了消退样品溶液中溶剂的吸取谱带,可承受补偿技术,在参比池内放入纯溶剂,参比池内溶剂的量与样品池内溶剂的量一样,但操作较为困难。在傅立叶红外光谱仪上,可承受差谱技术解决溶剂吸取谱带问题。三、裂解法高分子材料中有一大类是热固树脂,呈交联构造有的还含有无机填料,如已固化的环氧树脂、酚醛树脂以及橡胶等。热固性树脂不溶于一般溶剂,通常承受小试管裂解的方法,温度一般在500-800摄氏度之间裂解液涂在氯化钠晶片,直接作谱。具体操作方法是用小挫或剪刀将样品制成小块或粉末,放入干净的小试管内〔有肯定弯度的试管〕,在煤气灯或酒精灯上加热试管底部,裂解气冷凝在,,,涂在氯化钠晶片上进行扫描。有时裂解液较少,,此时可滴入少量丙酮,将丙酮溶液涂在氯化钠晶片上,吹干丙酮后进展扫描。橡胶、聚胺酯等样品的制备,大都实行热裂解法。我们试验室曾应用此法成功对进口聚胺酯进行了定性分析。四、溴化钾三角富集法有些微量样品混有很微量的无机杂质。假设用硅胶为载体提纯微量样品,红外谱图往往显示硅胶的吸取峰。由于硅胶醚键吸取系数较大,即使很微量的硅胶也会对样品峰造成干扰。解决的方法有两种。一是在烧杯内参加适量溶剂,样品溶解后,轻轻把溶液到入另一干净的空烧杯内,将硅胶颗粒剩下,如此反复屡次即可将样品与硅胶分别。二是使用溴化钾三角富集法。具体操作步骤如下:将溴化钾粉末在研钵中研成很细的细粉,直径大约为1-2微米,,10000-15000kg/cm2,25mm,8mm,2mm,作过滤及富集样品的支撑体。把薄层色谱分别制好的样品放入小瓶内并参加少量溶剂,而后将压制好的溴化钾三角块用金属片支架固定在瓶的底部,瓶口用不锈钢帽盖住,在帽,3mm,由于毛细管作用,溶质随溶剂逐步向上移动和浓缩,溴化钾可以滤去薄层板带入的细颗粒硅胶等无机杂质。为了尽量富集完全,可重复加溶剂2-3次,就能够使溶质完全浓缩到三角的顶端。最终只须取顶点局部的溴化钾压片,即可得到一张较为抱负的红外谱图。据资料介绍,实行溴化钾三角富集法得到样品的受率一般可达50%-80%左右,二氧化硅的含量少于10-5。但在试验中要留意,三角形必需是等腰三角形,最终选取顶点局部压片时尽量靠近顶点,不要靠下,以免将杂质一同取下,做图时对样品的吸取峰造成干扰。五、反射法有些样品涂层很薄,不宜使用上述的方法。此时最好的方法就是用衰减全反射法(ATR)。该法应用较广泛,使用时不需要进展简单的分别,不破坏样品,可直接进展红外光谱分析。我们曾屡次用此法对喷墨打印材料的表层背层进展分析,结果较为抱负。如胶带、某些外表平滑的纺织品、金属上的油漆及片状橡胶等,都可用衰减全反射法。主要使用的晶片有KRS-5、ZnSe等,KRS-5是铊的化合物,用时要留意安全。粉末样品可用胶带粘在晶片外表上进展测试。另外粉末样品也可参加液体石蜡后研磨。六、热压法在用红外光谱法争论某些聚合物结晶度的变化时 ，常常使用热压成膜法。熔融热压成膜时，使用两块具有平滑外表的不锈钢模具用云母片或铝箔片作为掌握膜厚度的支持物，操作时，先把具有要求厚度的云母片或铝箔片放在模具压模面的四周，中间放样品，一