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【傅里叶红外光谱仪能测液体吗】傅里叶红外光谱仪能测液体吗?——探究傅里叶红外光谱仪实验原理及其应用

承天示优官方账号 2023-05-15 资讯 430 views 0


一、傅里叶红外光谱仪是什么?

傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR),简称傅氏变换红外,是一种常见的分析化学技术。它利用物质中不同基团振动所产生的特定频率的电磁辐射来确定样品中有哪些功能性基团,并提供有关样品结构和成分的信息。

FTIR通常使用离散样本或薄膜作为测试材料。而普通液体显然无法直接放在可见区域以进行测试。因此,在传统方法下,人们通常需要将待检测液体溶解在适当的稳定剂中以便形成可以被夹持的固态片或者采取其他复杂、费时且可能影响信号准确性等弊端存在的操作方式。

但随着现代科技发展和引进新型设备,高压融点温度-20℃以下甚至达到-190℃左右的低温样品夹持装置以及气液界面干燥技术已经使得傅里叶红外光谱仪可以广泛应用于对各种化学物质包括湿润、流体和半固态等形式的有机背景下分析,甚至实现无损检测。

二、傅里叶红外光谱仪实验原理

不同基团振动所产生的特定频率电磁辐射是指在一些共价键中发生了伸缩或弯曲所引起结构变化时所需要消耗或释放激发能量,而由此相应地也会向空间传递出一个具有特定频率与电场方向之关系(俗称偏振方向)的电磁波。当这些被摄入到馈源部位后,它们被反射并投射进FTIR主体内,在进行交换光程廷补偿处理,并且0.1nm级别精度调整其路程后再抵达探测器上生成信号。

该设备按频谱法获取数据,即将聚焦在样本上(通常为普通固态薄片)来自可见区域三个主要组件中滤除连续光的单色切割器仪进中红外辐射,两杠夹持器将样品固定在第一透镜处。当红外辐射通过样品时,与结果谱图有关之信号将被检测并传输至相应电子设备上。

三、傅里叶红外光谱仪能测液体吗?

由于液体分子运动速率快,散布大且比固态显著地更加复杂,并且普遍存在着极具挑战性的背景和粒径变化等问题。因此,在实验进行过程中通常需要使用不同类型的多层经过预处理后装置来确保测试数据准确性和可重复性。

目前市面上主要采用高压流量细胞法或者ATR(全反射式衰减反射)技术作为对液体物质进行FTIR测试最为实用便捷的方法:

- 高压流量细胞法:它是基于专门设计制造出可以承受高压、稳定及考虑到温度影响以提供清晰视野而特别设计出来针对悬浮颗粒物所运转秉载容器。高压流量细胞法利用将液态样品经过由各个金属与纤维材料制成的特性佳管道高压喷嘴内进行强力祛气并加热,后随即把享有压缩状态下所产生之多孔式钨或镍触发体放在出口处。当分子流通过枪口,并被撞击到多孔墙上时,如果其振动频率适合FTIR波段,则对应能谱信号会被予以捕获。

- ATR技术:ATR是全反射式衰减反射(Attenuated total reflectance spectroscopy)的简称。相比于传统方法需要先将液体溶解于稳定剂中来提供固态样本这一步骤来说,采取该种技术进行光谱实验没有必要改变样品状态也可以得到详细可靠信息。ATR系统通常包括一个具有全反射棱镜和检测器组件的测量单元及置于底板上面额外设立悬空圆柱形等结构物作为参考点。

四、总结

通过以上阐述可以明确得知:傅里叶红外光谱仪是一种非常实用而广泛应用于表征化学物质类型、成分组分和结构等信息的化学检测手段,而且其实验原理也较为简单直观。尽管在液体样品测试中会遇到一些挑战性问题,但高压流量细胞法以及ATR技术都给出了解决这些棘手难题的良好途径。

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