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傅里叶红外光谱论文(傅里叶红外光谱仪数据处理)

承天示优官方账号 2023-03-03 资讯 594 views 0

今天给朋友们分享一下有关傅里叶红外光谱论文的知识,其中当然也会对傅里叶红外光谱仪数据处理进行一部分的介绍,加入能碰巧解决你现在遇到的困难,不要忘了关注本站,那我们现在开始吧!

本文目录一览:

为什么说傅里叶光谱在红外区有统治地位

红外光谱技术的最新进展是傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术.

FTIR在信噪比、分辨率、速度和探测极限上具有很多优势.在红外研究领域,FTIR方法几乎完全取代了光栅分光法.

傅里叶变换光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪,它能同时测量、记录所有谱元的信号,并以更高的效率采集来自光源的辐射能量,从而使它具有比传统光谱仪高得多的分辨率和信噪比;同时它的数字化的光谱数据,也便于计算机处理.正是这些基本优点,使傅里叶变换红外光谱方法发展成为目前中、远红外波段中最有力的光谱工具.

FTIR的优点

1.多通道(Fellgett优点)

在色散型仪器中,由于检测器只能响应入射光强度的变化,不能响应入射光频率.因此,在测量时,需把入射的复色光用单色器色散为不同频率的分辨单元.为了检测这些相对纯化的光,就需要用光阑窄缝滤掉绝大部分色散后的单色光,仅让某一频率单色光通过.为了能测定全光谱,只好顺序多次测定色散后不同频率的单色光.

对于FTIR光谱仪,入射光被干涉仪调制成声频波,不同频率的光被调制成不同的值,所用探测器既获得强度信息,又获得频率信息.各种频率光同时落到探测器上,无需分光测量.这样色散仪器每次仅测量全光谱很小的一部分,而FTIR却测了全部光谱.如在 波段范围内,用 分辨率进行测量,则测量所需分辨单元数 .用色散光谱仪在T时间内对 波段测量时,每个分辨单元所需的测定时间为 .与此相应,FTIR则为T.由于随机噪声引起的信噪比 与测量时间成正比,所以FTIR比色散型光谱仪信噪比高的多,并且分辨率越高,提高越大.在0.1cm-1分辨率时,提高近190倍.显然多通道的优点使FTIR的信噪比增加,伴随而来的是检测灵敏度大幅提高.

2.高光通量(Jacquinot优点)

在色散型仪器中,光路里设有狭缝式光阑,绝大部分光被它挡住,仅使极少部分光通过,并且分辨率越高,狭缝调得越窄,实际通过得光越少.加之光路中得许多光学元件也会损失光能,因而使色散型仪器光通量很小.FTIR光谱仪中除了有光能损失很少外,经常不设限光狭缝或其他限光元件.光可全部通过光孔,光通量很大.

光学系统的光通量Ω指通过它传送的光的总能量.光通量定义为光束的面积和立体角的乘积,即光阑面积和向准直镜孔径所张立体角的乘积,或者等效为准直光的面积和它的发散的立体角的乘积

在一些低分辨率的光谱仪中没有准直光阑,光源或探测器起着有效光阑的作用,限制了光通量的大小.

为了获得理想准直的光束(光束完美的平行),光阑必须无穷小,于是光通过量为零.光阑越大,光通量越大,而被准直的光束也越发散.然而,干涉仪中光束的发散度,或者它的光通量,是受到所要求的光谱分辨率限制的.因为对于一个给定的动镜位移,以不同的角度通过干涉仪的光线到达真正光轴有不同的光程差,它们对总干涉图信号的各自贡献将会模糊掉每个动镜位移的光程差.因此,分辨率要求越高,光发散要求越小.最佳的通过量与所研究的最高频率处的光谱分辨率是完全一致的.最大光通量定量地与光谱分辨率成比例

3.高测量精度(Connes优点)

色散型仪器的精度受很多条件的限制.如校正谱图精度的校样纯度、机械部件移动以及人为的读书误差等,都使这类仪器测量精度难于提高.一般很难达到0.1cm-1精度.

FTIR光谱仪的光学结构简单,干涉仪只有一个动镜是运动部件,通常动镜是在无摩擦的空气轴承上移动,其运动又受高度稳定的He-Ne激光干涉系统监控,因此测量的重复性和准确度都很十分高.加之在FTIR系统中,使用了单色性极好的He-Ne激光干涉系统作为采样标尺,确保采样精度达到 0 .001cm-1.

4.测量波段宽,全波段内分辨率一致

色散型光谱仪测量时,用色散法配以光阑狭缝取得单色光.但这些不同频率的单色光能量又不尽相同.为了保持所获得的能量近似不变,常常需要不断改变狭缝宽度,或用其他技术来调节光通量.这在技术上是很困难的.一种简化的办法是在中红外测量全波段光谱时,使用两种分辨率.色散型光谱仪无法在全波段范围内分辨率一致.

FTIR光谱仪以干涉法采集数据,以数字形式存储数据和运算,很容易做到分辨率一致.极宽的测量波段也是FTIR光谱仪特有的优点.它可用改换光源、分束器、探测器的办法,在同一台FTIR光谱仪上实现多波段测量.

5. 傅里叶变换红外光谱仪的基本结构,有哪些特点?简述工作原理?

红外线和可见光一样都是电磁波,而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区,其中中红外区(2.5~25μm;4000~400cm-1)能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征,对解决分子结构和化学组成中的各种问题最为有效,因而中红外区是红外光谱中应用最广的区域,一般所说的红外光谱大都是指这一范围。

红外光谱属于吸收光谱,是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光而产生的,化学键振动所吸收的红外光的波长取决于化学键动力常数和连接在两端的原子折合质量,也就是取决于分子的结构特征。这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。

红外光谱作为“分子的指纹”广泛用于分子结构和物质化学组成的研究。根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型,求出化学建的力常数、键长和键角。从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键,由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键,进而确定分子的化学结构,当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。

傅里叶红外光谱仪由光源、迈克尔逊干涉仪、样品池、检测器和计算机组成,由光源发出的光经过干涉仪转变成干涉光,干涉光中包含了光源发出的所有波长光的信息。当上述干涉光通过样品时某一些波长的光被样品吸收,成为含有样品信息的干涉光,由计算机采集得到样品干涉图,经过计算机快速傅里叶变换后得到吸光度或透光率随频率或波长变化的红外光谱图。

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关于傅里叶红外

1.前者是不是你写错了,应该是FTIR difractive spectroscopy(傅里叶变换红外衍射光谱) 后者翻译就不说了吧

2.采用傅里叶变换是为了使图像分析简单化,一般的IR都采用了傅里叶变换

3.如果其他处理也能使图像分析简单化,将来可能会用于IR,目前貌似我也就见过这一种。

不饱和醛酮红外光谱为什么有两个

醛和酮的红外光谱【摘要】红外吸收光谱法是通过研究物质结构与红外吸收光谱间的关系, 来对物质进行分析的, 红外光谱可以用吸收峰谱带的位置和峰的强度 加以表征。 测定未知物结构是红外光谱定性分析的一个重要用途。 根 据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、 强度和形状, 利用基团振 动频率与分子结构的关系, 来确定吸收带的归属, 确认分子中所含的 基团或键,并推断分子的结构。【关键字 】红外光谱法 吸收峰 共轭效应 诱导效应 氢键效应 傅里叶 红外光谱仪 【实验目的】1.掌握红外光谱法进行物质结构分析的基本原理,能够利用红外 光谱鉴别官能团,并根据官能团确定未知组分的主要结构;2.选择羧酸,醛和酮中的羰基吸收频率进行比较, 说明诱导效应, 共轭效应及氢键效应对羰基峰的影响,指出各个醛酮的主要谱带;3.了解仪器的基本结构及工作原理;4.了解红外光谱测定的样品制备方法;5.学会傅立叶变换红外光谱仪的使用。【实验原理 】羰基在 1850~1600 范围内出现强吸收峰,其位置相对较固定且强 度大,很容易识别。而羰基的伸缩振动收到样品的状态,相邻取代基团,共轭效应,氢键,环张力等因素的影响,其吸收带实际位置有所 差别。吸收峰的位置取决于化学键的强度和基团的折合质量。 由此我们 得到如下启示:1任何增强羰基键极性的效应都会降低碳氧键的力常数,使羰基 的伸缩振动峰向低波数移动。2任何降低羰基键极性的效应都会降低碳氧键的力常数,使羰基 的伸缩振动峰向高波数移动。3当羰基与其它基团形成共轭体系时,由于共轭效应的作用,使 得羰基键的电子云密度减小,从而降低碳氧键的力常数,使羰基 的伸缩振动峰向低波数移动。本实验用傅立叶变换红外光谱仪来测定相应的谱图。 其是由红外 光源、迈克尔逊( Michelson )干涉仪、检测器、计算机等系统组成。 光源发散的红外光经干涉仪处理后照射到样品上, 透射过样品的光信 号被检测器检测到后以干涉信号的形式传送到计算机, 由计算机进行 傅立叶变换的数学处理后得到样品红外光谱图。

【仪器及试剂】1、 仪器: 650 型傅里叶红外光谱仪、可拆式液体池、 KBr 盐片、 红外灯、玛瑙研钵。2、试剂:苯甲酸 ;苯甲醛;环己酮;滑石粉;溴化钾;无水乙醇检测器【实验步骤】1固体样品苯甲酸的红外光谱的测定(1)取干燥的苯甲酸试样约1mg于干净的玛瑙研钵中,在红外灯 下研磨成细粉,再加入约150mg干燥的KBr 一起研磨至二者完全混 合均匀,颗粒粒度约为2阿以下。(2)取适量的混合样品于干净的压片模具中,堆积均匀,用手压 式压片机用力加压约30s,制成透明试样薄片。(3)将试样薄片装在磁性样品架上,放入傅里叶红外光谱仪的样品室中,先测空白背景,再将样品置于光路中,测量样品红外光谱图。(4)扫谱结束后,取出样品架,取下薄片,将压片模具、试样架 等擦洗干净,置于干燥器中保存好。2.液体试样苯甲醛,环己酮的红外光谱的测定(1)将可拆式液体样品池的盐片从干燥器中取出, 在红外灯下用

少许滑石粉混入几滴无水乙醇磨光其表面。再用几滴无水乙醇清洗盐 片后,置于红外灯下烘干备用。(2)将盐片放在可拆液池的孔中央, 将另一盐片平压在上面,拧紧螺丝,组装好液池,置于光度计样品托 架上,进行背景扫谱。然后,拆开液池,在盐片上滴一滴液体试样, 将另一盐片平压在上面(不能有气泡)组装好液池。同前进行样品扫 描,获得样品的红外光谱图。(3)扫谱结束后,将液体吸收池拆开,及时用无水乙醇洗去样品, 并将盐片保存在干燥器中。【注意事项】1.KBr应干燥无水,固体试样研磨和放置均应在红外灯下,防 止吸水变潮;KBr和样品的质量比约在100〜200:1之间。2.可拆式液体池的盐片应保持干燥透明,切不可用手触摸盐片 表面;每次测定前后均应在红外灯下反复用无水乙醇及滑石粉抛光, 用镜头纸擦拭干净,在红外灯下烘干后,置于干燥器中备用。盐片不 能用水冲洗。【数据处理】苯甲酸的红外光谱图及解析酸的0—H伸缩振动峰在3400 —2400cm-1之间,而C=O伸缩

振动峰一般在1760cm-1或1710cm-1 (H键)处,这两个特征在基团频率区不甚明显;(2)在指纹区,700cm-1左右的705cm-1和662cm-1为单取代苯C—H变形振动的特征吸收峰;(1)在基团频率区,芳烃的C — H的 伸缩振动峰在3020 —3000cm-1之间,C=C骨架伸缩振动峰~1600cm-1 和 ~1500cm-1 ;苯甲醛的红外光谱图及解析在~2 820 cm-1和~2 720 cm-1处出现两个强度大致相等的吸收峰,说明是醛类化合物。~1 600 cm-1,~1 500 cm-1,~1 580 cm-1 的三个吸收峰表明有 苯环存在环己酮的红外光谱图及解析~1 600 cm-1 , ~1 500 cm-1 , ~1 580 cm-1 的三个吸收峰表明有苯环存在1720-1704CR11有一较大吸收峰,说明有羰基存在。【参考文献】1•刘建宁,张兵,尚虹【期刊论文】---分析化学2003( 05)。2•王少玲,卢文思,刘宏文【期刊论文】 ---光谱学与光谱分析 2003(01)。3•江崇球,唐波,傅红燕【期刊论文】---高等学校化学学报1996( 01)。

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醛和酮的红外光谱

醛和酮的红外光谱

【摘要】

红外吸收光谱法是通过研究物质结构与红外吸收光谱间的关系, 来对物质进行分析的, 红外光谱可以用吸收峰谱带的位置和峰的强度 加以表征。 测定未知物结构是红外光谱定性分析的一个重要用途。 根 据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、 强度和形状, 利用基团振 动频率与分子结构的关系, 来确定吸收带的归属, 确认分子中所含的 基团或键,并推断分子的结构。

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【关键字 】

红外光谱法 吸收峰 共轭效应 诱导效应 氢键效应 傅里叶 红外光谱仪 【实验目的】

1.掌握红外光谱法进行物质结构分析的基本原理,能够利用红外 光谱鉴别官能团,并根据官能团确定未知组分的主要结构;

2.选择羧酸,醛和酮中的羰基吸收频率进行比较, 说明诱导效应, 共轭效应及氢键效应对羰基峰的影响,指出各个醛酮的主要谱带;

3.了解仪器的基本结构及工作原理;

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4.了解红外光谱测定的样品制备方法;

5.学会傅立叶变换红外光谱仪的使用。

【实验原理 】

羰基在 1850~1600 范围内出现强吸收峰,其位置相对较固定且强 度大,很容易识别。而羰基的伸缩振动收到样品的状态,相邻取代基

团,共轭效应,氢键,环张力等因素的影响,其吸收带实际位置有所 差别。

傅里叶红外光谱仪的用处

一、酒制品检测分析

不同产地的葡萄酒具有不同的质量与风格,市场上葡萄酒以假乱真、以次充好现象颇多,寻找简单有效地鉴别葡萄酒产区的方法,有利于葡萄酒市场的健康发展。向伶俐等人采用近、中红外光谱的贝叶斯信息融合技术对葡萄酒原产地进行快速识别,建模集准确率为87.11 %,检验集准确率为90.87 %,提高判别的准确度,为葡萄酒原产地真伪识别提供了一种高效低成本的新方法。

此外,利用红外光谱对白酒年份与香型鉴别也有十分效。因不同香型白酒的成分有所差异,其红外光谱也不尽相同,可根据红外光谱差异鉴别不同年份的白酒。

二、蜂蜜检测分析

我国蜂蜜质量参差不齐,掺假现象也较为严重。孙燕等利用中红外图谱分析仪结合化学计量软件建立饶河黑蜂蜂蜜产地真假判别模型判别饶河本地的蜂蜜样品和其它地区蜂蜜样品,准确率达90.3 %,为蜂蜜真伪鉴别提供了一种有效的方法。

三、谷类检测分析

近年来,少数造假者频频在陈旧大米中涂抹掺加植物油、矿物油,增加其亮度和光泽,冒充优质新鲜大米销售,严重危害消费者身心健康。张耀武等利用红外光谱对涂有和掺有矿物油的大米进行定性鉴别。

将分离出含有矿物油的试样进行红外光谱测试,未出现 1745 cm-1脂 C=O 的伸缩振动吸收和1000~1300 cm-1伸缩振动吸收,证明该试样中含有直链烷烃的矿物油。文中指出该方法可用于对大米、饼干、瓜子和食用油中是否掺加工业矿物油的鉴定。粮食在高温高湿条件下极易发霉变质,不仅造成经济损失还严重威胁人畜健康。

刘凌平等利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术结合化学计量学方法(ART-FTIR),对稻谷中7 种常见有害霉菌进行了快速鉴定,建立的线性判别分析和偏最小二乘判别分析模型对7种不同类别菌株的留一交互验证整体正确率分别达到 87.1 %和87.3 %,表明ART-FTIR 技术技术可用于谷物中霉菌不同属间的快速鉴别,尤其对不同菌属的霉菌具有良好的判别效果。

四、果蔬检测分析

果蔬中农药残留快速、高效的检测技术是当前食品安全控制关注的重大问题。朱春艳用傅里叶红外光谱技术对敌百虫和辛硫磷两种农药的红外光谱进行了测量和分析。

验证了FTIR/ATR技术快速检测蔬菜中有机磷农药残留的可行性,测定敌百虫的最低的检测限为0.2×10-6(体积分数),相关系数为0.9141,辛硫磷的最低检测限为0.02×10-6,相关系数为0.9036,为果蔬农药残留检测提供了一种方便、快捷、准确的方法。

扩展资料:

傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成。

(1)光源:傅里叶变换红外光谱仪为测定不同范围的光谱而设置有多个光源。通常用的是钨丝灯或碘钨 灯(近红外)、硅碳棒(中红外)、高压汞灯及氧化钍灯(远红外)。

(2)分束器:分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件。其作用是将入射光束分成反射和透射两部分,然后 再使之复合,如果可动镜使两束光造成一定的光程差,则复合光束即可造成相长或相消干涉。

对分束器的要求是:应在波数v处使入射光束透射和反射各半,此时被调制的光束振幅最大。根据使用 波段范围不同,在不同介质材料上加相应的表面涂层,即构成分束器。

(3)探测器:傅里叶变换红外光谱仪所用的探测器与色散型红外分光光度计所用的探测器无本质的区 别。常用的探测器有硫酸三甘钛(TGS)、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。

(4)数据处理系统:傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机,功能是控制仪器的操作,收集 数据和处理数据。

参考资料:百度百科——傅里叶红外光谱仪

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