更新时间:2026-03-31
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红外光谱分析技术概述红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区,所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外光谱分析法。红外光谱图:纵坐标:吸收强度,横坐标:波长λ(?m )或波数1/λ(cm-1)基本原理红外吸收光谱产生的两个条件:?(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;?(2)辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子:没有偶极矩,辐射不能引起共振,无红外活性。如:N2、O2、Cl2等。非对称分子:有偶极矩,红外活性。红外光谱仪?定义:红外光谱仪是记录通过样品的红外光的透射率或吸光度随波数变化的装置。?分类:主要有色散型红外光谱仪和干涉型傅立叶变换光谱仪两类,目前以干涉型傅立叶变换光谱仪为主。?优缺点:傅立叶变换光谱仪测量具有时间短、输出能量大、波数精度高、光谱范围宽、数据处理功能多、分辨能力高及样品取用量少等优点。色散型红外光谱仪?色散型光谱仪一般由光源、单色器,检测器、放大器及记录装置组成,如图1所示。?红外光源发出高强度连续波长红外光,经棱镜、光栅等单色器使光波色散,把复合光分为单色光,经分光成两束能量相同的光,分别照射并透过样品槽和参比槽,若样品对红外光产生了吸收。则通过样品槽的红外光与通过参比槽的红外光间产生能量差异,且这种差异与光的波长有关,经过放大、依次对单色光的强度进行测定,就可得到样品的整个红外吸收光谱图。红外光谱仪傅立叶变换光谱仪?典型的傅里叶变换光谱仪由以下5部分组成:红外光源,干涉仪系统,样品室,红外探测器系统,数据处理及显示系统,如图2所示。?傅立叶变换红外光谱仪属大型精密仪器,是利用光相干性原理设计的干涉型红外分光光度计。它用迈克尔逊干涉仪,使光谱信号做到“多路传输”,它先得到的是光源的干涉图,然后根据傅立叶变换函数,利用计算机将干涉信号经傅立叶数学变换转化成普通光谱信号,亦即是将以光程差为函数的干涉图像转换成以波长为函数的光谱图,因此能再同一时刻收集光谱中所有频率的信息,在一分钟内能对全部光谱扫描近千次,因此大大提高了灵敏度和工作效率。傅立叶变换光谱仪在纺织研究中的应用在纺织材料研究中的应用主要有:纤维鉴别,高聚物结构分析,混纺纤维的定量分析,分析纤维变化和织物树脂整理,高聚物结晶度的测定等,其中最常用的是纤维鉴别及分析纤维变化和织物树脂整理。?(一)纤维鉴别不同结构的高聚物,均有其特征的吸收光谱,根据样品谱图所出现的特征吸收峰的位置并对照高聚物的红外光谱系统表即可鉴别出未知样品为何种高聚物。?(二)测定高聚物主链结构以聚丁二烯为例。聚丁二烯具有三种不同的异构体,即顺式-1,4、反式-1,4和1,2加成链结构。这三种结构的红外光谱图有很大的差异,其谱线的吸收带各不相同。这三种异构体在高聚物中的含量强烈地影响高聚物的性能,因而对异构体进行定量测定非常必要。要定量测定这三种异构体的含量,必须找到这三种结构的纯组分标准样品,根据郎伯-比尔定律分别测得三个吸收带的光密度,用已测得的光密度测量高聚物中各异构体的含量。