一、 设备名称：红外光谱仪

规格型号：布鲁克（Bruker）Tensor Ⅱ

二、各项具体技术参数：

带有MCT检测器以及Harrick反应器

分辨率：0.4 cm-1；

信噪比：50000:1；

扫描速度：40张/秒；

波数范围：8000-350 cm-1；

三、工作原理：

图1 红外光谱仪原理示意图

红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。

四、应用领域

1、材料科学与工程：

红外光谱仪在材料科学与工程领域有广泛的应用。主要包括以下几个方面：

1. 化学成分分析：红外光谱可以对不同化学键和官能团产生特定的吸收，从而提供材料的化学组成和结构信息。

2. 聚合物研究：红外光谱仪可用于鉴别聚合物的基本类型、单体结构和官能团，同时也可以用于测量聚合物的降解、老化以及环境稳定性。

3. 半导体材料：红外光谱可用于确定半导体材料中的掺杂元素类型和浓度，以及缺陷分布等。

4. 纳米材料：红外光谱仪可以用于表征纳米材料的组成、结构、形貌以及相互作用等信息。

5. 生物材料：通过红外光谱技术，可以分析生物材料如蛋白质、核酸、多糖等生物大分子中各种官能团的存在和变化情况。

6. 催化剂研究：红外光谱可用于研究催化剂的表面物种、活性中心以及反应中间体等。

7. 薄膜和涂层：红外光谱可以用于测量薄膜和涂层的组成、厚度、均匀性等特性。

8. 复合材料：红外光谱技术可以用于研究复合材料中各组分之间的相互作用、界面现象和分布情况等。

2、环境科学：

分析环境样品中的污染物质(如大气中的温室气体、水体中的有机污染物等），监测环境质量和评估污染程度。

3、食品科学：

食品成分分析(如脂肪、蛋白质、碳水化合物等）、食品安全检测(如添加剂、农药残留等)以及食品加工过程中的质量控制。

4、医学与生命科学：

红外光谱技术可用于诊断疾病、研究生物分子结构与功能、药品开发与质量控制等方面。

5、石油化工：

用于原油、石油产品、化工原料和产品的成分分析，如烃类、醇类、酸类和酯类等。

6、地质学：

用于矿物、岩石、土壤等地质样品的组成分析，为矿产勘探和资源评价提供数据支持。

7、考古学与文物保护：

用于非破坏性地分析文物材料的组成和历史信息，对于文物修复和保护具有重要意义

8、法医学：

用于微量物证的检测和分析，例如指纹、毛发、纤维、颜料等，为案件侦破提供科学依据。

五、可开展实验项目

1、定性分析：通过对比样品红外光谱与已知物质的红外光谱数据库，可以确定样品中的主要化学功能团和结构。

2、定量分析：根据特定红外吸收峰的强度，可以测定样品中某种组分的含量，常用于有机化合物、聚合物等的浓度测定。

3、化学反应动力学研究：傅里叶红外光谱仪可用于监测化学反应过程中物质的变化，从而了解反应速率、机理等信息。

4、表面分析：借助表面增强红外光谱技术，可以研究材料表面的化学性质、吸附现象等。

5、薄膜与涂层分析：通过透射或反射模式，可以研究薄膜材料的组成、光学性质及厚度等。

六、可培训技能

1、理解红外光谱原理：了解红外光谱的基本原理、分子振动模式以及红外吸收光谱与物质结构之间的关系。

2、仪器操作和维护：学习如何正确开启、使用和关闭红外光谱仪，以及设备的常规维护和保养。

3、根据不同类型的样品（固体、液体、气体等），掌握相应的样品制备方法，例如KBr压片法、溶液透射法、气体吸附法等。

4、数据采集与处理：学会设置合适的实验参数，进行红外光谱数据采集，并对所得数据进行处理，如基线校正、平滑、去噪等。

5、光谱解析与解释：学会识别和解释红外光谱中的特征吸收峰，推测样品的化学结构和官能团。

6、定性与定量分析：掌握如何利用红外光谱进行定性鉴别和定量分析。包括使用红外光谱数据库进行对比、建立定量分析模型等。

7、原位实验原理：了解原位红外光谱技术的基本原理，包括实时监测化学反应或物质变化过程中的分子振动和吸收信息。

8、原位实验条件设置：根据实验需求，学会设置适当的原位实验条件，如温度、压力、气氛等。

七、具体操作规程

1、开机\关机

开机：打开主电源，等待指示灯正常工作后检查是否需要更换干燥剂。指示灯指示正常后，向仪器内注满液氮，此时指示灯上的“status”应该变为绿色。

2、开软件

打开桌面上的OPUS软件，输入账户名和密码点击确定进入软件界面，等右下角自检信号变为绿色后方可正常使用。若指示灯为黄色则需要双击图标对MCT进行自检，自检合格后方可使用。在软件中选择合适的测量模式，例如透射、反射或ATR。

3、背景光谱采集

a. 确保没有样品放置在光路中。

b. 在软件中点击“背景”按钮进行背景光谱采集。采集完成后，保存背景光谱。

4、样品制备与加载

a. 根据样品类型和测量模式，准备样品。例如液体可以采用透射法，固体可以使用KBr压片法或ATR方法等。

b. 将样品放置到仪器的对应部位，确保样品与光路接触良好。

5、样品光谱采集

a. 在软件中点击“测量”按钮，进行样品光谱采集。

b. 采集完成后，保存样品光谱。

c. 对采集到的光谱进行必要的数据处理，如基线校正、平滑、去噪等。

6、关闭仪器

a. 退出“OPUS”软件。

b. 按顺序关闭仪器电源和电脑。

c. 断开与仪器相关的所有连接。

八、安全注意事项

（1）使用原位红外光谱仪前，请确保您已了解实验原理、安全规程以及操作步骤。；

（2）在使用过程中，避免强烈撞击或振动仪器，以免影响测量精度；

（3）实验结束后，请务必清理实验现场，保持仪器整洁；

（4）如果遇到设备故障，请及时与技术支持人员联系；

（5）如果测试时间较长请在使用6-8h后注入液氮，以防仪器液氮耗尽导致过热；

（6）放置样品时，样品一定要卡到位，否则载物台此时将会报警，严重时载物台会卡舱门；