红外光谱仪(Bruker TensorⅡ) |
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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; |
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