红外光谱样品制备的要求、方法和应该注意事项 |
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红外光谱是未知化合物结构鉴定的一种强有力的工具,尤其近几年来各种取样技术和联用技术的迅速发展,使得它成为分析化学应用中最广泛的仪器之一。而有了一台好的红外光谱仪如果不掌握红外分析技术,也不能充分发挥其功能。只有全面掌握各种状态性质样品的制样技术,才会在分析工作中起到事半功倍的效果。
样品要求 1. 气体、液体(透明,糊状)、固体(粉末、粒状、片状…); 2. 试样中通常不应含有游离水,水本身有强红外吸收,会严重干扰样品普而且会侵蚀吸收池的盐窗; 3. 单一组份试样的物质纯度>98%或符合商业规格才便于与纯物质的标准光谱进行对照; 4. 多组分试样可在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组分光谱相互成蝶判断比较困难。 方法名称所需装置和工具应用范围注意事项压片法液压机、模具,研钵,样品架;KBr试剂或晶体碎片固体,有机、无机化合物,矿物,粉末高聚物制样在红外灯干燥箱内进行KBr和样品化合物尽量研磨均匀浆糊法研钵,浆糊介质(石蜡油,氟碳油,六氧乙烯)易潮解物,与KBr有化学反应的样品样品要充分研细,以防止克里士丁效应引起的吸收峰位移溶液铸膜法烧杯、玻璃棒、平板玻璃、红外加热灯能溶解于某些易挥发性有机溶剂的聚合物溶剂沸点不宜太高或太低尽可能不用毒性较大的有机溶剂热压膜法加热膜具,液压机,温控装置,铝箔在软化点或熔点附近不氧化不讲解热塑性高聚物及无机物根据杨浦你的性质选择合适的热压温度和压力及加压时间热裂解法厚壁试管,试管夹,酒精灯不溶、不熔的高聚物(如硫化橡胶热固性高分子材料)控制升温速度 表一 红外光谱样品制备常用方法
一、压片法(溴化钾压片法) 适用范围 固体有机化合物,粉末高聚物,无机化合物,矿石粉
制作流程 研磨:首先把分析纯(最好是单晶碎片)KBr在玛瑙研钵中充分研细至颗粒粒径达2μm以下(通常过200目筛),放在干燥器中备用。
样品研磨:按比例取一定量(如果是定量分析则应准确称量)样品(2-5mg)和研磨过筛的KBr粉(100-120mg),放在研钵中充分研磨混合均匀,直到混合物中无明显样品颗粒存在为止。
注意事项 制好的空KBr片应透明,透光率应在75%以上;
KBr粉末过200面目筛并烘干存放在干燥器中; 样品与KBr粉混合均匀(操作应在红外干燥箱内进行); 测定样品应干燥,否则应在研细后置于红外灯下烘几分钟干燥;抽真空以使试样中的水分进一步抽走,不抽真空将影响片子的透明度; 用完模具应用绸布擦拭干净并置于干燥器中保存以防止生锈。
二、浆糊法 适用范围 KBr法因吸水引起光谱图发生歧变的样品分析。
介质: 石蜡油、氟碳油或六氯丁二烯
制作流程 1. 向已经充分研磨好的粉末样品放在玛瑙研钵中,用滴管迪加适量(1-2滴)石蜡油或氟碳油混合后研匀。 2. 用不锈钢小铲取出研磨均匀的样品涂在窗片上放上另一窗片压紧,适当厚度即可进行测定。
三、溶液铸膜法
适用范围 既能成膜又能有适当溶剂的高聚物样品
制作流程 将样品溶解于挥发性溶剂中,制得浓度约为10%-20%的溶液,将溶液倾注在表面皿或玻璃板上(或直接滴在KBr玻璃窗片上),然后让溶剂挥发后即制得样品薄膜。
溶剂选择原则 避免使用沸点高、极性强的溶剂,应选择较低沸点、能在低温下可从薄膜中会发、清楚的溶剂。但也不能选用过低沸点的溶剂,否则会因为溶剂挥发速度过快而是的薄膜厚度不均匀; 尽量不用对人体有害的溶剂,否则对操作者健康和环境都不利; 选择溶剂不能与样品产生化学反应和其它相互作用,否则会引起聚集态机构的变化。
四、热压膜法 适用范围 软化点或熔点附近不氧化、不降解的热塑性高聚物材料或塑性无机物
制作流程 在模具芯中放一片铝箔,将样品放在铝箔片上,在样品上面放一片铝箔,把上模块放上后将模具放在压片机上,升温到选定的温度,保持1min左右,即可缓慢加压,压力一般控制在1000-3000kg/cm2。
加热控制温度及加压时间,应以不会发上热分解和其它化学变化为依据,加压时间约为1min,冷至室温,脱模取出样品片。
图5 热压成膜法 ( 图片来源:SGS公开资料)
注意事项 1、 如果薄膜太厚,应减少样品量,如果薄膜颜色与与样品颜色相比变黄或有气泡,则应适当降低加压温度。 2、 如果薄膜不均匀,则说明加热温度太低,时间太短或压力太小,应重新选择制膜条件重新压制。
五、热裂解法 适用范围 不溶不熔的高聚物,如硫化橡胶、热固性高分子材料或含大量无机填料的高聚物。
制作流程 用小挫或剪刀将样品制成小块或粉末,放入干净的小试管内(有一定弯度的小试管),用酒精灯加热小试管底部,裂解气冷凝在管壁上,成液体状,用小铲刮出,涂在氯化钠晶片上进行扫描。
注意事项 1、温度一般在500-800℃ 2、裂解液较少时,不易刮下此时可滴入少量丙酮,将丙酮溶液涂在氯化钠晶片上,吹干丙酮后进行扫描。
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