傅里叶变换红外光谱仪的原理及使用方法

所属实验课程：《高分子物理实验》

一、概述

傅里叶变换红外光谱仪是大型精密分析仪器之一。红外光谱具有应用面广：提供信息多且有特征性：不受样品相态的限制等优点，故已被广泛地应用于化学、物理、生物、纺织等领域。

二、实验目的

1.熟悉红外光谱原理。

2.学习傅里叶变换红外光谱仪工作原理及操作方法。

三、仪器及用具

傅里叶变换红外光谱仪，附件及制样工具。

四、试样

纺织纤维l－2种。

五、红外光谱基本原理

红外光是电磁波的一部分，波长约在０.78µm～1000µm。一般分为近红外、中红外和远红外三个波区。中红外区最能反映分子结构方面的各种特征，一般说的红外光谱就是提的这一波区(2.5µm～25µm)的光谱。

通常用波长(单位是µm)区分电磁波波段，但在红外光谱分析中却使用波数来表示吸收谱带的位置。它代表一厘米中波的数目。它与波长的关系可表示如下：

波数= ，cm-1。

把一物质置于具有连续波长的红外光照射下，当该物质的分子振动或转动频率与照射光频率相同，且该分子在振动(转动)过程中有偶极矩的变化时，分子就要有选择性吸收一部分光能，并转变为分子的振动能和转动能，使分子由低能态跃迁到高能态。能量的变化是量子化的。只有吸收一定能量的光子，才能提高一个或几个能级。因而它们具有特征的振动——转动光谱。红外光谱仪记录物质吸收红外光能量的情况，即可得红外光谱。红外光谱以波长或波数为横坐标，以透过率或吸光度为纵坐标。

六、傅里叶变换红外光谱仪简介

傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)由光学系统和数据处理系统两部分组成。

由红外光源发出的红外光，经干涉仪干涉调频后入射至样品，透过(或发射)后到达检测器，透过光包含了样品对每一频率的吸收信息，将检测器测到的干涉图信号输入计算机进行傅里叶变换处理，结果以红外光谱的形式输出，并由计算机通过接口对仪器实施并控制。

七、红外光谱分析的样品制备

样品需经干燥处理，多组份试样尽可能先进行组份分离，然后选择试样制备方法和样品的浓度。

样品制备方法有涂膜法、薄膜法、粉末法、研糊法、压片法、衰减全反射法、液体池法等等。本次实验介绍最常用的粉末压片法和液体试样制备法。

1.粉末压片法

(1)称取1-2mg干燥试样，和100-200mg溴化钾粉末，放在玛瑙研钵中。在红外灯下或干燥箱中进行混磨，使两者混合均匀。

(2)用不锈钢铲子把粉末装入压模的压舌上，堆集均匀后，再加上另一压舌，旋研压舌数次，使样品铺平，把压模装配好。

(3)置压模于油压机上，接好真空泵，抽气管抽去压模中的空气，以保征压片的透明度。

(4)拉动压杆使压力表指针到98MN(10tf)，保持l0min。

(5)关去电源，卸下压模，取出压片，装在压片架上即可上机测试。

纤维试样可用小型切片机切成粉末状（长度