紅外附件原理和應(yīng)用

1、紅外附件原理和應(yīng)用　　　?。ǘ?鏡面反射附件鏡面反射適合于測(cè)定不透光的樣品，要求樣品表面光滑平整。紅外光束經(jīng)平面鏡反射，以一定的入射角照射樣品，反射光束經(jīng)平面鏡反射后到達(dá)檢測(cè)器。有固定角反射附件，如11°、30 °，45°、75 ° 、80 °、85 °。也有可變角反射附件。,30°鏡面反射附件,可變角反射附件,掠角反射附件 Grazing Angle R

2、eflectance,入射角在75°以上的反射附件叫做掠角反射附件。掠角反射附件適合于分析金屬表面（如鍍金表面）非常薄的鍍層或吸附的物質(zhì)，分析膜的厚度可以達(dá)到埃數(shù)量級(jí)，如單分子膜，LB膜。,入射角80°掠角反射附件光路圖,當(dāng)光束照射到金表面上的薄膜時(shí)，光束穿過薄膜到達(dá)金表面后反射出來，再次穿過樣品，到達(dá)檢測(cè)器。光程長(zhǎng)L與樣品厚度D和入射角α的關(guān)系： 2D

3、 L ＝ ———— cosα 若入射角為85°，L＝23D，大大提高了測(cè)量的靈敏度。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S偏振光,P偏振光,當(dāng)入射角為88°時(shí)，P偏振光的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大,如果單分子膜分子鏈軸垂直于鍍金表面，與鍍金表面垂直的化學(xué)鍵的振動(dòng)會(huì)得到大大地增強(qiáng)，吸光度會(huì)明顯增加。而那些平行于鍍金表面的化學(xué)鍵的振動(dòng)會(huì)大大

4、地減弱，吸光度明顯減少。如果在掠角反射附件前面再加一個(gè)偏振器，或者掠角反射附件本身帶有偏振器，以上效應(yīng)更加明顯。,,掠角反射附件75°固定角ZnSe標(biāo)準(zhǔn)窗片內(nèi)置Si偏振器，提供P偏振光金屬和半導(dǎo)體基質(zhì)上的薄膜超薄涂層單分子膜,掠角反射附件80° 固定角內(nèi)置P偏振光偏振器10埃－0.5µ m薄膜單分子層超薄涂層,蛋白單分子層掠角反射光譜,多層分子的掠角反射光譜,偏振器 Polarize

5、r),光是橫波，其電場(chǎng)振動(dòng)方向與光傳播方向垂直。自然光沒有偏振性。,,,,,,,,,光傳播方向,電場(chǎng)振動(dòng)方向,,,,,,,,光傳播方向,電矢量振動(dòng)方向,,,,,,,,偏振器,垂直偏振光,自然光通過偏振器后得到偏振光。偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏振光方向也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。,當(dāng)偏振光方向與振動(dòng)偶極矩變化方向相同時(shí)，偏振光被吸收，振動(dòng)譜帶增強(qiáng) 。,,,,C,,,,O,C=O伸縮振動(dòng)峰增強(qiáng),當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向平行時(shí)，偏振光被吸收，譜帶增強(qiáng) 。,,,,C

6、,,,,O,C=O伸縮振動(dòng)峰減弱,當(dāng)偏振光方向與偶極矩變化方向垂直時(shí)，偏振光不被吸收，譜帶減弱 。,只有⊥ 和∥偏振方向的偏振器,ZnSe線柵偏振器在ZnSe光柵上每英寸噴涂1200條鋁線。 測(cè)量范圍5000－500 cm－1 0－360°，每刻度2° 0°平行偏振光，90°垂直偏振光金屬表面分子的研究單晶分子對(duì)稱性的研究,,另外一種線柵偏振器,拉伸后的同一聚合物樣品，不同方向偏振光

7、測(cè)得的偏振光譜,垂直偏振光,,平行偏振光,,垂直⊥,平行∥,二向色性比某一譜帶的二向色性比R定義為，該譜帶的吸光度A∥和A⊥的比值 R= A∥/A⊥,應(yīng)用 （1）測(cè)定紅外二向色性比 R＝A∥/ A⊥ （2）提高掠角反射測(cè)量靈敏度 （3）分子的取性研究，長(zhǎng)鏈分子的構(gòu)象，取向度，ATR，LB膜，液晶高分子，拉伸的聚合物 （4）單晶分子的結(jié)構(gòu)，對(duì)稱性,中紅外光導(dǎo)纖維附件 Mid-

8、IR Fiber Optical Sampling Accessory,智能形中紅外光纖附件,非智能形中紅外光纖接口,用FiberLink裝置裝在樣品架上，把紅外光引出來,兩根1.5米長(zhǎng)的中紅外光導(dǎo)纖光纖的組分是硫族化合物（GeAsSeTe），光纖不能彎曲,中紅外光纖 ATR探頭,中紅外光纖紅外光譜研究腫瘤,近紅外光纖附件Near-IR Fiber Optical Sampling Accessory,智能型近紅外光纖

9、附件10000－2200cm-1使用Nicolet SabIR探頭和兩米長(zhǎng)的光纖。光纖材料為低含量的硅玻璃，探頭窗片為藍(lán)寶石測(cè)量聚合物、藥片、粉末、食品、纖維等樣品的光譜,聚苯乙烯薄膜近紅外光纖光譜圖,止痛藥片近紅外光纖光譜圖,高壓紅外附件 High Pressure Diamond Anvil Cell,低壓金剛石池IIA型金剛石0.6mm工作面積20kbar（約2萬大氣壓）在紅外顯微鏡上使用,IIA型金剛石的紅外光譜

10、光譜,（1）使用 IIA 型金剛石砧高壓池，可測(cè)中紅外光譜（2）高壓金剛石砧壓力一般可達(dá)100kbar，約10萬大氣壓；低壓金剛石池壓力可達(dá)20kbar（3）樣品放在0.23 mm厚不銹鋼墊片，0.35 mm直徑的小孔中（4）可測(cè)液體，測(cè)固體樣品時(shí)一般用液體傳遞壓強(qiáng)，如 H2O或D2O（5）以α-石英粉作為壓強(qiáng)的內(nèi)標(biāo)，測(cè) 800 cm-1譜帶的位移 P = aΔν2 + b Δν + c a =

11、0.0158 , b = 1.168, c = -0.166, p的單位為kbar（6）高壓金剛石砧要使用KBr透鏡聚焦紅外光束;低壓金剛石池可在紅外顯微鏡上使用。,壓強(qiáng)對(duì)光譜的影響 ? 譜帶位移 ? 譜帶分裂 ? 譜帶形狀改變 ? 譜帶強(qiáng)度改變 ? 出現(xiàn)新譜帶 ? 研究高壓下物質(zhì)的相變,DEPO分散在D2O中不同壓力的高壓紅外光譜,DEPO分散在D2O中不同壓力的高壓紅外光譜,光聲光譜附件Photoaco

12、ustic Cell,（1）樣品裝在充有氦氣的密閉樣品池中，以石墨纖維為背景（2）把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成聲信號(hào)，用微麥克風(fēng)接收信號(hào)，通過樣品室中的插口把信號(hào)送入計(jì)算機(jī)（3）無損檢測(cè)。適用于不透光，高度吸收，填充碳的固體樣品測(cè)試（4）利用步進(jìn)掃描技術(shù)，可以測(cè)定不同深度樣品的組分或濃度有梯度變化的樣品，如多層高分子薄膜，膽結(jié)石,咖啡茵的溴化鉀壓片光譜,咖啡茵的光聲光譜,樣品振蕩器Grinding Mill,（1）樣品和不銹鋼滾珠裝在密

13、閉的不銹鋼罐中，前后振動(dòng)（2）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的瑪瑙研缽研磨固體樣品，振蕩20秒鐘即可（3）能有效地防止研磨過程中吸附大氣中的水分（4）對(duì)聚合物研磨有特殊的功效,聚合物（聚酯）經(jīng)樣品振蕩器振蕩后測(cè)得的光譜,樣品穿梭器Sample Shuttle,（1）樣品穿梭器安裝在樣品室內(nèi)，穿梭器上有兩個(gè)或三個(gè)樣品架。由計(jì)算機(jī)控制前后穿梭（2）測(cè)樣品和背景時(shí)不需要打開樣品室蓋子，能有效地消除水汽的干擾（3）適合于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，遠(yuǎn)紅外光

14、譜的測(cè)定（4）適合于測(cè)定信號(hào)非常弱的樣品，如硅片上的分子膜,白蛋白+CeCl3在D2O中的光譜,L-谷氨酸的遠(yuǎn)紅外光譜,空白硅片的光譜有分子膜硅片的光譜差減后的光譜,變溫光譜附件Heated Demountable Cell,測(cè)溫范圍：室溫 - 400℃,,測(cè)溫范圍：液氮 - 250℃,（1）變溫池為可拆的加熱池，由加熱板（環(huán)），熱電偶和溫度控制器等組成（2）用于液體，KBr壓片，糊狀物，薄膜樣品的測(cè)定,月桂酸:月桂酸鈉體