2018年你一定不能错过的史上最全红外知识汇总

来源：EWG1990

红外光谱仪知识汇总

---

第一块 基本知识和原理

红外吸收光谱是由分子振动和转动跃迁所引起的, 组成化学键或官能团的原子处于不断振动(或转动)的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。

所以，用红外光照射分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

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。

---

第二块 相似仪器区别

---

第三块 红外光谱仪的结构

红外光谱仪主要分为四种类型，分别是滤光片型红外光谱仪、色散型红外光谱仪，傅里叶变换红外光谱仪和声光滤光型红外光谱仪。

红外色谱仪的结构主要包括了光源、分光系统、样品池以及检测系统四个部分。

根据分光系统相对于样品的放置位置，红外光谱仪的结构可分为前分光和后分光两种形式。采用滤光片或傅里叶干涉仪时多采用前分光方式，即通过样品的光束是经过分光系统得到的单色光。

01

 光源

红外光谱仪常用的光源包括卤钨灯、发光二极管以及激光二极管。

02

 分光系统

分光系统是红外光谱仪的核心器件，其作用是将复合光转化为单色光。主要的分光类型有滤光片、光栅、干涉仪和声光调谐滤光器，分别对应滤光片型红外光谱仪、色散型红外光谱仪，傅里叶变换红外光谱仪和声光滤光型红外光谱仪。

（1） 滤光片型红外光谱仪

滤光片型红外光谱仪采用干涉滤光片进行分光，通过将不同的滤光片固定在转盘上，以此达到测量样品在多个波长处的红外光谱数据。目前滤光片技术的开发已经受到限制，目前的技术水平只能开发出片滤光片。

---

---

（2） 色散型红外光谱仪

色散性红外光谱仪又叫做光栅扫描型红外光谱仪，其采用棱镜或者光栅作为分光，该类仪器的特点是可进行全谱扫描，分辨率较高。此外，此类仪器与上一期仪器知识大汇总【紫外可见分光光度计知识汇总】实验室最基础的分析仪器63篇精选文章！》讲到的紫外可见分光光度计具有通用的光学设计，除检测器外，整个光学系统都可与紫外可见分光光度计合用，而市场上也有很多紫外-可见-近红外区域何为一体的光谱仪。

（3） 傅里叶变换红外光谱仪

傅里叶变换红外光谱仪目前在红外光谱仪中占有主导地位。傅里叶变换红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪。

光源发出的光经准直成为平行光，按45°角入射到分束器上，其中一半强度的光被分束器反射，射向固定镜M2，另一半强度的光透过分束器射向动镜M1。

射向固定镜和动镜的光经反射后实际上又会合到了一起，此时已成为具有干涉光特性的相干光，当动镜运动时，就能得到不同光程差的干涉光强。

对于一个纯单色光，在动镜连续运动中将得到强度不断变化的余弦干涉波，所以检测器检测到的是样品的干涉图，每个时刻都可得到分析光中全部波长的信息，最后样品的干涉图函数经傅里叶变换后与空白时光源的强度按频率分布的比值即得到样品的红外光谱图。

（4） 声光滤光型(AOTF)红外光谱仪

声光滤光型红外光谱仪是根据声光衍射原理，采用具有较高的声光品质因素和较低的声衰减的双折射单晶制成的分光器件。

AOTF是由双折射晶体、射频辐射源、电声转换器和声波吸收器组成。

AOTF型红外光谱仪的显著特点是分光系统中无可移动的部件，扫描速度快，但其分辨率不如色散型和傅里叶变换型红外光谱仪，比较适合用于在线过程分析。

AOFT分光工作原理示意图

03

 样品池

样品池指承载样品的器件。对于液体样品，一般使用玻璃或石英样品池；对于固体样品，可使用积分球或漫反射探头。

04

 检测系统

红外光谱仪的检测器种类较多，一般短波区域多采用硅检测器，长波区域多采用PbS或InGaAs检测器。

下图列出了不同光谱仪在不同波段时采用的光源、分束器、检测器的统计表。

---

第四块 维护与故障分析

第五块 经验与技巧

第六块 视频教学

---

第七块 仪器应用

（1） 应用领域

（2） 应用案例

（3） 行业动态

---

声明：以上文章链接由EWG1990整理，目的旨在为大家汇总各大微信公众号中关于红外光谱的学习内容，所有文章虽经过筛选，但不保证内容的准确。

对于任何资料，我们都应该带着批判式的思维去学习，如果文中的文章有错，欢迎大家在留言区指出，让我们共同进步！同时也感谢各大公众号对红外光谱知识的贡献！

更多精彩请点击下方阅读原文，下载科袖APP。

推荐阅读

自公众号开通以来，得到很多老师和同学的支持，经各位建议，近期陆续建立了微信群，汇集了各大高校的老师及硕博士生，如有需要进群，可加小编微信：186 0082 6589，并注明单位及研究方向，小编会拉各位入群。进群后请看群公告，资料下载等事项，都在其中。各课题组有招生招聘需求的也可加小编微信，免费帮您在科袖网（www.ekexiu.com）发布相关信息。