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| 紅外光譜的發(fā)展歷程 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-09-23 13:58:20 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）紅外光譜法（Infrared Spectrometry，IR）是利用物質(zhì)分子對(duì)紅外輻射的吸收，并由其振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起偶極矩的精變化，產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷，得到由分子振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)變化產(chǎn)生的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，又稱為紅外光譜。紅外光譜法是一種鑒別化合物和確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的常用分析手段。這種分析技術(shù)不僅可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析，還可對(duì)單一組分或混合物中各組分進(jìn)行定量分析，尤其是在對(duì)于一些較難分離并在紫外、可見(jiàn)區(qū)找不到明顯特征峰的樣品，可以方便、迅速地完成定量分析。
William Herschel于1800年在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了紅外光。Nipce和Daguerre于1829年發(fā)明了照相底版，并發(fā)現(xiàn)照相底版對(duì)紅外光敏感。Abeny和Festing于1881年用照相法記錄了有機(jī)液體吸收1.0-1.2μm波長(zhǎng)的紅外光譜，從而揭示了原子團(tuán)和氫鍵的近紅外光譜特性。Cobeltz于1905年發(fā)表了128種有機(jī)和無(wú)機(jī)物的紅外吸收光譜，紅外光譜法誕生。
1947年，世界上第一臺(tái)實(shí)用的雙光束自動(dòng)記錄紅外分光光度計(jì)在美國(guó)投入使用，這可稱為第一代紅外分光光度計(jì)。它首先在有機(jī)化學(xué)中被廣泛應(yīng)用，在礦物學(xué)、材料學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展很慢，原因之一是早期的樣品處理技術(shù)主要適合于低折射率的軟化合物，對(duì)高折射率的硬的無(wú)機(jī)物樣品完全不適用。因此當(dāng)時(shí)發(fā)表的一些圖譜的可靠性不高，不具代表性。原因之二是譜的解釋困難（純礦物標(biāo)樣難以制備）。對(duì)于有機(jī)化合物，可以近似地認(rèn)為有機(jī)分子是孤立的弱相互作用的實(shí)體，并且認(rèn)為許多周圍的鍵和基（C—H，O—H，C＝C，C≡N）獨(dú)立地進(jìn)行振動(dòng)，與其余部分結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。而礦物學(xué)家、無(wú)機(jī)材料學(xué)家則不可能不考慮固體的相互作用，因?yàn)樵跓o(wú)機(jī)固體中幾乎只有羧基可認(rèn)為是孤立振動(dòng)的。原因之三是最早的光譜儀波長(zhǎng)范圍是2.5-15.4μm，雖然足以揭示有機(jī)物的多數(shù)重要特征，但大多數(shù)無(wú)機(jī)固體在16.7μm以上不存在基本吸收帶。
目前較為通用的是第三代紅外分光光度計(jì)，采用了傅里葉變換技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，紅外譜儀的波長(zhǎng)范圍已可達(dá)40-50μm，足以觀察到大多數(shù)無(wú)機(jī)固體的基本振動(dòng)，并且分辨率高、樣品需用量少、測(cè)定速度快。此外，儀器中帶有數(shù)據(jù)庫(kù)，便于將測(cè)試樣品的圖譜和數(shù)據(jù)庫(kù)中圖譜進(jìn)行對(duì)比。近年來(lái)，由于激光技術(shù)的飛速發(fā)展，可調(diào)激光器作為紅外光源代替了色散器，第四代激光紅外分光光度計(jì)已研制成功并開(kāi)始投入使用。拉扎雷夫（Lazarev，1972）曾指出“紅外光譜是一個(gè)不亞于X射線相分析的方法，在某些方面，紅外光譜更好一些，因?yàn)樗軌虼_定配離子的結(jié)構(gòu)”。
紅外光譜儀 |
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