红外附件原理和应用2课件

红外附件原理和应用 二 镜面反射附件镜面反射适合于测定不透光的样品 要求样品表面光滑平整 红外光束经平面镜反射 以一定的入射角照射样品 反射光束经平面镜反射后到达检测器 有固定角反射附件 如11 30 45 75 80 85 也有可变角反射附件 30 镜面反射附件 可变角反射附件 掠角反射附件GrazingAngleReflectance 入射角在75 以上的反射附件叫做掠角反射附件 掠角反射附件适合于分析金属表面 如镀金表面 非常薄的镀层或吸附的物质 分析膜的厚度可以达到埃数量级 如单分子膜 LB膜 入射角80 掠角反射附件光路图 当光束照射到金表面上的薄膜时 光束穿过薄膜到达金表面后反射出来 再次穿过样品 到达检测器 光程长L与样品厚度D和入射角 的关系 2DL cos 若入射角为85 L 23D 大大提高了测量的灵敏度 S偏振光 P偏振光 当入射角为88 时 P偏振光的电场强度达到最大 如果单分子膜分子链轴垂直于镀金表面 与镀金表面垂直的化学键的振动会得到大大地增强 吸光度会明显增加 而那些平行于镀金表面的化学键的振动会大大地减弱 吸光度明显减少 如果在掠角反射附件前面再加一个偏振器 或者掠角反射附件本身带有偏振器 以上效应更加明显 掠角反射附件75 固定角ZnSe标准窗片内置Si偏振器 提供P偏振光金属和半导体基质上的薄膜超薄涂层单分子膜 掠角反射附件80 固定角内置P偏振光偏振器10埃 0 5 m薄膜单分子层超薄涂层 蛋白单分子层掠角反射光谱 多层分子的掠角反射光谱 偏振器Polarizer 光是横波 其电场振动方向与光传播方向垂直 自然光没有偏振性 光传播方向 电场振动方向 光传播方向 电矢量振动方向 偏振器 垂直偏振光 自然光通过偏振器后得到偏振光 偏振器转动时 偏振光方向也随着转动 当偏振光方向与振动偶极矩变化方向相同时 偏振光被吸收 振动谱带增强 C O C O伸缩振动峰增强 当偏振光方向与偶极矩变化方向平行时 偏振光被吸收 谱带增强 C O C O伸缩振动峰减弱 当偏振光方向与偶极矩变化方向垂直时 偏振光不被吸收 谱带减弱 只有 和 偏振方向的偏振器 ZnSe线栅偏振器在ZnSe光栅上每英寸喷涂1200条铝线 测量范围5000 500cm 10 360 每刻度2 0 平行偏振光 90 垂直偏振光金属表面分子的研究单晶分子对称性的研究 另外一种线栅偏振器 拉伸后的同一聚合物样品 不同方向偏振光测得的偏振光谱 垂直偏振光 平行偏振光 垂直 平行 二向色性比某一谱带的二向色性比R定义为 该谱带的吸光度A 和A 的比值R A A 应用 1 测定红外二向色性比R A A 2 提高掠角反射测量灵敏度 3 分子的取性研究 长链分子的构象 取向度 ATR LB膜 液晶高分子 拉伸的聚合物 4 单晶分子的结构 对称性 中红外光导纤维附件Mid IRFiberOpticalSamplingAccessory 智能形中红外光纤附件 非智能形中红外光纤接口 用FiberLink装置装在样品架上 把红外光引出来 两根1 5米长的中红外光导纤光纤的组分是硫族化合物 GeAsSeTe 光纤不能弯曲 中红外光纤ATR探头 中红外光纤红外光谱研究肿瘤 近红外光纤附件Near IRFiberOpticalSamplingAccessory 智能型近红外光纤附件10000 2200cm 1使用NicoletSabIR探头和两米长的光纤 光纤材料为低含量的硅玻璃 探头窗片为蓝宝石测量聚合物 药片 粉末 食品 纤维等样品的光谱 聚苯乙烯薄膜近红外光纤光谱图 止痛药片近红外光纤光谱图 高压红外附件HighPressureDiamondAnvilCell 低压金刚石池IIA型金刚石0 6mm工作面积20kbar 约2万大气压 在红外显微镜上使用 IIA型金刚石的红外光谱光谱 1 使用IIA型金刚石砧高压池 可测中红外光谱 2 高压金刚石砧压力一般可达100kbar 约10万大气压 低压金刚石池压力可达20kbar 3 样品放在0 23mm厚不锈钢垫片 0 35mm直径的小孔中 4 可测液体 测固体样品时一般用液体传递压强 如H2O或D2O 5 以 石英粉作为压强的内标 测800cm 1谱带的位移P a 2 b ca 0 0158 b 1 168 c 0 166 p的单位为kbar 6 高压金刚石砧要使用KBr透镜聚焦红外光束 低压金刚石池可在红外显微镜上使用 压强对光谱的影响 谱带位移 谱带分裂 谱带形状改变 谱带强度改变 出现新谱带 研究高压下物质的相变 DEPO分散在D2O中不同压力的高压红外光谱 DEPO分散在D2O中不同压力的高压红外光谱 光声光谱附件PhotoacousticCell 1 样品装在充有氦气的密闭样品池中 以石墨纤维为背景 2 把光信号转变成声信号 用微麦克风接收信号 通过样品室中的插口把信号送入计算机 3 无损检测 适用于不透光 高度吸收 填充碳的固体样品测试 4 利用步进扫描技术 可以测定不同深度样品的组分或浓度有梯度变化的样品 如多层高分子薄膜 胆结石 咖啡茵的溴化钾压片光谱 咖啡茵的光声光谱 样品振荡器GrindingMill 1 样品和不锈钢滚珠装在密闭的不锈钢罐中 前后振动 2 代替传统的玛瑙研钵研磨固体样品 振荡20秒钟即可 3 能有效地防止研磨过程中吸附大气中的水分 4 对聚合物研磨有特殊的功效 聚合物 聚酯 经样品振荡器振荡后测得的光谱 样品穿梭器SampleShuttle 1 样品穿梭器安装在样品室内 穿梭器上有两个或三个样品架 由计算机控制前后穿梭 2 测样品和背景时不需要打开样品室盖子 能有效地消除水汽的干扰 3 适合于蛋白质二级结构的测定 远红外光谱的测定 4 适合于测定信号非常弱的样品 如硅片上的分子膜 白蛋白 CeCl3在D2O中的光谱 L 谷氨酸的远红外光谱 空白硅片的光谱有分子膜硅片的光谱差减后的光谱 变温光谱附件HeatedDemou