红外光谱影响因素分析

1、红外光谱的影响因素分析红外光谱的影响因素分析 影响因素 样品制备样品制备 技术技术 扫描次数扫描次数 数据处理数据处理 分辨率分辨率 扫描速度扫描速度 w1 样品制备技术对谱图的影响样品制备技术对谱图的影响 w w 红外光谱分析中样品的制备方法与制备技术非常重要。最常见的是固体物质，固体不红外光谱分析中样品的制备方法与制备技术非常重要。最常见的是固体物质，固体不 仅由于分子之间的作用力大，缔合力强，而且由于颗粒大小、晶形和结晶场效应等因仅由于分子之间的作用力大，缔合力强，而且由于颗粒大小、晶形和结晶场效应等因 素，使固体光谱与溶液光谱发生显著的差异。红外光谱的形状，特别是谱带的强度，素，使固体

2、光谱与溶液光谱发生显著的差异。红外光谱的形状，特别是谱带的强度， 与制样技术有密切的关系，对于固体粉末需要溴化钾压片，常常由于研磨不匀或压的与制样技术有密切的关系，对于固体粉末需要溴化钾压片，常常由于研磨不匀或压的 不透明而产生光的散射，使红外谱图基线上移、产生干涉条文使谱图不光滑不透明而产生光的散射，使红外谱图基线上移、产生干涉条文使谱图不光滑,使吸收峰使吸收峰 的频率产生明显的位移。充分研磨样品的频率产生明显的位移。充分研磨样品,掌握研磨时间和方法是很重要的。对于不同样掌握研磨时间和方法是很重要的。对于不同样 品需要灵活采用不同的测试方法。消除以上现象样品颗粒直径必须小于入射光的波长品需要

3、灵活采用不同的测试方法。消除以上现象样品颗粒直径必须小于入射光的波长 （2m）4-5。这是红外光谱测试中固体粉末制样的关键。固体样品制样时除了对样。这是红外光谱测试中固体粉末制样的关键。固体样品制样时除了对样 品颗粒大小的要求以外，关键的还有稀释剂溴化钾与样品的比例。样品比例高则信息品颗粒大小的要求以外，关键的还有稀释剂溴化钾与样品的比例。样品比例高则信息 太丰富特征峰不突出，造成分析困难或吸收峰成平顶，若样品比例过高太丰富特征峰不突出，造成分析困难或吸收峰成平顶，若样品比例过高, 发射的红外发射的红外 光全部被样品吸收光全部被样品吸收, 这时的透过率接近于零这时的透过率接近于零,无法进行分析

4、。图无法进行分析。图1是十二烷基硫酸钠样品是十二烷基硫酸钠样品 适量与过量红外谱图的比较。从图适量与过量红外谱图的比较。从图1可以看出样品比例过高强度太大，使多个峰成为可以看出样品比例过高强度太大，使多个峰成为 平顶，很难分析。平顶，很难分析。 w图图1 十二烷基硫酸钠样品适量与过量红外谱图的比较十二烷基硫酸钠样品适量与过量红外谱图的比较 w对于聚合物的薄膜或者片状材料需要做衰减全反射（对于聚合物的薄膜或者片状材料需要做衰减全反射（ATR），样品如果非常），样品如果非常 光滑，光反射从而产生干涉条文，使谱图不光滑或影响谱带强度，定量分析光滑，光反射从而产生干涉条文，使谱图不光滑或影响谱带强度，

5、定量分析 要特别注意。对于不同的聚合物样品有液体铸膜法、热压膜法、糊法、热裂要特别注意。对于不同的聚合物样品有液体铸膜法、热压膜法、糊法、热裂 解法解法6-7。在红外光谱分析中选择适当的制样方法、掌握较高的制样技术是。在红外光谱分析中选择适当的制样方法、掌握较高的制样技术是 红外光谱研究取得正确信息的关键。红外光谱研究取得正确信息的关键。 w。 w2 扫描次数对谱图的影响扫描次数对谱图的影响 w w傅里叶变换红外光谱法通过测量干涉图并对其进行傅里叶积分傅里叶变换红外光谱法通过测量干涉图并对其进行傅里叶积分 变换的方法测得的，检测器同时测量、记录所有的吸收信号，变换的方法测得的，检测器同时测量、

6、记录所有的吸收信号， 比传统的色散光谱仪有较高的信噪比。但在实际的红外试验中比传统的色散光谱仪有较高的信噪比。但在实际的红外试验中 由于环境和操作等原因会有很多噪音信号，这些噪音信号会加由于环境和操作等原因会有很多噪音信号，这些噪音信号会加 在样品的光谱信号中，信噪比与扫描次数的平方成正比在样品的光谱信号中，信噪比与扫描次数的平方成正比4，5。 增加扫描次数降低分辨率可以提高光谱信噪比，同时降低水汽增加扫描次数降低分辨率可以提高光谱信噪比，同时降低水汽 吸收峰的影响。图吸收峰的影响。图2是十二烷基硫酸钠改变扫描次数时红外谱是十二烷基硫酸钠改变扫描次数时红外谱 图比较（由于天气潮湿所以有水峰）。

7、从图不难看出随着扫描图比较（由于天气潮湿所以有水峰）。从图不难看出随着扫描 次数的提高信噪比逐渐增大，红外谱图越来越光滑。次数的提高信噪比逐渐增大，红外谱图越来越光滑。 w3 扫描速度对谱图的影响扫描速度对谱图的影响 w傅里叶变换红外光谱仪动镜的扫描速度是可以改变的，使用不 同的检测器可以选择不同的扫描速度，使用DTGS检测器时可 选择较慢的扫描速度，可得到较高的信噪比。也不是越慢越好， 在其他条件不变的情况下，速度太慢会使干涉图的强度增高， 放大器产生的低频噪声会变成光谱噪声的主要来源,测试时间太 长，光谱的水汽吸收峰增高8-9。用同一速度下的背景，测定 不同速度下样品的红外光谱，扫描速度越

8、快，红外谱图的基线 越高。在实际的实验中背景的扫描速度必须与样品的扫描速度 一致。图3是用某一动镜移动速度下的本底，测定的不同速度下 样品的吸收谱图。 w4 分辨率对谱图的影响分辨率对谱图的影响 w分辨率是指分辨两条相邻谱线的能力。红外光谱的分 辨率与仪器的光程差有关，光程差越大仪器的分辨率 越高。动镜移动的有效距离越长，数据采集的越多。 一台傅里叶变换红外光谱仪的最高分辨率在数字上等 于多少，取决于这台仪器的动镜移动的最长有效距离 是多少2，10,11，。，分辨率数字越小分辨率越高， 仪器的性能越好。对于一般的红外光谱测定，通常选 用4cm-1分辨率就足够了，分辨率越高，信噪比越低， 水汽的

9、影响越大。图4是不同分辨率下测定的十二烷 基硫酸钠的红外谱图。从图中可看出分辨率越高信噪 比越低。 w5 数据处理对谱图质量的影响数据处理对谱图质量的影响 w平滑：利用光谱平滑数据处理技术可以降低光谱的噪 声，通过平滑可以看清楚被噪声掩盖的真正的谱峰。 光谱平滑技术是对光谱中数据点Y值进行数据平均计 算2，4。光谱平滑后光谱的噪声降低的同时光谱的 分辨率也降低了。 w基线校正：基线校正就是将光谱的基线人为的拉回到 0基线上。在校正之前通常转换成吸光度光谱，如果 是透光率光谱校正后应和100%线重合。在溴化钾压 片制样中，由于研磨不细锭片不透明，红外光产生散 射，使光谱的高频端基线抬高8，10。为使谱图美 观需要基线校正，谱图经过基线校正后会使峰面积增 大，定量分析一般不能基线校正。从图5可看出红外 谱图校正前与校正后面积明显增大。 结束语结束语 w根据资料和大量的实验充分证明了红外光谱的影响 因素是非常复杂的。在红外光谱的实验中要获得一 个高质量的红外光谱图，要根据样品的性质、结构、 状态，综合考虑影响谱图质量的一切因素，选择合 适的