红外光谱的影响因素及制样方法

红外光谱的影响因素及制样方法

现代红外光谱分析技术广泛应用于无机化合物和有机化合物的结构单元分析。近年来,红外光谱在新兴的生命科学、材料科学、环境科学等领域发挥了重要作用1影响r谱图质量的因素1.1样品厚度和峰重这是谱图质量最重要的影响因素。样品厚度太薄,大部分峰都很弱,有此峰会被基线噪音所掩盖;样品厚度太厚时峰形会变宽甚至产生截顶1.2厚度和厚度的要求样品的性质不同,厚度应有所不同。比如:含氧基团的样品吸收很强1.3传统双光束光栅型光谱一般样品表面反射的能量损失较小,但在强谱带附近可达15%以上,尤其是低频一侧,由于样品的折射率变化的很大,从而使折射和反射大为增加。为了改进光谱质量,传统的双光束光栅型光谱(如岛津IR-408型)解决的办法一般是在参比光路中放入一个组分相同但厚度较薄的样品,这可有效的补偿由于反射而引起的谱带变形;而在傅立叶变换红外光谱2红外光谱法对样品的要求在红外光谱中测试的试样可以是气体、液体或固体,一般应符合以下要求:2.12.22.33分离精制方法对试样中的微量不纯物若不需要进行精制处理,会出现被测物以外的杂质峰,严重干扰对样品的结构单元分析。一般来说,在没有标样谱图的情况下,杂质含量超出0.1%-1%,就需精制。而对混合物的定性分析,亦应尽可能的减少组分数。常用的预处理和精制方法,可依据试样的状态和性质采用重结晶、精馏、萃取、柱色谱、薄层色谱和气液制备色谱等分离精制手段对于大分子物质,如天然或合成高分子产品、成品等通常都不是纯化合物,往往是加入了各种添加剂和助剂。因此,需将样品进行预处理精制后才能进行制样测定。最常用的预处理方法主要有溶解—沉淀分离法和溶剂萃取法两种4样品的红外取样方法对不同的样品采用不同的制样方法是现代红外光谱研究中取得正确可靠信息的关键,要注意到化合物红外光谱图中的特征谱带频率(即基团频率4.1无机及有机小分子化合物的红外光谱红外光谱作为化合物结构定性分析的主要手段之一,在无机及有机小分子化合物方面显得最为突出,其红外光谱的制样方法较多4.2试样的制备方法由于高分子聚合物样品种类繁多,情况复杂,样品不易研磨成粉末,许多样品含有多种“杂质”(如增塑剂、防老剂、无机填料等),因此不能采用小分子化合物的制样方法,要针对具体情况采用适当的方法4.3制备为固体研磨法的样品4.3.1对于在空气中不稳定的液体与气体样品,只需在惰性气体手套箱中注入液体吸收池或在真空下注入气体吸收池即可。对于固体样品,一般在惰性气体手套箱中做成石蜡油糊,涂在两盐片之间,周围以室温固化硅橡胶密封或放入特制密封样品夹具。4.3.2对于对光不稳定的样品,可在样品前加滤光片或斩波器。如红外光极易引起样品分解,可在低温下测定,或使用流动测量系统4.3.3对于研磨时易爆炸的样品,可采用糊状法。若同时加上干冰或液氮研磨糊状混合物,更为安全;也可采用微量级样品制样4.3.4对于腐蚀性样品,要选择合适的窗材或介质材料4.3.5对于不易研磨的试样,可溶解在低沸点的有机溶剂中,与KBr(或KCl或CsI)粉制成糊并研磨均匀,待全部溶剂挥发完为止(也可用适当的红外灯烘烤残存的溶剂),再进行固体压片制样。4.3.6对于弹性体样品(如橡胶等),可通过萃取提出增塑剂使其失去弹性而变硬,或采用低温研磨预先制备粉末样品(与干冰一起研磨或滴加液氮),再进行固体压片制样4.3.7对于较粘稠的样品,在压片时,由于KBr片粘在不锈钢模具上不易取下而无法进行光谱扫描,此时只须在模具内放入少量已研好的KBr再重新压一次片即可。4.3.8对于乳液样品,可破乳后将其涂在载玻片上,吹干后用刮刀刮下研磨即可压片制样。5研磨压片和红外光谱对于微量样品的制样,由于样品量极少而无法进行研磨压片,此时不能象常规方法那样,只能按样品小孔集中法或三角富集法进行红外光谱制样。5.1采用微量压片制样法对于鉴定微量(小于1mg或μg级)试样时,由于样品量极小而无法研磨压片时,可采用“硬纸环空心样品集中”压片法制样(如图1所示)。具体方法是:用一不透光的硬纸片(或滤纸)剪成试样环大小(Φ13mm),在其中央剪一小圆孔(Φ6mm)或长方形孔(3×10mm),将研磨好的拌有微量样品的KBr(或KCl或CsI)粉末放入小孔内(也可在小孔的其余部分辅以研磨好的纯KBr[或KCl或CsI]粉末均匀薄层)进行压片制样。此方法具有两个优点:①节约样品,特别是对于鉴定分离纯化的微量样品效果好;②纸片直接与不锈钢模具相接触,由于纸片纤维较粗,压片时不易脱落。此外,对不足1mg的试样亦可采用微量压片成型器(Φ5mm或3mm);对于μg级的试样亦可采用超微量压片成型器(Φ0.5-2mm),但在测定时必须与透射或红外聚光器或红外显微镜5.2胶为载体提纯小样本时的红外光谱有些微量样品混有很微量的无机杂质,如用硅胶为载体提纯微量样品时,红外谱图往往显示硅胶的吸收峰,由于硅胶Si-O-Si键吸收系数较大,即使很微量的硅胶也会在800cm6试样的一般制样规律和萃取溶剂的选择在现代红外光谱分析的样品预处理精制及制样技术中,针对不同的样品类型进行制样方法的选择及制样是关键的一步。对无机化合物和有机小分子样品的制样可遵循一般制样规律,但对高分子聚合物试样在样品制备时就不一定非要遵循一般制样规律,可根据样品的具体情况,灵活掌握。如我们实验室在对外分析一黄颜色弹性体时,将试验分成三步:(1)用锉刀将其挫成粉末包好放入脂肪萃取器中进行连续萃取,萃取的关键在于合理的选择溶剂,要求溶剂只能萃取出添加剂(或助剂)而不能溶解高分子聚合物材料,根据以往的经验,估