紅外光譜儀是一種常見(jiàn)的分析儀器,主要用于研究物質(zhì)分子中的化學(xué)鍵和結構。其工作原理是基于分子振動(dòng)和轉動(dòng)能級躍遷的物理現象,通過(guò)測量物質(zhì)分子對于特定波長(cháng)的紅外光的吸收或反射情況,從而獲得分子結構和化學(xué)鍵信息。
一、基本構造
主要由光源、單色器、樣品池、檢測器、數據處理和顯示系統等組成。
光源:紅外光譜儀通常使用能產(chǎn)生連續波長(cháng)的遠紅外光源,如硅碳棒、陶瓷加熱器等。
單色器:用于將光源發(fā)出的復合光分解成單色光,一般使用光柵或棱鏡。
樣品池:用于放置樣品的容器,通常為石英或玻璃制成。
檢測器:檢測器通常為光電倍增管或熱電偶,用于檢測樣品對特定波長(cháng)的紅外光的吸收或反射情況。
數據處理和顯示系統:用于處理檢測器輸出的信號,并通過(guò)軟件進(jìn)行圖形顯示或數據輸出。
二、分類(lèi)
根據工作原理和使用方式的不同,紅外光譜儀可分為多種類(lèi)型,常見(jiàn)的有以下幾種:
透射光譜儀:測量樣品對特定波長(cháng)的紅外光的透射情況。
反射光譜儀:測量樣品對特定波長(cháng)的紅外光的反射情況。
光譜掃描儀:通過(guò)連續改變波長(cháng),測量樣品對不同波長(cháng)的紅外光的吸收或反射情況。
多重反射光譜儀:測量樣品對多次反射的紅外光的吸收或反射情況。
傅里葉變換光譜儀:使用傅里葉變換技術(shù)將干涉儀獲得的光干涉信號轉化為光譜信號。
三、應用
化學(xué)研究:用于研究物質(zhì)的分子結構和化學(xué)鍵類(lèi)型,可用于有機化學(xué)、無(wú)機化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。
醫藥研究:用于研究藥物分子的結構和活性,可用于藥物開(kāi)發(fā)、藥理學(xué)等領(lǐng)域。
環(huán)境科學(xué):用于研究氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)環(huán)境中的污染物質(zhì),可用于環(huán)境監測、污染治理等領(lǐng)域。
材料科學(xué):用于研究材料的晶體結構、表面性質(zhì)和化學(xué)狀態(tài),可用于材料制備、材料性能等領(lǐng)域。
能源科學(xué):用于研究太陽(yáng)能電池、燃料電池等能源材料的性能和結構,可用于能源轉換和儲存等領(lǐng)域。