红外光谱教程(四)详解.docVIP

下篇 操作实践 5 红外光谱样品的基本制样技术 5.1 试样的制备技术要求 (1)试样应该是单一组分的纯物质，纯度应98%，便于与纯化合物的标准进行对照。多组分试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶、区域熔融或色谱法进行分离提纯，否则各组分光谱相互重叠，以致对谱图无法进行正确的解释。 (2)试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，将使测得的光谱图变形，会严重干扰样品谱，而且水分的存在还会侵蚀吸收池的盐窗。 (3)试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%～80%范围内。浓度太小，厚度太薄，会使一些弱的吸收峰和光谱的细微部分不能显示出来；过大，过厚，又会使强的吸收峰超越标尺刻度而无法确定它的真实位置。有时为了得到完整的光谱图，需要用几种不同浓度或厚度的试样进行测绘。 5.2 制样方法对光谱图质量的影响 化合物的红外光谱图的特征吸收谱带的频率强度和形状与被测定样品的状态和样品的制备方法密切相关。也就是说，要想得到一张高质量的红外光谱图必须根据样品的状态性质选择适当的制样方法，否则就会得不到预期的效果。 5.2.1 对固体样品会由于粉碎不够，粒度过大而引起较强的散射，使谱图基线发生漂移，使吸收谱带发生畸变（图1.1～1.3）。 图1.1 固体样品制样方法对光谱图质量的影响 图1.2 固体样品制样方法对光谱图质量的影响 图1.3 固体样品制样方法对光谱图质量的影响 5.2.2 对气体样品则会由于样品在吸收池中的压力大小而引起吸收谱带强度变化，也体样品会因为选择液膜厚度不当和液膜中存在气泡而影响光谱图质量（图2.1～2.2）。 图2.1 液体样品制样方法对光谱图质量的影响 图2.2 液体样品制样方法对光谱图质量的影响 5.2.3 如聚合物的薄膜材料如果非常光滑平整，则会由于膜两表面的反射产生干涉条纹（图3.1～3.2）。如果这些干涉条纹与样品的吸收谱带叠加而造成谱带强度失真，从而会影响作出正确判断，如果进行定量分析则会造成定量分析的误差。总之，在对样品进行红外光谱分析时，应选择适当的制样方法，是红外光谱研究取得正确信息的关键。 图3.1 聚合物样品制样方法对光谱图质量的影响 图3.2 聚合物样品制样方法对光谱图质量的影响 5.3 常用红外光的透光材料 红外区波长范围较宽，0.8 - 1000μ（12500 - 10cm-1），因目前还没有在整个红外区都透明的透光材料，因此市售红外光谱仪一般分为三种类型其透光范围如下： 近红外 0.8 - 2.5μ （12500 - 4000cm-1） 中红外 2.5 - 25μ （4000 - 400cm-1） 远红外 25 - 1000μ （400 - 10cm-1） 表1 常用中红外区的透光材料 材料名称 化学 组成 红外光谱范围 性质 应用范围 注意事项 波长μ 波数㎝-1 氯化钠 Nacl 2～16 5000～625 吸湿易溶于水 高低温池、窗片 防骤冷、热保干 溴化钾 KBr 2～25 5000～400 吸湿易溶于水 高低温池、窗片 防骤冷、热保干 氯化银 Agcl 2～23 5000～435 不溶于水及有机溶剂 偏振器、ATR晶片及特殊研究方法 防光照 溴化银 AgBr 2～35 5000～285 不溶于水及有机溶剂 偏振器、ATR晶片及特殊研究方法 防光照 溴、碘化铊 TiI, TiBr 2～40 5000～250 质松不易破裂不吸水 检测器窗片、水溶液样品池窗片 有毒、注意防护 硫化锌 ZnS 2～14 5000～710 高透明、几乎不溶于水、耐高温及耐腐蚀易加工 ATR反射晶片 不是单晶、热压成片 硒化锌 ZnSe 2～20 5000～500 高透明、几乎不溶于水、耐高温及耐腐蚀易加工 ATR反射晶片 不是单晶、热压成片 氟化锂 LiF 2～6.7 5000～1500 难溶于水，能溶于酸 色散材料 不能经受热和力的突变 氟化钙 CaF2 2～7 5000～1110 很难溶于水，化学稳定 水溶液样品池窗片 不能经受热和力的突变 金钢石 C 6～16 1650～600 强度高、耐高压 检测器窗片、高压技术 价格昂贵 锗 Ge 2～23 5000～430 不溶于水、化学惰性 ATR反射晶体 较脆、易脆 硅 Si 2～15 5000～460 不溶于水、耐机械作用 ATR反射晶体 较脆、易脆 5.4红外光谱试样的制备 5.4.1固体样品的制备技术 常见固体样品包括高聚物，部分有机化合物，无机化合物，矿物……。要想得到高质量的红外光谱图，应根据样品的性质，选用适当的方法进行样品制备。 表2 固体样品制样技术一览图 5.4.2卤化物压片法（KBr压片法） 5.4.2.1压片装置