傅里葉變換紅外光譜(Fourier Transform infrared spectroscopy)簡(jiǎn)寫為FTIR。傅里葉紅外光譜法是通過測(cè)量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變化的方法來測(cè)定紅外光譜。紅外光譜的強(qiáng)度h（δ）與形成該光的兩束相干光的光程差δ之間有傅里葉變換的函數(shù)關(guān)系。

 

傅立葉變換測(cè)定紅外光譜用于控制兩相干光光程差的干涉儀測(cè)量得到下式表示的光強(qiáng)隨光程差變化的干涉圖，將包含各種光譜信息的干涉圖進(jìn)行傅立葉變換得到實(shí)際的吸收光，傅立葉變換紅光譜具有高檢測(cè)靈敏度、高測(cè)量精度、高分辨率、測(cè)量速度快、散光低以及波段寬等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，FTIR也在不斷發(fā)展。

 

紅外光譜分析解譜步驟

 

在傅立葉變換紅外光譜測(cè)量中，主要由兩步完成：*一步，測(cè)量紅外干涉圖，該圖是一種時(shí)域譜，它是一種極其復(fù)雜的譜，難以解釋；通過計(jì)算機(jī)對(duì)該干涉圖進(jìn)行快速傅立葉變換計(jì)算，從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的頻域譜，即紅外光譜圖。第二步，紅外譜圖解析，先特征，后指紋；先強(qiáng)峰，后次強(qiáng)峰；尋找一組相關(guān)峰進(jìn)行佐證。先識(shí)別特征區(qū)的*一強(qiáng)峰，找出其相關(guān)峰，進(jìn)行歸屬，若飽和度≥４，優(yōu)先考慮苯環(huán)結(jié)構(gòu)

 

下圖是分子式為Ｃ_９Ｈ_７ＮＯ的有機(jī)物的紅外吸收光譜，確定其分子式。

不飽和度U=(2+2*9+1-7)/2=7→可能含苯環(huán)

 

 

紅外光譜定性分析

 

根據(jù)《GB/T 6040-2019 紅外光譜分析方法通則》，使用紅外光譜的定性分析包括：ａ）吸收光譜解析的方法是基于各基團(tuán)具有特定波數(shù)范圍的吸收，對(duì)比測(cè)定的吸收光譜與特定吸收的重合情況，推測(cè)解析測(cè)定物中是否有該基團(tuán)存在﹔ｂ）與已知化合物光譜進(jìn)行比較的方法是對(duì)比測(cè)定樣品的吸收光譜與已知純化合物的吸收光諧或標(biāo)準(zhǔn)譜圖的相似程度，對(duì)化合物進(jìn)行定性。

利用上述方法確認(rèn)化學(xué)物質(zhì)或者利用基團(tuán)信息推測(cè)部分結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下的事項(xiàng)：ａ）某吸收帶不存在，可以確定某基團(tuán)不存在；相反，吸收帶存在時(shí)不一定是該基團(tuán)存在的確證。ｂ）使用特征吸收表，數(shù)據(jù)集進(jìn)行解析推測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意測(cè)定物基團(tuán)的紅外吸收受到其鄰近結(jié)合的原子、分子等的影響，吸收峰的位置、強(qiáng)度﹑形狀會(huì)發(fā)生變化。ｃ）不需要往往也不可能對(duì)光譜中的所有吸收峰指出其歸屬，首先要注意強(qiáng)峰，但也不可忽略某些特征的弱峰和肩峰。ｄ）要注意峰的強(qiáng)度所提供的結(jié)構(gòu)信息，兩個(gè)特征峰相對(duì)強(qiáng)度的變化有時(shí)可為確證復(fù)雜基團(tuán)的存在提供線索。ｅ）*利用紅外吸收光譜解析，進(jìn)行混合物的定性分析比較困難。應(yīng)使用色諧等儀器和其他分析化學(xué)手段把混合物分離成單一組分﹐再利用已知的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行解析。ｆ）確認(rèn)化合物或者推測(cè)化合物結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)與同樣條件下測(cè)定的已知的純化合物吸收光或者諧庫中標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較。與多種譜圖數(shù)據(jù)比較時(shí)，大多使用計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

紅外光譜快速比較

當(dāng)紅外光譜儀作為企業(yè)內(nèi)控用的檢測(cè)儀器時(shí)，通常會(huì)使用第二種定性方法，也就是將測(cè)定樣品的吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較，得到二者的相似程度來進(jìn)行判定。通過紅外光譜操作軟件中的快速比較功能，我們可以得到吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜的相似程度，也就是俗稱光譜間的匹配度，而在紅外用法通則中沒有給出匹配度的閾值。    

 

 

 

 

通常而言，匹配度作為內(nèi)控指標(biāo)，可按實(shí)驗(yàn)室情況而定。因?yàn)樵谀承悠返臋z測(cè)中，匹配度達(dá)到了99%，但它們?nèi)匀徊皇峭环N物質(zhì)。因此匹配度*為輔助判定的一個(gè)手段，不能直接根據(jù)匹配度的結(jié)果下結(jié)論。如質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與光譜集XX圖一致，則要對(duì)比樣品圖與標(biāo)準(zhǔn)圖主要吸收峰的數(shù)量、形狀、相對(duì)強(qiáng)度、波數(shù)偏差。紅外廠商通常會(huì)建議將匹配度閾值設(shè)置在95%，但根據(jù)客戶樣品種類，我們需要調(diào)整這個(gè)閾值。對(duì)于測(cè)量一些紅外譜圖差距很大的產(chǎn)品，90%或95%的閾值就足夠?qū)悠愤M(jìn)行判斷。但是對(duì)于一些譜圖差距很小的，比如電子*的煙*，不同口味的電子*煙*紅外光譜差距*在幾個(gè)吸收峰，這時(shí)我們不但需要將匹配值調(diào)高，例如99.5%，還需要將先行確定吸收峰的位置，在快速比較時(shí)*對(duì)特定波數(shù)范圍進(jìn)行快速比較。

 

為什么選擇布魯克紅外光譜儀

 

信噪比代*了儀器將樣品信號(hào)從噪聲中提取出來的能力，是考核儀器性能的*關(guān)鍵指標(biāo)。信噪比對(duì)微量成分分析，使用ATR附件、等信號(hào)弱的實(shí)驗(yàn)是非常重要。

  《傅立葉變換紅外光譜儀檢定規(guī)程》，是由國家教委起草，1997年開始實(shí)施。作為傅立葉變換紅外光譜儀在新安裝，使用中和修理后檢定的規(guī)程和方法。在該規(guī)程中，關(guān)于傅立葉紅外光譜儀信噪比（即基線噪聲）的定義在第5頁5.5.2有明確定義?！霸?cm^-1分辨率條件下(光闌可*大)，掃描5次，以2100cm^-1～2000cm^-1區(qū)100％線的峰峰值表示基線噪聲?！痹摱x要求為以下四個(gè)檢測(cè)條件：1.在4cm^-1分辨率條件下2.掃描5次3.以2100cm^-1～2000cm^-1區(qū)（即100 cm^-1范圍內(nèi)）4.峰-峰值布魯克的傅里葉紅外光譜儀在這個(gè)幾個(gè)測(cè)試條件下測(cè)得的信噪比遠(yuǎn)超同類別儀器，對(duì)于鑒別差距微小的樣品來說，布魯克的紅外光譜儀無疑是*合適的選擇。