一文讀懂傅里葉變換紅外光譜儀

 　　傅里葉變換紅外光譜儀(簡稱FTIR Spectrometer)是一種基于對干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換原理而開發(fā)的紅外光譜儀。這種設(shè)備在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定和刑偵鑒定等。

　　傅里葉變換紅外光譜儀的工作原理與傳統(tǒng)的色散型紅外分光光度計(jì)不同。它主要由邁克爾遜干涉儀和計(jì)算機(jī)組成，通過干涉儀形成干涉后的紅外光，再經(jīng)過樣品后到達(dá)檢測器。最終，通過傅里葉變換將干涉圖轉(zhuǎn)換成頻率譜圖，得到樣品的紅外吸收光譜。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于其高信噪比、良好的重現(xiàn)性和快速的掃描速度。

　　傅里葉變換紅外光譜儀能夠測量各種氣體、固體和液體樣品的吸收和反射光譜，并且適用于短時(shí)間化學(xué)反應(yīng)的測量。它的光學(xué)系統(tǒng)包括紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。其中，分束器是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵組件，負(fù)責(zé)將入射光束分成反射和透射兩部分，然后再使之復(fù)合產(chǎn)生干涉。

　　基本組成和工作原理

　　紅外光源：提供不同范圍的光譜，如鎢絲燈、碘鎢燈、硅碳棒等。

　　邁克爾遜干涉儀：核心部件，用于產(chǎn)生干涉圖。

　　探測器：常用的有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶等。

　　數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：主要由計(jì)算機(jī)組成，用于控制儀器操作、收集和處理數(shù)據(jù)。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　●化學(xué)領(lǐng)域：用于物質(zhì)的鑒定、定量分析和結(jié)構(gòu)研究，為化學(xué)家提供了強(qiáng)大的分析工具。

　　●生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：可用于生物分子的研究，如蛋白質(zhì)、核酸等，幫助科學(xué)家了解生物分子的結(jié)構(gòu)和功能。

　　●材料科學(xué)：在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括高分子材料一致性判定、異物分析等，對于新材料的研發(fā)和質(zhì)量控制至關(guān)重要。

　　●藥物研發(fā)：通過分析藥物分子的紅外光譜，可以了解其化學(xué)結(jié)構(gòu)和相互作用，加速藥物的研發(fā)過程。

　　●環(huán)境監(jiān)測：在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用包括污染物鑒別、失效分析等，對于環(huán)境保護(hù)和公共健康具有重要意義。

　　此外，根據(jù)使用場景的不同，傅里葉變換紅外光譜儀可以分為專業(yè)型和多用途型。專業(yè)型儀器包括大氣環(huán)境傅里葉紅外光譜儀、太空星載傅里葉光譜儀等，而多功能型則可用于多種物質(zhì)分析，通常用于實(shí)驗(yàn)室樣品測試。

　　傅里葉變換紅外光譜儀憑借其高分辨率、高波數(shù)精度和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代科學(xué)研究中的工具之一，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，幫助科學(xué)家們更深入地了解物質(zhì)的本質(zhì)和性質(zhì)。