傅里葉紅外光譜儀(FTIR)的核心在于其基于干涉調(diào)頻與傅里葉變換的技術(shù)路線。儀器首先通過(guò)紅外光源產(chǎn)生覆蓋寬波段的連續(xù)電磁波輻射,這些光線隨后進(jìn)入由分束器、動(dòng)鏡和定鏡構(gòu)成的干涉系統(tǒng)。當(dāng)動(dòng)鏡以特定速度移動(dòng)時(shí),會(huì)形成不同路徑長(zhǎng)度的光程差,導(dǎo)致兩束光發(fā)生相長(zhǎng)或相消干涉現(xiàn)象,生成隨時(shí)間變化的干涉圖信號(hào)。
信號(hào)采集與轉(zhuǎn)換:含有樣品信息的干涉信號(hào)被檢測(cè)器捕獲后傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此時(shí)需運(yùn)用傅里葉數(shù)學(xué)算法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理,將復(fù)雜的時(shí)域干涉數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的頻域光譜圖。這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了多頻道并行采集的優(yōu)勢(shì),可同時(shí)獲取所有波長(zhǎng)的信息。
光譜解析:經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到的光譜圖中,每個(gè)特征吸收峰對(duì)應(yīng)分子內(nèi)部特定化學(xué)鍵的振動(dòng)模式。通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)或理論計(jì)算值,便能確定物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
傅里葉紅外光譜儀的使用注意事項(xiàng):
1.環(huán)境控制
-溫濕度要求:實(shí)驗(yàn)室溫度應(yīng)保持在15~30℃,相對(duì)濕度低于65,必要時(shí)配備除濕裝置;理想條件下建議控制在20–25℃、濕度40-60。過(guò)高濕度可能導(dǎo)致光學(xué)元件腐蝕或樣品吸潮。
-避震防干擾:遠(yuǎn)離振動(dòng)源、熱源及電磁輻射設(shè)備,采集數(shù)據(jù)時(shí)需關(guān)閉手機(jī)等電子設(shè)備。
2.安全防護(hù)
-操作人員須佩戴安全眼鏡和個(gè)人防護(hù)裝備,防止激光或高溫部件造成傷害。避免直接接觸強(qiáng)光源路徑下的光學(xué)組件。
3.樣品處理規(guī)范
-鹽酸鹽類(lèi)樣品需特別注意離子交換現(xiàn)象,推薦使用KCL替代溴化鉀作為稀釋劑。易潮解樣品應(yīng)在干燥環(huán)境中快速操作。
4.儀器維護(hù)要點(diǎn)
-定期檢查氣體管路密封性(針對(duì)氣體檢測(cè)模塊),更換干燥劑并烘烤再生;保持光學(xué)臺(tái)面清潔,防止粉塵污染探測(cè)器。
-避免頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)以延長(zhǎng)光源壽命,長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)斷開(kāi)供電并覆蓋防塵罩。
5.操作細(xì)節(jié)優(yōu)化
-對(duì)于單光束型儀器,需嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)CO2濃度,減少人員流動(dòng)并加強(qiáng)通風(fēng)換氣。多組分混合物可能出現(xiàn)譜峰重疊時(shí),可嘗試調(diào)整分辨率或采用導(dǎo)數(shù)光譜技術(shù)輔助解析。