紅外光譜儀常見(jiàn)問(wèn)題解答

鑠思百檢測(cè)可為您提供傅立葉紅外光譜（FTIR）服務(wù)，傅立葉紅外光譜儀可以對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、食品、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定、刑偵鑒定等領(lǐng)域。

在做傅立葉紅外光譜（FTIR）測(cè)試時(shí)，鑠思百檢測(cè)平臺(tái)工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到，好多同學(xué)僅僅是通過(guò)文獻(xiàn)或者師兄師姐的推薦對(duì)FTIR測(cè)試有了解，但是對(duì)于其原理還屬于小白階段，針對(duì)此，鑠思百檢測(cè)平臺(tái)團(tuán)隊(duì)組織相關(guān)同事對(duì)網(wǎng)上海量知識(shí)進(jìn)行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

一、什么是極性分子和非極性分子呢？

分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱的，這樣的分子為極性分子，以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定為極性分子，極性鍵結(jié)合的多原子分子視結(jié)構(gòu)情況而定如CH4就不是極性分子。區(qū)分極性分子和非極性分子的方法:

非極性分子的判據(jù):中心原子化合價(jià)法和受力分析法

1、中心原子化合價(jià)法:

組成為ABn型化合物,若中心原子A的化合價(jià)等于族的序數(shù),則該化合物為非極性分子，如:CH4,CCl4,SO3,PCl5

2、受力分析法:

若已知鍵角(或空間結(jié)構(gòu)),可進(jìn)行受力分析,合力為0者為非極性分子.如:CO2,C2H4,BF3

3、同種原子組成的雙原子分子都是非極性分子.

二、倍頻峰主要分布在什么波段？

是由振動(dòng)能級(jí)基態(tài)躍遷到第二、第三激發(fā)態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的吸收峰。由于振動(dòng)能級(jí)間隔不等距，所以倍頻不是基頻的整數(shù)倍。

三、這峰的位置是不是有個(gè)庫(kù)呢？

有紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)：NIST數(shù)據(jù)庫(kù)比較全面！

http://webbook.nist.gov/chemistry/vib-ser.html

四、什么是二面角？

二面角是分子中的兩個(gè)分別由三個(gè)原子組成的平面之間的夾角，一共涉及四個(gè)原子，公共邊是一個(gè)化學(xué)鍵（兩個(gè)原子），平面則由另兩個(gè)原子分別與該化學(xué)鍵構(gòu)成。

五、氧化石墨烯1650羧基 1500苯環(huán)振動(dòng) 文獻(xiàn)中咋說(shuō)的都有 但是1650也可能是苯環(huán)振動(dòng)??？

一般苯環(huán)的振動(dòng)不僅在1650和1500和1480有三個(gè)峰表現(xiàn)骨架振動(dòng)吸收峰，而C=O雙鍵的峰一般是只有一個(gè)峰，而且苯環(huán)在指紋區(qū)750cm-1出現(xiàn)苯環(huán)的峰。

六、能具體說(shuō)下RBM嘛？

受限玻爾茲曼機(jī)（英語(yǔ)：restricted Boltzmann machine, RBM）是一種可通過(guò)輸入數(shù)據(jù)集學(xué)習(xí)概率分布的隨機(jī)生成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。RBM最初由發(fā)明者保羅·斯模棱斯基于1986年命名為簧風(fēng)琴（Harmonium），但直到杰弗里·辛頓及其合作者在2000年代中葉發(fā)明快速學(xué)習(xí)算法后，受限玻爾茲曼機(jī)才變得知名。受限玻茲曼機(jī)在降維、分類、協(xié)同過(guò)濾、特征學(xué)習(xí)和主題建模中得到了應(yīng)用。根據(jù)任務(wù)的不同，受限玻茲曼機(jī)可以使用監(jiān)督學(xué)習(xí)或無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行訓(xùn)練。

七、游離的羥基？是氫氧根離子嗎？

游離態(tài)的羥基指的是羥基自由基,并不是氫氧根,而是OH（不帶電）.由于OH極易得一個(gè)電子行成穩(wěn)定的OH-,故有很活潑的化學(xué)性質(zhì)。

八、有大佬推薦一下需要參考的紅外的書(shū)籍名稱嗎？

紅外書(shū)籍：陳允魁《紅外吸收光譜法及其應(yīng)用》

九、定量FT-IR分峰依據(jù)什么呢？

采用Lorentz與Gauss函數(shù)之和為子峰函數(shù),以峰高、峰位、1/2半峰寬和峰形參數(shù)等4個(gè)參數(shù)作為子峰函數(shù)的表征,使用阻尼最小二乘法迭代解法,分離光譜重疊譜帶,并使用嘗試法和半峰寬一維搜索法對(duì)迭代初值尋優(yōu),使用多種約束條件限制不合理多值解產(chǎn)生,使分峰快速、精確和實(shí)用。

十、背景能量譜圖是什么？是怎么測(cè)的？

由于我們測(cè)定過(guò)程不可能在真空是進(jìn)行，所以要對(duì)光譜的干涉圖進(jìn)行空白或背景的進(jìn)行參考，以減少空氣對(duì)光譜圖的影響，所以要進(jìn)行背景光譜進(jìn)行掃描。這種掃描主要是消除大氣中水氣和二氧化碳對(duì)光譜的影響。對(duì)背景進(jìn)行多次掃描進(jìn)行累加，也是使收集的數(shù)據(jù)有一個(gè)可靠穩(wěn)定的干涉圖，因?yàn)閱未螔呙璧哪芰刻?，不利于光譜數(shù)據(jù)處理。

十一、KBr壓片中KBr的作用是什么？

KBr作用：為了稀釋樣品，要不然很多精細(xì)峰出不來(lái)，或者透不過(guò)去，因?yàn)镵Br的紅外吸收微弱，從而降低基底物質(zhì)因吸收紅外波而對(duì)樣品造成較大的影響。

十二、什么叫衰減全反射

衰減全反射（Attenuated Total Reflection，ATR）：光波入射時(shí)，入射面內(nèi)偏振的單色平面光波在密－疏媒質(zhì)的界上全反射時(shí)，光疏媒質(zhì)中所形成的迅衰場(chǎng)(見(jiàn)衰減波)量可以被耦合到金屬或半導(dǎo)體的表面上而使表面等離激元(SP)或表面極化激元共振激發(fā)。全反射的光強(qiáng)因而發(fā)生劇邃衰減的現(xiàn)象。利用光學(xué)中的迅衰場(chǎng)與SP相耦合衰減全反射方法在1968年由A.奧托提出。

十三、越細(xì)越好是相對(duì)于200目嗎？

200目數(shù) =74um = 0.074毫米，KBr粒度一般在200目左右，試樣和KBr都應(yīng)經(jīng)干燥處理,研磨到粒度小于2 微米,以免散射光影響，紅外光的波長(zhǎng)在2.5 ～ 25μm，如果固體試樣顆粒粒度與波長(zhǎng)相當(dāng)，則紅外光很容易產(chǎn)生衍射，影響吸收信號(hào)。使吸光度的值盡量準(zhǔn)確，紅外壓片要求顆粒盡量細(xì)小，這樣壓出來(lái)的片才能夠光潔而且透明，對(duì)光線的透過(guò)性好，打紅外的時(shí)候就不會(huì)有光的折射或者散射出現(xiàn)了。如果你經(jīng)常打紅外，磨KBr的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)，粗的KBr在光線下可以看到閃閃發(fā)光，說(shuō)明粗的KBr對(duì)于光線有很強(qiáng)的折射。一般測(cè)量紅外光譜是用的中紅外波段。

十四、液體能做atr嗎

可以，一般涂一點(diǎn)在晶體上，等待一會(huì)溶劑揮發(fā)完后就可以做了

十五、黑色粉末可以測(cè)出來(lái)嗎？

要看黑色粉末的具體成分是什么，比如碳黑不具有紅外吸收，得分離才能做，因?yàn)樘己趯?duì)紅外吸收影響大。

十六、如何避免在測(cè)試中，紅外毛刺這么多？

首先做一個(gè)空白的看看是否儀器問(wèn)題，其他原因：樣品的含水造成的，排除儀器噪聲的情況下，建議充分干燥樣品，烘干壓片用溴化鉀，降低紅外儀器所在地方的空氣相對(duì)濕度。

十七、這種情況，基線怎么調(diào)整？

拉直基線：數(shù)據(jù)處理------吸光度------自動(dòng)基線校正（手動(dòng)基線調(diào)節(jié)）------透過(guò)率

十八、老師，紅外的半定量怎么處理，還有就是如果想對(duì)比兩條紅外光譜的同一個(gè)位置的吸收峰強(qiáng)度，還怎么處理？

計(jì)算相對(duì)強(qiáng)度，首先進(jìn)行歸一化處理，然后確定一個(gè)強(qiáng)度幾乎不變的的峰，然后計(jì)算你關(guān)心的峰與這個(gè)峰的強(qiáng)度比值?；蛘哂?jì)算每一張譜與某一張譜（最好是不含你關(guān)心的物質(zhì)的紅外光譜）的夾角，建立夾角與你關(guān)心物質(zhì)含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種方法前提是只有一個(gè)變化因素。

同系物分子量相近可以粗略比下，或同一物不同濃度比較，紅外光譜峰的強(qiáng)度大小只是由于能級(jí)躍遷的概率和分子振動(dòng)時(shí)偶極矩的，變化的程度決定的，紅外光譜只是一個(gè)定性的測(cè)定，不能作為定量的依據(jù)，不同物質(zhì)的紅外光譜不能用于定量，比多少，因?yàn)槲庀禂?shù)不同，不同化合物沒(méi)有比較性。

十九、紅外如何分峰？

Origin分峰：1）首先使用紅外軟件omnic打開(kāi)紅外文件（一般為SPA格式），點(diǎn)擊“文件”-“另存為”-文件格式為CSV格式；

2）用Excel打開(kāi)保存的CSV文件，復(fù)制其中的兩欄數(shù)據(jù)，打開(kāi)origin軟件，將數(shù)據(jù)復(fù)制到工作表中，做出曲線；

3）然后點(diǎn)擊“anslysis”-“fit”-“fitmultipeaks”。

4）彈出的對(duì)話框如下，在“numberofpeaks”輸入你想要的峰的個(gè)數(shù)，點(diǎn)“OK”。

5）出現(xiàn)另外一個(gè)對(duì)話框點(diǎn)“確定”。

6）按照提示在峰中心處雙擊，選擇完畢后點(diǎn)“OK”，擬合曲線即可顯示出來(lái)。

7）如果需要單獨(dú)該曲線的數(shù)據(jù)，可以在workbook處找到，如下圖：

8）選擇A1（X）和peaksum兩欄數(shù)據(jù)做出曲線既是分出的峰。

二十、拿到一個(gè)紅外的譜圖后，如何進(jìn)行分析討論啊？

1、將譜圖在omnic譜圖庫(kù)中檢索一下，看看和哪些物質(zhì)曲線比較像版，然后分析已知物質(zhì)譜圖上對(duì)應(yīng)位置的峰是什么，如何分析對(duì)應(yīng)位置的峰是什么呢：根據(jù)峰的位置、形狀、強(qiáng)度，判斷可能是什么官能團(tuán)；一個(gè)峰可能會(huì)對(duì)應(yīng)很多種官能團(tuán)，可以在書(shū)上查找，也可以參考'紅外峰檢索 數(shù)據(jù)庫(kù)及vba檢索程序'，這個(gè)在百度文庫(kù)可以找到，是excel文件，可以輸入波數(shù)進(jìn)行搜索；

2、在譜權(quán)圖上標(biāo)明官能團(tuán)，再結(jié)合已有的其他物質(zhì)信息綜合判斷最有可能是什么物質(zhì)

二十一、有沒(méi)有比較全的物質(zhì)紅外峰的資料推薦？

重要的紅外譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)主要有：

Sadtler紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)：http://www.bio-rad.com/zh-cn/product/ir-spectral-databases

日本NIMC有機(jī)物譜圖庫(kù)：http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi

上海有機(jī)所紅外譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)：http://chemdb.sgst.cn/scdb/main/irs_introduce.asp

ChemExper化學(xué)品目錄CDD：http://www.chemexper.com/

FTIRsearch：http://www.ftirsearch.com/

NIST Chemistry WebBook：http://webbook.nist.gov/chemistry

二十二、蛋白質(zhì)紅外數(shù)據(jù)怎么分析二級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)可來(lái)以通過(guò)自單晶X-射線衍射計(jì)算得到，也可以通過(guò)如紅外光譜、拉曼光譜等來(lái)進(jìn)行測(cè)量。紅外光譜對(duì)氫鍵敏感，而氫鍵是形成二級(jí)結(jié)構(gòu)主要的作用力。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)特征與氫鍵的形成方式緊密相關(guān)，無(wú)論α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角或其它構(gòu)象，都有其特定的氫鍵結(jié)構(gòu)，而這種氫鍵結(jié)構(gòu)的差異能夠在對(duì)于氫鍵敏感的紅外光譜中得到反映，主要表現(xiàn)為譜帶峰位及半峰寬的變化。這使我們有可能利用峰位不同的譜帶來(lái)識(shí)別不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其組成情況。詳見(jiàn)百度文庫(kù)《應(yīng)用紅外光譜研究生物大分子的結(jié)構(gòu)》。

二十三、測(cè)試時(shí)候，如何選擇測(cè)試模式？有全反射模式，還有別的模式

這個(gè)選擇模式是根據(jù)樣品，一般薄膜的選擇ATR模式，對(duì)于粉末或者液體選擇透射模式。

二十四、貴金屬配合物的紅外分析和單純的配體的紅外分析，可以區(qū)分么？

可以區(qū)分的，金屬會(huì)吸引配體一部分電子，使配體化學(xué)鍵強(qiáng)度減弱，容易振動(dòng)，發(fā)生紅移。

二十五、軟件上如何進(jìn)行差譜的操作呢？

對(duì)存儲(chǔ)的兩張譜圖進(jìn)行差減，將透光率標(biāo)度換算為吸光度，選擇要差減組分的一個(gè)不受或基本上不受其他組分影響的獨(dú)立峰，計(jì)算出它的吸光度。根據(jù)吸光度加和性原理，從混合譜圖中各點(diǎn)處的總吸光度中減去欲差減組分的吸光度之后，再將譜圖的吸光度標(biāo)度重新?lián)Q成透光率標(biāo)度，便得到欲要的純組分光譜圖

二十六、重金屬被吸附到材料上之后，可以根據(jù)紅外圖譜看出變化嗎？金屬的峰如何去查找呢

金屬會(huì)吸引配體一部分電子，使配體化學(xué)鍵強(qiáng)度減弱，容易振動(dòng)，發(fā)生紅移。

二十七、含有氨基的碳材料在測(cè)試紅外過(guò)程中沒(méi)有峰出現(xiàn)，這是為什么？

這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常遇到，首先對(duì)于氨基含量特別低的材料在很有可能測(cè)不出來(lái)，其次，碳材料上面氨基分布不均勻，測(cè)試部位正好沒(méi)有氨基。最后，可能是因?yàn)樵阡寤泬浩茦訒r(shí)候，加入的樣品量過(guò)多，導(dǎo)致材料透過(guò)率很低，測(cè)不出來(lái)氨基。還有一種可能是在譜圖中已經(jīng)出現(xiàn)了，只是一個(gè)很小的峰，需要放大圖譜，不放大看不到。

二十八、粉末樣品可以用ATR測(cè)試么？

粉末樣品如果能用壓片機(jī)壓實(shí)就可以用ATR測(cè)試。