红外光谱分析是研究分子振动和转动信息的分子光谱。当化合物受到红外光照射,化合物中某个化学键的振动或转动频率与红外光频率相当时,就会吸收光能,并引起分子永久偶极矩的变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应频率的透射光强度减弱。分子中不同的化学键振动频率不同,会吸收不同频率的红外光,检测并记录透过光强度与波数(1/cm)或波长的关系曲线,就可得到红外光谱。红外光谱反映了分子化学键的特征吸收频率,可用于化合物的结构分析和定量测定。 根据实验技术和应用的不同,我们将红外光划分为三个区域:近红外区(0.75~2.5 μm;:13158~4000),中红外区(2.5~25μm;:4000~400)和远红外区(25~1000 μm;:400~10)。分子振动伴随转动大多数在中红外区,一般的红外光谱都在此波数区间进行检测。 红外光源傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、迈克尔逊干涉仪、检测器、计算机和记录系统五部分组成。红外光经迈克尔逊干涉仪照射样品后,再经检测器将检测到的信号以干涉图的形式送往计算机,进行傅里叶变换的数学处理,最后得到红外光谱。 1.采用常规图谱处理功能,对所测图谱进行基线校正及适当的平滑处理,标出主要吸收峰的波数值,储存数据。
2.判别官能团的归属。
3.归纳不同化合物中相同基团出现的频率范围。
1.样品的制备
1.1 固体样品的制备。(L-酪氨酸压片)
1.1.1 溴化钾压片。
取约1mg固体试样于干净的玛瑙研钵中,在红外灯下研磨成细粉,再加约200 mg干燥溴化钾粉末一起研磨,直至二者完全混合均匀(颗粒约为2 μm以下)。取出压片模具,将一压舍光面向上放入模芯中,套上套环,用样品勺将样品小心加入模具中,堆积均匀,另取一压舌光面向下放入模芯中,稍加压力使样品铺平,盖上罩子。把装好的模具放在油压机上,关闭气压阀,手动加压直至压力表指示约为400kgf时,停止加压,保持1~3min后放气泄压。取出模具,将样品脱模,得一透明圆片,用小镊子将其放在试样架上,插入检测池测定红外光谱图。
1.1.2 液体石蜡研糊。
取2~3mg固体试样于干净的玛瑙研钵中研细,滴加1~2滴液体石蜡后,充分研磨混匀呈糊状,在红外灯下干燥,取出样品架和溴化钾(或氯化钠)盐片,将研磨好的样品用不锈钢勺刮到盐片上,涂匀后压上另一盐片,装入样品架下面板,位置调整适当后,插入上面板,将样品架的对角用螺丝旋紧固定,然后插入检测池测定红外光谱图。
1.1.3 薄膜法(多用于高分子化合物的测定)。
通常将试样热压成膜,将膜夹在两盐片之间,放入样品架固定,测定其红外图谱(薄膜样品可直接采用此法测定)。也可将聚合物溶于适当的溶剂中(浓度为1%~20%),然后将溶液滴在盐片上摊匀,在红外灯下使溶剂逐渐挥发成膜后,盖上另一盐片,装入样品架固定,插入检测池测定红外光谱图。
1.2 液体样品的制备。(水杨酸甲酯)
液膜法:对于高沸点、低粘度的样品,可将样品直接滴在盐片上,盖上另一盐片;对于粘度较大的样品,用不锈钢勺将少许样品涂在盐片表面,在红外灯下烘烤,将样品刮匀,盖上另一盐片,使两盐片之间形成一定厚度的液膜,装入样品架固定,插入检测池测定红外光谱图。对于低沸点易挥发的样品,应采用封闭式液体池检测。
1.3 气体样品的制备。
取出气体进样槽,打开进样槽两活塞中任意一个,将其与真空泵相连接;打开真空泵,抽出空气槽内原有的空气,关闭抽气活塞及油泵开关。将气体样品接入样槽任意一个人口,打开活塞注样,气体样品吸收峰强度的大小是通过调整气槽内样品压力实现的,因此在注样时,可将气槽另一入口和压力计相连,使气槽压力控制在所需范围内进行检测。
2.样品检测
将预先制备好的样品插入样品架,记录红外图谱。
2.切不可用手触摸氯化钠、溴化钾盐片表面;用丙酮清洗盐片,用镜头纸或脱脂棉擦拭后,放入干燥器中保存。
3.液体样品制备前应干燥除水,水溶液应使用CaF2或BaF2窗片;腐蚀性样品切不可用常规盐片制备。
1.1 固体样品的制备。(L-酪氨酸压片)
1.1.1 溴化钾压片。
取约1mg固体试样于干净的玛瑙研钵中,在红外灯下研磨成细粉,再加约200 mg干燥溴化钾粉末一起研磨,直至二者完全混合均匀(颗粒约为2 μm以下)。取出压片模具,将一压舍光面向上放入模芯中,套上套环,用样品勺将样品小心加入模具中,堆积均匀,另取一压舌光面向下放入模芯中,稍加压力使样品铺平,盖上罩子。把装好的模具放在油压机上,关闭气压阀,手动加压直至压力表指示约为400kgf时,停止加压,保持1~3min后放气泄压。取出模具,将样品脱模,得一透明圆片,用小镊子将其放在试样架上,插入检测池测定红外光谱图。
1.1.2 液体石蜡研糊。
取2~3mg固体试样于干净的玛瑙研钵中研细,滴加1~2滴液体石蜡后,充分研磨混匀呈糊状,在红外灯下干燥,取出样品架和溴化钾(或氯化钠)盐片,将研磨好的样品用不锈钢勺刮到盐片上,涂匀后压上另一盐片,装入样品架下面板,位置调整适当后,插入上面板,将样品架的对角用螺丝旋紧固定,然后插入检测池测定红外光谱图。
1.1.3 薄膜法(多用于高分子化合物的测定)。
通常将试样热压成膜,将膜夹在两盐片之间,放入样品架固定,测定其红外图谱(薄膜样品可直接采用此法测定)。也可将聚合物溶于适当的溶剂中(浓度为1%~20%),然后将溶液滴在盐片上摊匀,在红外灯下使溶剂逐渐挥发成膜后,盖上另一盐片,装入样品架固定,插入检测池测定红外光谱图。
1.2 液体样品的制备。(水杨酸甲酯)
液膜法:对于高沸点、低粘度的样品,可将样品直接滴在盐片上,盖上另一盐片;对于粘度较大的样品,用不锈钢勺将少许样品涂在盐片表面,在红外灯下烘烤,将样品刮匀,盖上另一盐片,使两盐片之间形成一定厚度的液膜,装入样品架固定,插入检测池测定红外光谱图。对于低沸点易挥发的样品,应采用封闭式液体池检测。
1.3 气体样品的制备。
取出气体进样槽,打开进样槽两活塞中任意一个,将其与真空泵相连接;打开真空泵,抽出空气槽内原有的空气,关闭抽气活塞及油泵开关。将气体样品接入样槽任意一个人口,打开活塞注样,气体样品吸收峰强度的大小是通过调整气槽内样品压力实现的,因此在注样时,可将气槽另一入口和压力计相连,使气槽压力控制在所需范围内进行检测。
2.样品检测
将预先制备好的样品插入样品架,记录红外图谱。
注意事项
1.溴化钾样品的浓度和片的厚度应适当,在样品研磨、放置的过程中应该特别注意干燥。
2.切不可用手触摸氯化钠、溴化钾盐片表面;用丙酮清洗盐片,用镜头纸或脱脂棉擦拭后,放入干燥器中保存。
3.液体样品制备前应干燥除水,水溶液应使用CaF2或BaF2窗片;腐蚀性样品切不可用常规盐片制备。