1、第七章 红外 吸收 光谱分析法一、仪器类型与结构types and structure of instruments二、制样方法sampling methods三、联用技术hyphenated technology第三节 红外分光光度计infrared absorption spectrometerinfrared absorption spec-troscopy， IR*一、仪器类型与结构types and structure of instruments两种类型：色散型干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）Date1. 内部结构Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IRDateDate红
2、外光谱仪的组成 w 红外光谱仪与紫外 -可见分光光度计的组成基本相同，由光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的单色器一般在样品池之后。光源 一般分光光度计中的氘灯、钨灯等光源能量较大，要观察分子的振动能级跃迁，测定红外吸收光谱，需要能量较小的光源。黑体辐射是最接近理想光源的连续辐射。满足此要求的红外光源是稳定的固体在加热时产生的辐射，常见的有如下几种。 Date能斯特灯 能斯特灯的材料是稀土氧化物，作成圆筒状 (20x2 mm)，两端为铂引线。其工作温度为 1200-2200K。此种光源具有很大的电阻负温度系数，需要预先加热并设计电
3、源电路能控制电流强度，以免灯过热损坏。 它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好。缺点是价格比硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便。 碳化硅棒 尺寸为 50x5mm,工作温度 1300-1500K。与能斯特灯相反 ,碳化硅棒具有正的电阻温度系数 ,电触点需水冷以防放电。其辐射能量与能斯特灯接近 ,但在 2000cm-1区域能量输出远大于能斯特灯。 白炽线圈 用镍铬丝螺旋线圈或铑线做成。工作温度约 1100K。其辐射能量略低于前两种，但寿命长。一般近红外区的光源用钨灯即可，远红外区用水银放电灯作光源。Date红外光谱仪的组成w 检测器 红外检测器有热检测器、热电检测器和光电导检测器三种。
4、前两种用于色散型仪器中，后两种在傅立叶变换红外光谱仪中多见。热检测器 热检测器依据的是辐射的热效应。辐射被一小的黑体吸收后，黑体温度升高，测量升高的温度可检测红外吸收。以热检测器检测红外辐射时，最主要的是要防止周围环境的热噪声。一般使用斩光器使光源辐射断续照射样品池。 Datew 热检测器最常见的是热电偶。w 将两片金属铋熔融到另一不同金属如锑的两端，就有了两个连接点。两接触点的电位随温度变化而变。检测端接点做成黑色置于真空舱内，有一个窗口对红外光透明。参比端接点在同一舱内并不受辐射照射，则两接点间产生温差。热电偶可检测 10-6K的温度变化。Datew 热电检测器 热电检测器使用具有特殊热电
5、性质的绝缘体，一般采用热电材料的单晶片，如硫酸三甘氨酸酯 TGS (triglycine sulfate, (NH2CH2COOH)3H2SO4。氘代或部分甘氨酸被丙氨酸代替 )。在电场中放一绝缘体会使绝缘体产生极化，极化度与介电常数成正比。但移去电场，诱导的极化作用也随之消失。而热电材料即使移去电场，其极化也并不立即消失，极化强度与温度有关。当辐射照射时，温度会发生变化，从而影响晶体的电荷分布，这种变化可以被检测。热电检测器通常作成三明治状。将热电材料晶体夹在两片电极间，一个电极是红外透明的，容许辐射照射。辐射照射引起温度变化，从而晶体电荷分布发生变化，通过外部连接的电路可以测量。电流的大小
6、与晶体的表面积、极化度随温度变化的速率成正比。当热电材料的温度升至某一特定值时极化会消失，此温度称为居里点。 TGS的居里点为 47 。热电检测器的响应速率很快，可以跟踪干涉仪随时间的变化，故多用于傅立叶变换红外光谱仪中。Datew 光电导检测器 光电导检测器采用半导体材料薄膜，如 Hg-Cd-Te或 PbS或 InSb，将其置于非导电的玻璃表面密闭于真空舱内。则吸收辐射后非导电性的价电子跃迁至高能量的导电带，从而降低半导体的电阻，产生信号。 Hg-Cd-Te缩写为 MCT，该检测器用于中红外区及远红外区，需冷至液氮温度 (77K)以降低噪声。这种检测器比热电检测器灵敏，在 FT-IR及 GC/FT-IR仪器中获得广泛应用。此外， PbS检测器用于近红外区室温下的检测。 Date
