傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)是一种基于红外光谱技术的分析方法,其原理主要涉及以下几个方面:
分子振动与红外吸收
分子在吸收特定波长的红外光后,会引起分子的振动和转动,尤其是化学键的拉伸和弯曲振动。
每种化学键或功能团都会在特定的红外波长(通常以波数cm⁻¹表示)吸收能量,因此不同的化学键对应于不同的吸收峰。
干涉仪与干涉图
FTIR使用干涉仪来一次性检测样品的所有红外波长。
红外光被分为两束,一束经过样品,另一束作为参考光束。这两束光在干涉仪中重新结合,形成干涉图。干涉图是时间的函数,记录了光强度随时间的变化。
傅里叶变换
干涉图是时间域的信号,需要通过傅里叶变换(FT)转换为频率域的信号,即得到样品的红外吸收光谱。
这个转换过程将干涉图的时域信息转换为光谱图的频率信息,从而得到样品的红外光谱。
仪器构成
FTIR主要由光源、迈克尔逊干涉仪、样品池、检测器等部分组成。
光源发出的红外光经干涉仪调制后形成干涉光,再通过样品池,由检测器接收并转化为电信号,最后通过计算机进行傅里叶变换处理,得到红外吸收光谱图。
通过以上步骤,FTIR能够高效地测量样品对不同波长红外光的吸收情况,从而确定其分子结构和成分。这种技术广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。