影响红外光谱测试的因素
1、扫描次数对红外谱图的影响傅里叶变换红外光谱仪测量物质的光谱时,检测器在接受样品光谱信号的同时也接受了噪声信号,输出的光谱既包括样品的信号也包括噪声信号。信噪比:与扫描次数的平方成正比。增加扫描次数可以减少噪声、增加谱图的光滑性。
2、扫描速度对红外谱图的影响
扫描速度减慢,检测器接收能量增加;反之,扫描速度加快,检测器接收能量减小。当测量信号小时(包括使用某些附件时)应降低动镜移动速度,而在需要快速测量时,提高速度。扫描速度降低,对操作环境要求更高,因此应选择适当的值。采用某一动镜移动速度下的背景,测定不同扫描速度下样品的吸收谱图,随扫描速度的加快,谱图基线向上位移。用透射谱图表示时,趋势相反。所以在实验中测量背景的扫描速度与测量样品的扫描速度要一致。
3、分辨率对红外谱图的影响
红外光谱的分辨率等于最大光程差的倒数,是由干涉仪动镜移动的距离决定的,确切地说是由光程差计算出来的。分辨率提高可改善峰形,但达到一定数值后,再提高分辨率峰形变化不大,反而噪声增加。分辨率降低可提高光谱的信噪比,降低水汽吸收峰的影响,使谱图的光滑性增加。样品对红外光的吸收与样品的吸光系数有关,如果样品对红光外有很强的吸收,就需要用较高的分辨率以获得较丰富的光谱信息;如果样品对红光外有较弱的吸收,就必须降低光谱的分辨率、提高扫描次数以便得到较好的信噪比。
4、数据处理对红外谱图质量的影响
(1)平滑处理:红外光谱实验中谱图常常不光滑,影响谱图质量。不光滑的原因除了样品吸潮以外还有环境的潮湿和噪声。平滑是减少来自各方面因素所产生的噪声信号,但实际是降低了分辨率,会影响峰位和峰强,在定量分析时需特别注意。(2)基线校正:在溴化钾压片制样中由于颗粒研磨得不够细或者不够均匀,压出的锭片不够透明而出现红外光散射,所以不管是用透射法测得的红外光谱,还是用反射法测得的光谱,其光谱基线不可能在零基线上,使光谱的基线出现漂移和倾斜现象。需要基线校正时,首先判断引起基线变化的原因,能否进行校正。基线校正后会影响峰面积,定量分析要慎重。(3)样品量的控制对谱图的影响:在红外光谱实验中,固体粉末样品不能直接压片,必须用稀释剂稀释、研磨后才能压片。稀释剂溴化钾与样品的比例非常重要,样品太少不行,样品太多则信息太丰富而特征峰不突出,造成分析困难或吸收峰成平顶。对于白色样品或吸光系数小的样品,稀释剂溴化钾与样品的比例是100:1;对于有色样品或吸光系数大的样品稀释剂溴化钾与样品的比例是150:1。
5、影响吸收谱带的因素还有分子外和分子内的因素
如溶剂不同,振动频率不同,溶剂的极性不同,介电常数不同,引起溶质分子振动频率不同,因为溶剂的极性会引起溶剂和溶质的缔合,从而改变吸收带的频率和强度。氢键的形成使振动频率向低波数移动、谱带加宽和强度增强(分子间氢键可以用稀释的办法消除,分子内氢键不随溶液的浓度而改变)。
6、影响吸收谱带的其他因素
共轭效应、张力效应、诱导效应和振动耦合效应。共轭效应:由于大P键的形成,使振动频率降低。张力效应:当环状化合物的环中有张力时,环内伸缩振动降低,环外增强。诱导效应:由于取代基具有不同的电负性,通过静电诱导作用,引起分子中电子分布的变化及键力常数的变化,从而改变了基团的特征频率。振动耦合效应:当2个相邻的基团振动频率相等或接近时,2个基团发生共振,结果使一个频率升高,一个频率降低。固体样品可以采用溶液法、研糊法和压片法。溶液法就是将样品在合适溶剂中配成浓度约为5%的溶液后测量。研糊法即将研细的样品与蜡油调成均匀的糊状物后,涂于窗片上进行测量。此法方便,但不能获得满意的定量结果。压片法是将约1mg样品与100mg干燥的溴化钾粉末研磨均匀,再在压片机上压成几乎呈透明状的圆片后测量,这种处理技术的优点是:干扰小,容易控制样品浓度,定量结果准确,而且容易保存样品。
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