【博主簡(jiǎn)介】本人系一名半導(dǎo)體行業(yè)質(zhì)量管理從業(yè)者，旨在業(yè)余時(shí)間不定期的分享半導(dǎo)體行業(yè)中的：產(chǎn)品質(zhì)量、失效分析、可靠性分析和產(chǎn)品基礎(chǔ)應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)。常言：真知不問(wèn)出處，所分享的內(nèi)容如有雷同或是不當(dāng)之處，還請(qǐng)大家海涵，如有需要可留意文末聯(lián)系方式，當(dāng)前在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上均以“愛(ài)在七夕時(shí)”的昵稱(chēng)為ID跟大家一起交流學(xué)習(xí)！

前段時(shí)間，一行業(yè)內(nèi)的朋友問(wèn)我：“XPS跟FTIR的區(qū)別是什么？”，說(shuō)實(shí)話(huà)，雖然在半導(dǎo)體行業(yè)打拼這么多年了，也一直從事的就是質(zhì)量管理工作，所以接觸過(guò)的半導(dǎo)體分析設(shè)備還真是不少，但一下子問(wèn)到：X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）與傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的區(qū)別，我還真是不能細(xì)細(xì)的一一給講解出來(lái)，最多只能知道個(gè)大概：

1、XPS跟FTIR兩種技術(shù)在原理、檢測(cè)信息、適用場(chǎng)景等方面存在顯著差異；

2、XPS是解決表面化學(xué)狀態(tài)的問(wèn)題，而FTIR是解決分子結(jié)構(gòu)與成分的問(wèn)題；

3、XPS是表面化學(xué)狀態(tài)的探針，適合分析材料最表層的元素與價(jià)態(tài)，而FTIR是分子結(jié)構(gòu)的指紋儀，適合識(shí)別整體官能團(tuán)與化學(xué)鍵。兩者是互補(bǔ)關(guān)系；

也就知道這以上三點(diǎn)吧，所以為了豐富自己，也為了跟更多的朋友一起分享與之相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，在2025年的9月30日分享了：

電化學(xué)表征“X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）”分析技術(shù)的詳解；

同時(shí)，本章節(jié)也想也大家分享一下關(guān)于傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，有興趣的朋友可以一起相互交流學(xué)習(xí)！

一、傅里葉變換紅外光譜儀中“傅里葉”的由來(lái)

讓·巴普蒂斯·約瑟夫·傅立葉（BaronJeanBaptisteJosephFourier，1768-1830），男爵，法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，1768年3月21日生于歐塞爾，1830年5月16日卒于巴黎。1817年當(dāng)選為科學(xué)院院士，1822年任該院終身秘書(shū)，后又任法蘭西學(xué)院終身秘書(shū)和理工科大學(xué)校務(wù)委員會(huì)主席。

主要貢獻(xiàn)是在研究《熱的傳播》和《熱的分析理論》時(shí)創(chuàng)立了一套數(shù)學(xué)理論，即傅立葉級(jí)數(shù)，對(duì)19世紀(jì)的數(shù)學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。而傅里葉變換在物理學(xué)、數(shù)論、組合數(shù)學(xué)、信號(hào)處理、概率、統(tǒng)計(jì)、密碼學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

讓·巴普蒂斯·約瑟夫·傅立葉而有關(guān)傅立葉級(jí)數(shù)，傅立葉變換的理論也不詳細(xì)闡述了，簡(jiǎn)而言之，它可以把難以看懂的時(shí)域譜變換成能看懂的頻域譜。

傅立葉變換紅外光譜測(cè)量的全過(guò)程：光譜儀發(fā)射紅外線(xiàn)通過(guò)寶石，在紅外線(xiàn)通過(guò)寶石時(shí)，會(huì)引起寶石中分子的振動(dòng)，同時(shí)分子振動(dòng)吸取特定的能量（不同波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)），干涉儀測(cè)量出原始的干涉圖，該圖是一種時(shí)域譜,它是一種極其復(fù)雜的譜,難以解釋?zhuān)詈笠徊?，?jì)算機(jī)對(duì)該干涉圖進(jìn)行快速傅立葉變換計(jì)算,從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的頻域譜,即紅外光譜圖，縱坐標(biāo)為透過(guò)率，橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)λ（μm）或波數(shù)（cm-1）。因此，譜圖稱(chēng)為傅立葉變換紅外光譜，儀器稱(chēng)為傅立葉變換紅外光譜儀。

二、紅外光譜儀的發(fā)展歷史

到目前為止紅外光譜儀已發(fā)展了三代。第一代是最早使用的棱鏡式色散型紅外光譜儀,用棱鏡作為分光元件，分辨率較低，對(duì)溫度、濕度敏感,對(duì)環(huán)境要求苛刻。上世紀(jì)六十年代出現(xiàn)了第二代光柵型色散式紅外光譜儀,采用先進(jìn)的光柵刻制和復(fù)制技術(shù),提高了儀器的分辨率,拓寬了測(cè)量波段,降低了環(huán)境要求。然后在上世紀(jì)七十年代又發(fā)展起來(lái)第三代的干涉型紅外光譜儀,傅立葉變換紅外光譜儀既是干涉型的代表，它具有寬的測(cè)量范圍、高測(cè)量精度、極清晰的分辨率以及極快的測(cè)量速度。

三、傅里葉變換紅外光譜儀的介紹

傅里葉變換紅外光譜儀，英文全稱(chēng)：Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡(jiǎn)寫(xiě)為FTIR Spectrometer。它不同于色散型紅外分光的原理，是基于對(duì)干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換的原理而開(kāi)發(fā)的紅外光譜儀，主要由紅外光源、光闌、干涉儀（分束器、動(dòng)鏡、定鏡）、樣品室、檢測(cè)器以及各種紅外反射鏡、激光器、控制電路板和電源組成?？梢詫?duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定、刑偵鑒定等領(lǐng)域。

傅里葉變換紅外光譜儀主要由邁克爾遜干涉儀和計(jì)算機(jī)組成。邁克爾遜干涉儀的主要功能是使光源發(fā)出的光分為兩束后形成一定的光程差，再使之復(fù)合以產(chǎn)生干涉，所得到的干涉圖函數(shù)包含了光源的全部頻率和強(qiáng)度信息。用計(jì)算機(jī)將干涉圖函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，就可計(jì)算出原來(lái)光源的強(qiáng)度按頻率的分布。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）是紅外光譜儀最常見(jiàn)的測(cè)試方式，也是分析、工業(yè)和科研實(shí)驗(yàn)室中非常強(qiáng)大的工具。

四、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的工作原理

紅外線(xiàn)和可見(jiàn)光一樣都是電磁波，紅外光又可依據(jù)波長(zhǎng)范圍分成近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三個(gè)波區(qū)，其中中紅外區(qū)（2.5～25μm；4000～400cm-1）能反映分子內(nèi)部所進(jìn)行的各種物理過(guò)程以及分子結(jié)構(gòu)方面的特征，對(duì)解決分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成中的各種問(wèn)題最為有效，因而中紅外區(qū)是紅外光譜中應(yīng)用的區(qū)域。

紅外光譜屬于吸收光譜，是由于化合物分子中成鍵原子振動(dòng)能級(jí)躍遷時(shí)吸收特定波長(zhǎng)的紅外光而產(chǎn)生的，只有引起分子偶極矩變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生紅外吸收。紅外吸收光譜主要用于結(jié)構(gòu)分析、定性鑒別及定量分析。

光源發(fā)出的光被分束器(類(lèi)似半透半反鏡)分為兩束，一束經(jīng)透射到達(dá)動(dòng)鏡，另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動(dòng)鏡反射再回到分束器，動(dòng)鏡以一恒定速度作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差，產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會(huì)合后通過(guò)樣品池，通過(guò)樣品后含有樣品信息的干涉光到達(dá)檢測(cè)器，然后通過(guò)傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終得到透過(guò)率或吸光度隨波數(shù)或波長(zhǎng)的紅外吸收光譜圖。

五、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的結(jié)構(gòu)組成

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）主要由紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測(cè)器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等組成，是干涉型紅外光譜儀的典型代表，不同于色散型紅外儀的工作原理，它沒(méi)有單色器和狹縫，利用邁克爾遜干涉儀獲得入射光的干涉圖，然后通過(guò)傅里葉數(shù)學(xué)變換，把時(shí)間域函數(shù)干涉圖變換為頻率域函數(shù)圖（普通的紅外光譜圖）：

1、光源

傅里葉變換紅外光譜儀為測(cè)定不同范圍的光譜而設(shè)置有多個(gè)光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈（近紅外）、硅碳棒（中紅外）、高壓汞燈及氧化釷燈（遠(yuǎn)紅外）。

2、分束器

分束器是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分，然后 再使之復(fù)合，如果可動(dòng)鏡使兩束光造成一定的光程差，則復(fù)合光束即可造成相長(zhǎng)或相消干涉。

對(duì)分束器的要求是：應(yīng)在波數(shù)v處使入射光束透射和反射各半，此時(shí)被調(diào)制的光束振幅最大。根據(jù)使用波段范圍不同，在不同介質(zhì)材料上加相應(yīng)的表面涂層，即構(gòu)成分束器。

3、探測(cè)器

傅里葉變換紅外光譜儀所用的探測(cè)器與色散型紅外分光光度計(jì)所用的探測(cè)器無(wú)本質(zhì)的區(qū)別。常用的探測(cè)器有硫酸三甘鈦（TGS）、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。

4、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

傅里葉變換紅外光譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī)，功能是控制儀器的操作，收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。

六、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的主要特點(diǎn)

1、信噪比高

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）所用的光學(xué)元件少，沒(méi)有光柵或棱鏡分光器，降低了光的損耗，而且通過(guò)干涉進(jìn)一步增加了光的信號(hào)，因此到達(dá)檢測(cè)器的輻射強(qiáng)度大，信噪比高。

2.、重現(xiàn)性好

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）采用的傅里葉變換對(duì)光的信號(hào)進(jìn)行處理，避免了電機(jī)驅(qū)動(dòng)光柵分光時(shí)帶來(lái)的誤差，所以重現(xiàn)性比較好。

3、掃描速度快

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）是按照全波段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的，得到的光譜是對(duì)多次數(shù)據(jù)采集求平均后的結(jié)果，而且完成一次完整的數(shù)據(jù)采集只需要一至數(shù)秒，而色散型儀器則需要在任一瞬間只測(cè)試很窄的頻率范圍，一次完整的數(shù)據(jù)采集需要十分鐘至二十分鐘。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，紅外光譜具有特征性強(qiáng)、分析快速、不破壞試樣、試樣用量少、操作簡(jiǎn)便、能分析各種狀態(tài)的試樣、分析靈敏度較高、應(yīng)用范圍廣（固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)樣品都能應(yīng)用；無(wú)機(jī)、有機(jī)、高分子化合物均可檢測(cè)）等特點(diǎn)，其與色譜（GC-IR）聯(lián)用或TGA（TGA-IR）聯(lián)用，定性功能強(qiáng)大。

七、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）樣品采樣分析技術(shù)分類(lèi)

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）常用的樣品分析技術(shù)中，最常見(jiàn)的是透射、衰減全反射（ATR）、鏡面反射和漫反射。FTIR光譜儀（如，愛(ài)丁堡傅里葉變換紅外光譜儀IR5）的設(shè)計(jì)也有助于實(shí)現(xiàn)中紅外（MIR）光譜范圍內(nèi)光致發(fā)光（FT-PL）的測(cè)量，拓寬了FTIR光譜儀的分析可能性，以下是跟大家分享的各種樣品分析技術(shù)的工作原理、優(yōu)點(diǎn)和適用的樣品類(lèi)型。

1、透射FTIR光譜法

透射FTIR光譜法是最傳統(tǒng)的樣品分析方法。入射紅外光通過(guò)樣品，透過(guò)的光被測(cè)量，產(chǎn)生以透射率（T%）表示的FTIR光譜。通俗的講就是：在透射模式下進(jìn)行傳統(tǒng)的傅里葉變換紅外 (FTIR) 光譜。透射 FTIR 光譜適用于液體、氣體、粉末和薄膜。在透射光譜中，樣品另一側(cè)的 FTIR 檢測(cè)器檢測(cè)通過(guò)樣品的紅外光。

透射FTIR可用于液體、固體和氣體樣品的分析。透射FTIR是一種對(duì)氣體測(cè)量至關(guān)重要的常用技術(shù)；但，透射FTIR的局限性則不利于固體和液體的樣品分析。ATR-FTIR已取代透射FTIR成為較為常用的樣品分析技術(shù)。

透射測(cè)量通常需要樣品制備，固體樣品需要分散在KBr中并壓成顆粒；測(cè)量液體時(shí)需要紅外透明窗片，如CaF2。這種方式放置樣品，可能出現(xiàn)由于紅外光束擊中樣品的位置不一致而導(dǎo)致光譜的重現(xiàn)性差。

2、衰減全反射 (ATR) FTIR法

衰減全反射 (ATR) -FTIR是固體和液體樣品分析的主要方法，因?yàn)樗鼛缀醪恍枰獦悠分苽?，而且是非破壞性的。在衰減全反射 (ATR) -FTIR中，入射光束被引導(dǎo)進(jìn)入衰減全反射 (ATR) 晶體（內(nèi)部反射元件（IRE））。衰減全反射 (ATR) 晶體必須具有高折射率（高于樣品的折射率）以防止光束穿過(guò)樣品。當(dāng)光線(xiàn)照射到IRE并從其內(nèi)表面完全反射時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)垂直投射到樣品中的隱矢波，如下圖所示。樣品吸收一定量的能量，隱矢波衰減。衰減后的光束從IRE反射到檢測(cè)器。

為了獲得光譜，樣品和晶體之間必須有全面接觸，衰減全反射 (ATR) 附件通過(guò)頂針（夾緊臂）對(duì)固體施加壓力，確保樣品和晶體之間的一致性接觸。

總體來(lái)說(shuō)，衰減全反射 (ATR) 是傅里葉變換紅外 (FTIR) 光譜中最常用的采樣技術(shù)。衰減全反射 (ATR) -FTIR 能夠快速、輕松地測(cè)量包括液體、固體、粉末、半固體和糊劑在內(nèi)的多種樣品類(lèi)型，從而被廣泛采用。在衰減全反射 (ATR) 采樣模式下，紅外 (IR) 光穿透晶體，在晶體-樣品界面處發(fā)生內(nèi)反射，反射光傳播至 FTIR 檢測(cè)器。在內(nèi)反射過(guò)程中，一部分紅外光進(jìn)入樣品并被吸收。進(jìn)入樣品的光則被稱(chēng)為衰減波。

在衰減全反射傅里葉變換紅外 (衰減全反射 (ATR) -FTIR) 模式下，紅外光在晶體內(nèi)被完全反射，一小部分光與樣品發(fā)生相互作用。

衰減波穿透樣品的深度取決于 ATR 晶體與樣品之間的折光率差值。因此，衰減全反射 (ATR) -FTIR 分析中需根據(jù)樣品類(lèi)型使用不同的晶體材料，同時(shí)衰減全反射 (ATR) 晶體也有多種材料可選，選擇哪種材料取決于應(yīng)用領(lǐng)域。ZnSe晶體適用于常規(guī)分析，但較硬的樣品會(huì)導(dǎo)致晶體破裂或破碎，強(qiáng)酸性或堿性樣品會(huì)產(chǎn)生有毒煙霧。Ge晶體由于其穿透深度較小，適合于高折射率樣品和表面分析。金剛石是衰減全反射 (ATR) 晶體的標(biāo)準(zhǔn)材料，它幾乎堅(jiān)不可摧，同時(shí)為加熱衰減全反射 (ATR) -FTIR實(shí)驗(yàn)提供高導(dǎo)熱性。

3、鏡面反射法

鏡面反射是一種外部反射技術(shù)，不同于依賴(lài)于內(nèi)部反射的衰減全反射 (ATR) 。在鏡面反射中入射角等于反射角。該技術(shù)用于固體的光滑表面，特別適用于反射基質(zhì)上的薄膜、大塊材料、單層樣品分析。此類(lèi)型的附件還可以測(cè)量涂覆在金屬表面樣品的透射-反射率（透反射）光譜。光譜包含來(lái)自涂層表面的信息，以及下面的金屬表面。這種方法最適用于測(cè)量金屬表面的保護(hù)涂層。

鏡面反射采樣可用于液體、薄膜和散裝材料的 FTIR 檢測(cè)。說(shuō)白了，就是紅外(IR) 光以特定角度照射到樣品表面上并被反射，然后在與入射光相同的特定角度檢測(cè)反射光。

4、漫反射法

漫反射紅外傅立葉變換光譜（DRIFTS）是外部反射技術(shù)，用于收集具有粗糙表面的強(qiáng)吸收樣品（如粉末）的紅外光譜。紅外入射光束穿透樣品，隨后向各個(gè)方向散射。DRIFTS的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樗幬飳W(xué)和法醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室粉末樣品的定性分析。

所以，漫反射的采樣技術(shù)略有不同。它主要用于粉末的 FTIR 分析。紅外光 (IR) 照射到樣品上會(huì)向各個(gè)角度反射。

5、FT-發(fā)光（PL）光譜法

FTIR光譜儀通過(guò)升級(jí)配置可用于測(cè)量中紅外區(qū)域的光致發(fā)光（PL）光譜。對(duì)于這種測(cè)量，需要一個(gè)激發(fā)激光，并引導(dǎo)激光至樣品上。然后，樣品的PL發(fā)射信號(hào)進(jìn)入干涉儀后到達(dá)檢測(cè)器。該技術(shù)主要用于檢測(cè)稀土和半導(dǎo)體的MIR光致發(fā)光信號(hào)。

FTIR光譜技術(shù)是一種非常通用的技術(shù)，可以搭載適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的樣品附件，還可以適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)室需求，從常用的方法（如ATR-FTIR附件）到FTIR光譜儀的使用（如FT-PL）。

八、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的應(yīng)用領(lǐng)域

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析具有廣泛的應(yīng)用，是許多領(lǐng)域中的重要技術(shù)。下面列舉出其中幾個(gè)應(yīng)用：

1、化學(xué)分析

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析可以用于確定化學(xué)物質(zhì)的種類(lèi)和濃度。它可以幫助化學(xué)家確定分子的結(jié)構(gòu)，并在研究中使用該信息進(jìn)行反應(yīng)控制和品質(zhì)控制。

2、多晶體分析

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析也可以用來(lái)分析固體中的化學(xué)結(jié)構(gòu)。多晶體分析可以提供材料的形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)信息，包括晶格參數(shù)、晶胞體積等。

3、生物醫(yī)學(xué)研究

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析在生物醫(yī)學(xué)研究中也有重要應(yīng)用。例如，可以用于快速檢測(cè)血液和組織標(biāo)本中的病原體和代謝產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)創(chuàng)診斷和治療。

九、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析技術(shù)在化學(xué)研究中的重要性

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析技術(shù)在化學(xué)研究中的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、分子結(jié)構(gòu)研究

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析可以用來(lái)確定分子結(jié)構(gòu)，并用于反應(yīng)控制和品質(zhì)控制。這種技術(shù)對(duì)于研究新的材料和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是至關(guān)重要的。

2、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析可以跟蹤化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，并獲得化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的信息。研究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理可以幫助我們了解以下內(nèi)容：反應(yīng)中間物的生成、反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的發(fā)生變化、反應(yīng)條件如何影響化學(xué)反應(yīng)等內(nèi)容。

3、質(zhì)量控制

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析也可以用于產(chǎn)品質(zhì)量控制。通過(guò)確定樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以確保產(chǎn)品符合預(yù)期的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析作為一種強(qiáng)大而廣泛的分析技術(shù)，具有許多重要應(yīng)用，可以幫助確定分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)理。它在化學(xué)研究中發(fā)揮著重要的作用，并為化學(xué)家們提供了寶貴的工具。

十、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）與其他儀器的聯(lián)用技術(shù)

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）與其他儀器的聯(lián)用技術(shù)是近代研究發(fā)展的重要方向。在現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)中，用于復(fù)雜試樣的微量或痕量組分的分離分析的多功能紅外聯(lián)機(jī)檢測(cè)技術(shù)代表了新的發(fā)展方向。

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）與色譜聯(lián)用可以進(jìn)行多組分樣品的分離和定性，與顯微鏡聯(lián)用可進(jìn)行微量樣品的分析鑒定，與熱失重聯(lián)用可進(jìn)行材料的熱穩(wěn)定性研究，與拉曼光譜聯(lián)用可得到紅外光譜弱吸收的信息。實(shí)踐證明，紅外光譜聯(lián)用技術(shù)是一種十分有效的實(shí)用技術(shù)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)的有氣相色譜-紅外、GX液相色譜-紅外、超臨界流體色譜-紅外、薄層色譜-紅外、熱失重-紅外、顯微鏡-紅外及氣相色譜-紅外-質(zhì)譜等，這將進(jìn)一步提高分析儀器的分離分析能力。

隨著傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)紅外、近紅外、偏振紅外、高壓紅外、紅外光聲光譜、紅外遙感技術(shù)、變溫紅外、拉曼光譜、色散光譜等技術(shù)也相繼出現(xiàn)，這些技術(shù)的出現(xiàn)使紅外成為物質(zhì)結(jié)構(gòu)和鑒定分析的有效方法。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，紅外光譜定性分析實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)檢索和輔助光譜解析。概括地說(shuō)，就是首先將相當(dāng)數(shù)量化合物的紅外光譜圖，按照一定規(guī)則進(jìn)行編碼后，存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備中形成譜庫(kù)，然后，對(duì)待分析樣品的紅外光譜圖也進(jìn)行同樣的編碼，再以某種計(jì)算方法與譜庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)逐個(gè)進(jìn)行比較，挑選出類(lèi)似的數(shù)據(jù)，之后按類(lèi)似的程度輸出挑選結(jié)果，從而達(dá)到光譜檢索目的。而這也大大減少了光譜解析的工作量。

十一、寫(xiě)在最后面的話(huà)

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析技術(shù)是一種紅外 (IR)光譜法，廣泛用于定性和定量表征材料。FTIR 采樣技術(shù)主要有四種：透射、衰減全反射(ATR)、鏡面反射和漫反射 (DRIFTS)，它們的區(qū)別在于紅外光與樣品的相互作用方式以及所需的樣品類(lèi)型。傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析技術(shù)使研究人員能夠高精度地識(shí)別分子結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)和濃度，這使其在紡織、材料科學(xué)、制藥以及食品飲料等各個(gè)領(lǐng)域都具有不可估量的價(jià)值。

十二、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）技術(shù)的常見(jiàn)問(wèn)答

1、Q：FTIR的測(cè)試樣品干燥的目的？含水的樣品可以測(cè)試嗎？

A：含水的樣品不能直接測(cè)試，測(cè)出來(lái)的水峰（3000-3500cm-1左右）太明顯，會(huì)影響附近峰的分析，含水的樣品測(cè)試前必須干燥，干燥的目的就是除水。

2、Q：高溫紅外數(shù)據(jù)，基線(xiàn)不平和室溫測(cè)試結(jié)果差距較大是什么原因？

A：基線(xiàn)是否平和透過(guò)情況，是樣品本身決定的，高溫紅外和普通紅外測(cè)試一樣，都不會(huì)太平滑，使基線(xiàn)變平整就修改了本身特征（紅外測(cè)試完是可以手動(dòng)調(diào)整基線(xiàn)的，但是有修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)造假的嫌疑，不建議調(diào)整）。

3、Q：紅外圖測(cè)試吸收率在波數(shù)較小的地方圖譜出現(xiàn)很多豎直線(xiàn)怎么回事？

A：測(cè)試無(wú)機(jī)樣，紅外吸收不好，不建議測(cè)試吸收，一般透過(guò)率效果還好一些。

4、Q：紅外數(shù)據(jù)吸收可以轉(zhuǎn)出透過(guò)嗎？

A：可以轉(zhuǎn)，但僅限視圖，無(wú)法得到轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)，如果想要原始數(shù)據(jù)，需要重新測(cè)試。

5、Q：紅外漫反射模式數(shù)據(jù)只能得到反射率嗎？

A：不是的，漫反射只是一種模式，既可以得到反射率，也可以得到吸收率或透過(guò)率，一般漫反射會(huì)選K-M模式，是漫反射函數(shù)校正后的結(jié)果。

6、Q：紅外測(cè)試結(jié)果的透過(guò)率反射率大于100%（吸收小于0）怎么回事？

A：透過(guò)率、反射率大于100%或吸收小于0，說(shuō)明樣品某些波數(shù)區(qū)域的透過(guò)率、反射率要好于背景（吸收比背景弱），可能是以下原因：

（1）有可能是溴化鉀片表面毛糙了，雜散光較多，所以背景透過(guò)率較?。ㄎ蛰^大）。

（2）沒(méi)有扣除背底進(jìn)行校正，這種情況不影響定性結(jié)果，可以直接用。

7、Q：測(cè)試曲線(xiàn)出現(xiàn)部分位置透過(guò)率為0無(wú)法看出峰位，是什么原因造成的？

A：這種數(shù)據(jù)無(wú)法看出真實(shí)峰位，不能用來(lái)進(jìn)行分析；造成這種曲線(xiàn)的的原因可能是：

（1）粉末樣品的話(huà)，這種情況一般是樣品量放太多了，需要重新測(cè)試；

（2）塊體的話(huà)應(yīng)該是樣品吸收能力較強(qiáng)，需要用全反射模式進(jìn)行測(cè)試。

8、Q：紅外測(cè)試是如何定性定量的？

A：定性：組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)的狀態(tài)，不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同，在紅外光譜上將處于不同位置，從而可獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息；

定量：依據(jù)朗伯-比爾定律，峰的吸收強(qiáng)度A=a*b*c（其中a為吸收系數(shù)，常數(shù)；b為厚度；c為濃度）有內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法兩種，一般采用內(nèi)標(biāo)法，利用不同基團(tuán)吸收峰的面積的比值進(jìn)行定量分析，但是紅外定量只能算是半定量。

9、Q：傅里葉變換紅外光譜與拉曼光譜各有什么特殊的優(yōu)勢(shì)嗎？

A：拉曼光譜的優(yōu)勢(shì)在于它使用更短的波長(zhǎng)，這意味著拉曼可以獲得更好的空間分辨率，與FTIR紅外光譜儀分析相比，拉曼可以分析更小的粒子。但拉曼有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，拉曼需要很大的能量，這對(duì)于易損的樣品可能是一個(gè)問(wèn)題，他們可能會(huì)被破壞；第二，熒光對(duì)拉曼有很大的干擾，拉曼光譜會(huì)被熒光遮蔽，所以識(shí)別可能存在問(wèn)題。

另一方面，F(xiàn)TIR傅里葉紅外光譜的速度更快、靈敏度更高，但FTIR使用的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，在空間分辨率方面受到限制。FTIR只能分析較大的顆粒，而拉曼光譜可以分析0.5微米以下的顆粒，具有很好的識(shí)別性。FTIR能分析的顆粒尺寸通常不會(huì)小于7微米，但比拉曼光譜快。例如，在分析含有大量顆粒的過(guò)濾器時(shí)，許多人更喜歡FTIR，因?yàn)樗鼈兛梢栽谙嗤臅r(shí)間內(nèi)分析更多的顆粒。

10、Q：什么是ATR模式？

A：ATR即衰減全反射，是紅外光譜測(cè)試技術(shù)中一種應(yīng)用十分廣泛的采樣技術(shù)，將待測(cè)樣品置于A(yíng)TR附件上方，紅外光束在A(yíng)TR晶體內(nèi)發(fā)生衰減反射后到達(dá)檢測(cè)器，在測(cè)試塊體、薄膜、液體、漿狀、膠狀、粉末、柔軟的聚合物等樣品時(shí)大有用處，既可以免除壓片制樣的繁瑣步驟，又可以避免溴化鉀吸水帶來(lái)的水的吸收峰對(duì)測(cè)試的干擾。

11、Q：如何選擇紅外測(cè)試方法？

A：紅外測(cè)試一般主要分為溴化鉀壓片法、ATR及液體樣品池方法。 溴化鉀壓片方法適合粉末樣品，此方法中涉及溴化鉀帶入的雜峰影響，所以我們一般選擇扣除溴化鉀背景和空氣背景方法（具體方法客戶(hù)可以指定），扣除溴化鉀背景可以盡量避免溴化鉀引入的雜峰（主要因?yàn)殇寤洏O易吸水，羥基峰影響非常明顯）。 ATR方法適合各種固體，塊狀薄膜，液體等無(wú)法研磨成粉末樣品，該方法優(yōu)勢(shì)是無(wú)其它雜質(zhì)峰干擾，但是缺點(diǎn)為有些樣品峰會(huì)比較弱。液體樣品池法，一般適合于一些液體樣品測(cè)試，如果采用的是溴化鉀窗片，樣品里不能含水，不能跟溴化鉀反應(yīng)。

12、Q：對(duì)于樣品中目標(biāo)結(jié)構(gòu)含量較少的情況，可以測(cè)出嗎？

A：樣品純度應(yīng)盡量高，否則目標(biāo)峰周?chē)休^多雜峰或強(qiáng)吸收峰，可能分辨不出。

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審核編輯 黃宇