材料分析化學(xué)課件

材料分析化學(xué)（三）

材料的價鍵分析

朱永法清華大學(xué)化學(xué)系2003.10.14材料分析化學(xué)1清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)（三）

材料的價鍵分析

朱永法材料分析化學(xué)1清價鍵分析概要材料性質(zhì)不僅與元素，結(jié)構(gòu)，價態(tài)等因素有關(guān)，還與其價鍵狀態(tài)有關(guān)；價鍵分析主要分析其基團(tuán)以及化學(xué)鍵性質(zhì)，與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；價鍵分析主要研究鍵的振動狀態(tài)；主要有三種方式：紅外光譜，拉曼光譜和高分辯能量損失譜；材料分析化學(xué)2清華大學(xué)化學(xué)系表面組價鍵分析概要材料性質(zhì)不僅與元素，結(jié)構(gòu)，價態(tài)等因素有關(guān)，還與其材料的價鍵分析研究內(nèi)容 化學(xué)鍵，分子結(jié)構(gòu)，結(jié)合形式，吸附狀態(tài)等研究方法 紅外光譜，拉曼光譜，電子能量損失譜分析內(nèi)容 分子振動和轉(zhuǎn)動，晶格振動和轉(zhuǎn)動等材料分析化學(xué)3清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料的價鍵分析研究內(nèi)容材料分析化學(xué)3清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜及其應(yīng)用材料分析化學(xué)4清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜及其應(yīng)用材料分析化學(xué)4清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜基礎(chǔ)知識紅外光譜屬于分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要與分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)能產(chǎn)生偶極距變化的分子均可以產(chǎn)生紅外吸收；除單原子分子以及同核分子以外的有機(jī)分子均可以具有特征吸收。（F，N2）紅外光譜的吸收頻率，吸收峰的數(shù)目以及強(qiáng)度均與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以用來鑒定未知物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)基團(tuán)

此外，還與晶體的振動和轉(zhuǎn)動有關(guān)；（材料科學(xué)研究較多）材料分析化學(xué)5清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜基礎(chǔ)知識紅外光譜屬于分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要與分子的結(jié)紅外光譜的劃分紅外區(qū)域λ/μmν/cm－1能級躍遷類型近紅外區(qū)0.75~2.513158~4000OH、NH及CH鍵的倍頻吸收中紅外區(qū)2.5~254000-400分子振動遠(yuǎn)紅外區(qū)25~1000400-10分子轉(zhuǎn)動

材料分析化學(xué)6清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜的劃分紅外區(qū)域λ/μmν/cm－1能級躍遷類型近紅外光譜原理紅外吸收的產(chǎn)生

在分子內(nèi)部具有振動和轉(zhuǎn)動能級，當(dāng)物質(zhì)被一束紅外光線輻照時，只要紅外光的能量與能級躍遷的能級合適，在分子內(nèi)部就可以產(chǎn)生振動或轉(zhuǎn)動躍遷，產(chǎn)生紅外吸收。因此其吸收的能量是量子化的，有躍遷的兩個能級決定。振動能量E＝（v＋1/2）hν

材料分析化學(xué)7清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜原理紅外吸收的產(chǎn)生材料分析化學(xué)7清華大學(xué)化學(xué)系表面紅外吸收的能量S0S1UV/VisV3V2V1V0S0S1IRElectronicSpectroscopyVibrationalSpectroscopy材料分析化學(xué)8清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外吸收的能量S0S1UV/VisV3S0S1IRElec雙原子分子振動分析Example:C=Ostretching,k~1x106dynes/cm,m=1.1x10-23 Theoreticalprediction:u=1600cm-1 Experimentalresult:u=1500-1900cm-1

upm=12ckc

–光速；k–力常數(shù)；m–reducedmassofatoms1and2(m1andm2)

m=m1*m2/(m1

+m2)m1m2化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，折合質(zhì)量越小，則化學(xué)鍵的振動頻率越高，吸收峰將在高波數(shù)區(qū)出現(xiàn)。

材料分析化學(xué)9清華大學(xué)化學(xué)系表面組雙原子分子振動分析Example:C=Ostretc多原子分子的振動簡正振動的振動狀態(tài)是分子質(zhì)心保持不變，整體不轉(zhuǎn)動，每個原子均在其平衡位置附近做簡諧振動，其振動頻率和相位均相同，即每個原子都在同一瞬間通過其平衡位置，而且同時達(dá)到其最大位移質(zhì)多原子分子的振動可以分解為很多簡單的簡正運(yùn)動來描述分子中的任何一個復(fù)雜振動均可以分解為簡正振動的線性組合

伸縮振動和變形振動

材料分析化學(xué)10清華大學(xué)化學(xué)系表面組多原子分子的振動簡正振動的振動狀態(tài)是分子質(zhì)心保持不變，整體不水分子的紅外吸收示意圖材料分析化學(xué)11清華大學(xué)化學(xué)系表面組水分子的紅外吸收示意圖材料分析化學(xué)11清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收強(qiáng)度紅外吸收光譜的強(qiáng)度主要取決于分子振動時的偶極距變化，而偶極距的變化又與分子的振動方式有關(guān)。振動的對稱性越高，振動分子中的偶極距的變化越小，譜帶強(qiáng)度越弱。一般來說，極性強(qiáng)度越強(qiáng)的基團(tuán)，其吸收強(qiáng)度越強(qiáng)；極性較弱的基團(tuán)其振動吸收也較弱

材料分析化學(xué)12清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收強(qiáng)度紅外吸收光譜的強(qiáng)度主要取決于分子振動時的偶極距變化，基團(tuán)頻率在紅外光譜中，每種官能團(tuán)均具有特征的結(jié)構(gòu)，因此也具有特定的吸收頻率。根據(jù)特征頻率就可以對有機(jī)物的基團(tuán)進(jìn)行鑒別。這也是紅外光譜分析有機(jī)物結(jié)構(gòu)的依據(jù)。在中紅外中，把4000～1300波數(shù)范圍稱為基團(tuán)頻率區(qū)，把1800～600波數(shù)稱為指紋頻率區(qū)。

材料分析化學(xué)13清華大學(xué)化學(xué)系表面組基團(tuán)頻率在紅外光譜中，每種官能團(tuán)均具有特征的結(jié)構(gòu)，因此也具有AbsorbanceSpectrumand“fingerprint”ofaMoleculeDefinition:Plotofenergyabsorbedvs.frequency(cm-1ormm)

Usage:“Figerprint”ofamolecule.Mr(s).XYZ3400300026002200180014001000AbsorbanceCompound:CwHxNyOzWavenumber(cm-1)材料分析化學(xué)14清華大學(xué)化學(xué)系表面組AbsorbanceSpectrumand“fingCharacteristicPeaksofFunctionalGroupO-H 3300-3600cm-1H5C6-H 3010-3030cm-1CH3-CH2-H2980cm-1EsterC=O1740cm-1Ketone 1720cm-1AmideC=O1670cm-1Nitro-NO21530,1340cm-1Si-O~1100cm-1材料分析化學(xué)15清華大學(xué)化學(xué)系表面組CharacteristicPeaksofFuncti影響基團(tuán)頻率的因素內(nèi)部因素電子效應(yīng)，氫鍵的影響，振動耦合以及Fermi共振。外部因素氫鍵作用，濃度效應(yīng)，溫度效應(yīng)，樣品狀態(tài)，制樣方式以及溶劑極性等。

材料分析化學(xué)16清華大學(xué)化學(xué)系表面組影響基團(tuán)頻率的因素內(nèi)部因素材料分析化學(xué)16清華大學(xué)化學(xué)系表面電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)由于取代基具有不同的電負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)作用，使得分子中電子云分布發(fā)生變化，從而改變了化學(xué)鍵的力常數(shù)，使得基團(tuán)的特征振動頻率發(fā)生位移。共軛效應(yīng)指共軛體系中的電子云密度平均化，使得原來的雙鍵的電子云密度降低，鍵長增加，力常數(shù)變小，最后導(dǎo)致吸收頻率向低波數(shù)方向移動。中介效應(yīng)是當(dāng)含有孤對電子的原子與具有多種鍵的原子相連時，可以產(chǎn)生類似的共軛作用，該效應(yīng)稱為中介效應(yīng)。

材料分析化學(xué)17清華大學(xué)化學(xué)系表面組電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)由于取代基具有不同的電負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)其它效應(yīng)氫鍵使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。分子內(nèi)氫鍵不受濃度的影響，分子間氫鍵則受濃度的影響。振動耦合是當(dāng)兩個振動頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并具有一個公用原子時，由于一個鍵的振動通過公用原子使另一個鍵的長度發(fā)生變化，產(chǎn)生一個微擾作用，從而形成強(qiáng)力的振動相互作用，結(jié)果是使振動頻率發(fā)生變化，一個向高頻移動，另一個則向低頻移動，譜帶產(chǎn)生分裂。Fermi共振當(dāng)一個振動的倍頻與另一個振動的基頻接近時，發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生分裂的現(xiàn)象。

材料分析化學(xué)18清華大學(xué)化學(xué)系表面組其它效應(yīng)氫鍵使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。分儀器裝置色散型紅外光譜儀 光源，吸收池，單色器和檢測器以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)組成Fourier變換紅外光譜儀

光源，吸收池，干涉儀和檢測器以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)組成

材料分析化學(xué)19清華大學(xué)化學(xué)系表面組儀器裝置色散型紅外光譜儀材料分析化學(xué)19清華大學(xué)化學(xué)系表面組光源紅外光譜的光源主要采用Nernst燈或硅碳棒。Nernst燈的工作溫度為1700度，其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光強(qiáng)度高，使用壽命長以及穩(wěn)定性好。其缺點(diǎn)是價格貴，機(jī)械強(qiáng)度差，操作復(fù)雜。硅碳棒的工作溫度在1200～1500度。其優(yōu)點(diǎn)是在低波數(shù)區(qū)的發(fā)光強(qiáng)度高，使用低波數(shù)范圍可低致200cm－1。此外，硅碳棒堅(jiān)固，發(fā)光面積大，壽命長。材料分析化學(xué)20清華大學(xué)化學(xué)系表面組光源紅外光譜的光源主要采用Nernst燈或硅碳棒。材料分析化吸收池和檢測器由于玻璃，石英等常規(guī)透明材料不能透過紅外線，因此紅外吸收池必須采用特殊的透紅外材料制作如：NaCl，KBr，CsI，KRS-5等作為窗口。由于該類材料均屬于無機(jī)鹽，很容易吸收水汽發(fā)生潮解。固體粉體樣品可以直接與KBr混合壓片，直接進(jìn)行測定。紅外光譜的單色器主要由光柵，準(zhǔn)直器和狹縫構(gòu)成。紅外檢測器一般采用高真空熱電偶，熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。記錄系統(tǒng)目前一般采用計(jì)算機(jī)。

材料分析化學(xué)21清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收池和檢測器由于玻璃，石英等常規(guī)透明材料不能透過紅外線，因Fourier變換紅外光譜儀是七十年代發(fā)展起來的一種紅外光譜儀。具有掃描速度快，測量時間短，可以在1s內(nèi)獲得紅外光譜，適合快速反應(yīng)的研究?？梢赃M(jìn)行與色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用。檢測靈敏度高，檢測極限可達(dá)10－9～10－12g；分辨率高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm－1；光譜范圍廣，可研究整個紅外區(qū)。測定精度高，可達(dá)0.1%，而雜散光小于0.01%。

材料分析化學(xué)22清華大學(xué)化學(xué)系表面組Fourier變換紅外光譜儀是七十年代發(fā)展起來的一種紅外光譜材料分析化學(xué)23清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)23清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)24清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)24清華大學(xué)化學(xué)系表面組FourierTransform材料分析化學(xué)25清華大學(xué)化學(xué)系表面組FourierTransform材料分析化學(xué)25清華大學(xué)化ComparisonofInterferogramandOpticalSpectraISd|0+_++|0|0__dduIntensityIntensityIntensityIntensityIntensityIntensity(cm)(cm)(cm)u(cm-1)u1u2u(cm-1)u(cm-1)FToperation材料分析化學(xué)26清華大學(xué)化學(xué)系表面組ComparisonofInterferograman色散型紅外光譜儀Dispersive(Monochromatic)IR

SourceDetectorSamespectralelementpassesthroughthesampleandthereferencealternativelyDifferentspectralelementssequentiallypassthroughthesampleandthenthedetector(mechanicalseparationofspectralelements)SNRisimprovedbyincreasingthewidthoftheslits,thusreducingtheresolution

EntranceSlitCollimatinglensPrismorGratingSampleReferenceDispersionElementExitSlit材料分析化學(xué)27清華大學(xué)化學(xué)系表面組色散型紅外光譜儀DetectorSamespectr材料分析化學(xué)28清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)28清華大學(xué)化學(xué)系表面組BasicAdvantagesofFT-IROverDispersiveIR

(FTIR紅外的優(yōu)點(diǎn))HighResolution（高分辨率） e.g.RES=0.1cm-1HighPrecisionandAccuracy（高精度） (Lasercorrection) HighSpeed（高速度）

e.g.60scans/secOn-LineGC/FT-IR,Kinetics （連用，動力學(xué)研究） HighSensitivity,HighEnergy（高靈敏度） microgram,

nanogramlevel材料分析化學(xué)29清華大學(xué)化學(xué)系表面組BasicAdvantagesofFT-IROvHowtoGetanFT-IRSpectrum?A.singlebeam(reference)spectrumB.unratioedsamplespectrumB/Atransmissionspectrumlog(A/B)absorbancespectrum材料分析化學(xué)30清華大學(xué)化學(xué)系表面組HowtoGetanFT-IRSpectrum?FT-IRTransmissionSpectrum材料分析化學(xué)31清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRTransmissionSpectrum材料FT-IRAbsorbanceSpectrum材料分析化學(xué)32清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRAbsorbanceSpectrum材料分析化樣品的制備氣體，液體或固體

要求樣品中不含游離水

要求樣品的濃度和測試層的厚度選擇適當(dāng)，透射比在10%～80%之間

材料分析化學(xué)33清華大學(xué)化學(xué)系表面組樣品的制備氣體，液體或固體材料分析化學(xué)33清華大學(xué)化學(xué)系表氣體分析氣體樣品的分析一般需要?dú)怏w池，在兩端窗口設(shè)置紅外透光的NaCl，KBr等鹽窗。一般先將氣體池抽真空，然后再注入被測氣體。氣體池也經(jīng)常用于催化劑的表面吸附和催化反應(yīng)產(chǎn)物的檢測，通常還需要配置加熱控溫裝置。

材料分析化學(xué)34清華大學(xué)化學(xué)系表面組氣體分析氣體樣品的分析一般需要?dú)怏w池，在兩端窗口設(shè)置紅外透光液體樣品液體池法適合沸點(diǎn)低，揮發(fā)性較大的樣品，可利用注射器定量地直接注入密封的液體池中。一般保持液體層的厚度為0.01～1mm。該方法的定量分析效果比較好，是紅外光譜進(jìn)行液體定量分析常用的方法。液膜法主要適合沸點(diǎn)高的樣品，可以把樣品直接滴加在兩塊鹽片之間，形成液膜。對于具有很強(qiáng)紅外吸收的樣品，可以通過調(diào)節(jié)樣品液層的厚度來調(diào)節(jié)透射比，也可以通過適當(dāng)溶劑稀釋的方法來獲得滿意的吸收譜。材料分析化學(xué)35清華大學(xué)化學(xué)系表面組液體樣品液體池法適合沸點(diǎn)低，揮發(fā)性較大的樣品，可利用注射器定固體樣品對于一些能溶于溶劑的固體樣品，也可以配成溶液直接用液體法測定。對溶劑的要求是在所測區(qū)域內(nèi)沒有強(qiáng)力的紅外吸收，不會腐蝕鹽片，對樣品沒有強(qiáng)烈的溶劑化效應(yīng)。一般采用CS2（1350～600cm－1），CCl4（4000～1350cm－1）作為溶劑。材料分析化學(xué)36清華大學(xué)化學(xué)系表面組固體樣品對于一些能溶于溶劑的固體樣品，也可以配成溶液直接用液固體樣品壓片法一般是將1～2mg的固體樣品與200mg純KBr粉體進(jìn)項(xiàng)研磨混勻，利用模具直接壓成均勻透明的薄片。KBr和樣品均需要干燥以及研磨致粒度小于2微米以下，消除光散射作用石蠟糊法就是將樣品研磨細(xì)后與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片間分析。薄膜法主要適用高分子材料，可以通過加熱或壓延的方法制備成薄膜對于無機(jī)固體樣品還可以通過測定紅外反射光譜的方式獲得紅外特征吸收信息。

材料分析化學(xué)37清華大學(xué)化學(xué)系表面組固體樣品壓片法一般是將1～2mg的固體樣品與200mg純KBIRTransparentWindowsKBr 4000-400cm-1 NaCl 4000-600cm-1 ZnSe 4000-600cm-1 ZnS 4000-750cm-1 BaF2 4000-800cm-1CaF2 4000-1100cm-1CsI 4000-200cm-1

材料分析化學(xué)38清華大學(xué)化學(xué)系表面組IRTransparentWindowsKBr 鏡面反射光譜紅外線直接輻照樣品表面，采集樣品表面反射的信息光滑平整的固體表面樣品分析金屬表面的薄膜，金屬表面處理膜；食品包裝材料以及各種涂層材料等由于在不同波長下的折射系數(shù)不同，在強(qiáng)吸收譜帶范圍內(nèi)會產(chǎn)生類似導(dǎo)數(shù)譜的特征吸收，可以通過K-K（Kramers-Kronig）變換，獲得正常的發(fā)射光譜

材料分析化學(xué)39清華大學(xué)化學(xué)系表面組鏡面反射光譜紅外線直接輻照樣品表面，采集樣品表面反射的信息材鏡面反射原理SampleDetector材料分析化學(xué)40清華大學(xué)化學(xué)系表面組鏡面反射原理SampleDetector材料分析化學(xué)40清華K-K校準(zhǔn)材料分析化學(xué)41清華大學(xué)化學(xué)系表面組K-K校準(zhǔn)材料分析化學(xué)41清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射紅外光譜技術(shù)適合材料表面光譜信息分析厚度較大：大于0.1mm塑料，高聚物和橡膠，紙樣等在材料分析上有較大的用途吸收強(qiáng)度與光線的入射深度有關(guān)，必須進(jìn)行MIR方程校準(zhǔn)。材料分析化學(xué)42清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射紅外光譜技術(shù)適合材料表面光譜信息分析材料分析化學(xué)4衰減全反射(ATR)附件ATR附件主要用于固體、凝膠、橡膠等材料表面的研究。測量表面厚度需在1m以上也可用于溶液分析（蛋白水溶液）材料分析化學(xué)43清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射(ATR)附件ATR附件主要用于固體、凝膠、橡FT-IRSamplingAccessoriesATR(AttenuatedTotallyReflectance) SampleIRCrystalDetector材料分析化學(xué)44清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATRFT-IRSamplingAccessoriesATR(AttenuatedTotallyReflectance)SampleSampleDetectorCrystalMIR:MultipleInternalReflectance材料分析化學(xué)45清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATRFT-IRSamplingAccessoriesATRLiquidCellSampleSampleDetectorCuboidCrystalPerfectforaqueoussolution材料分析化學(xué)46清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATR校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)47清華大學(xué)化學(xué)系表面組校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)47清華大學(xué)化學(xué)系表面組收集高散射樣品的光譜信息

適合于粉體樣品的紅外分析是一種半定量的分析技術(shù)

KM（Kubelka－Munk）方程校準(zhǔn)后可以進(jìn)行定量分析

不需要壓片

漫反射紅外光譜材料分析化學(xué)48清華大學(xué)化學(xué)系表面組收集高散射樣品的光譜信息漫反射紅外光譜材料分析化學(xué)48清華漫反射附件漫反射附件主要用于測量顆粒表面，或不平整的表面適用于表面厚度約在10m左右的材料材料分析化學(xué)49清華大學(xué)化學(xué)系表面組漫反射附件漫反射附件主要用于測量顆粒表面，或不平整的表面材料FT-IRSamplingAccessoriesDiffuseReflectanceDetectorPowdersamplewithKBr材料分析化學(xué)50清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesDiff校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)51清華大學(xué)化學(xué)系表面組校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)51清華大學(xué)化學(xué)系表面組顯微紅外可以進(jìn)行微區(qū)分析10*10微米可以進(jìn)行價鍵的Map分布分析適合于微小材料分析材料分析化學(xué)52清華大學(xué)化學(xué)系表面組顯微紅外可以進(jìn)行微區(qū)分析10*10微米材料分析化學(xué)52清華大材料分析化學(xué)53清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)53清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)54清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)54清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)55清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)55清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)56清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)56清華大學(xué)化學(xué)系表面組中藥材的研究材料分析化學(xué)57清華大學(xué)化學(xué)系表面組中藥材的研究材料分析化學(xué)57清華大學(xué)化學(xué)系表面組納米合成研究TiCl4乙醇溶液成膠化過程中的紅外光譜圖(A)0小時(B)42小時(C)144小時

Ti-O-C鍵的621cm-1吸收峰

3240cm-1Ti-OH基

1623cm-1的弱峰也表明了締合-OH2978，2930，2890cm-1及1456，1390cm-1等有甲基和亞甲基的吸收峰成膠時間增加，無機(jī)化程度增加材料分析化學(xué)58清華大學(xué)化學(xué)系表面組納米合成研究TiCl4乙醇溶液成膠化過程中的紅外光譜圖Ti-納米合成TiCl4與不同醇制備的Ti(OH)4紅外譜圖(a)CH3OH，(b)C2H5OH，(c)i-C3H7OH

在400～800cm-1為-(Ti-O)-n聚合物特征峰從（c）到（a）明顯的變寬變強(qiáng)的趨勢，聚合度增加

1000cm-1以上若干小峰，對應(yīng)樣品中的有機(jī)基團(tuán)（如-CH3等）有機(jī)峰也由（c）到（a）逐漸減，無機(jī)化程度增加材料分析化學(xué)59清華大學(xué)化學(xué)系表面組納米合成TiCl4與不同醇制備的Ti(OH)4紅外譜圖

在4納米TiO2的缺陷TiO2680，610，425,350cm－1寬化與表面缺陷有關(guān)材料分析化學(xué)60清華大學(xué)化學(xué)系表面組納米TiO2的缺陷TiO2材料分析化學(xué)60清華大學(xué)化學(xué)系表面V2O5的熱分解制備偏釩酸氨熱分解制備V2O5催化劑的原位研究1415氨根700-1000偏釩酸根850，1010V2O5材料分析化學(xué)61清華大學(xué)化學(xué)系表面組V2O5的熱分解制備偏釩酸氨熱分解制備V2O5催化劑的原位研硅鋁分子篩材料分析化學(xué)62清華大學(xué)化學(xué)系表面組硅鋁分子篩材料分析化學(xué)62清華大學(xué)化學(xué)系表面組溫度對結(jié)構(gòu)的影響材料分析化學(xué)63清華大學(xué)化學(xué)系表面組溫度對結(jié)構(gòu)的影響材料分析化學(xué)63清華大學(xué)化學(xué)系表面組溫度影響1230550與骨架穩(wěn)定性有關(guān)材料分析化學(xué)64清華大學(xué)化學(xué)系表面組溫度影響1230材料分析化學(xué)64清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸附過程1450L酸材料分析化學(xué)65清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸附過程1450L酸材料分析化學(xué)65清華大學(xué)化學(xué)系表面組SiO2多糖復(fù)合物材料分析化學(xué)66清華大學(xué)化學(xué)系表面組SiO2多糖復(fù)合物材料分析化學(xué)66清華大學(xué)化學(xué)系表面組PbTiO3材料分析化學(xué)67清華大學(xué)化學(xué)系表面組PbTiO3材料分析化學(xué)67清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)68清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)68清華大學(xué)化學(xué)系表面組表面Mo物種材料分析化學(xué)69清華大學(xué)化學(xué)系表面組表面Mo物種材料分析化學(xué)69清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)70清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)70清華大學(xué)化學(xué)系表面組SiO2納米粒子表面修飾的研究1.紅外光譜研究表面修飾基團(tuán)

--OH(CH2)nC=O－COOH推測反應(yīng)過程為：SiO2(OH)n+yHOOCC17H33SiO2(OH)n－y(OOCC17H33)y+

yH2OOA/SiO2（摩爾比）(－OH)，(－OA)OA/SiO2（摩爾比）最佳值20%材料分析化學(xué)71清華大學(xué)化學(xué)系表面組SiO2納米粒子表面修飾的研究1.紅外光譜研究表面修飾基團(tuán)TiO2納米粒子表面修飾的研究1.紅外光譜研究表面修飾基團(tuán)coo-

(CH2)n--OHOA/TiO2（摩爾比）最佳值為0.4左右

推測反應(yīng)過程為：TiO2(OH)n+yHOOCC17H33TiO2(OH)n－y(OOCC17H33)y+

yH2O材料分析化學(xué)72清華大學(xué)化學(xué)系表面組TiO2納米粒子表面修飾的研究1.紅外光譜研究表面修飾基團(tuán)FT-IRabsorbancespectraof(a)oleicacid,(b)oleicacidmodifiedMoS2nanoparticlesundertheconditionofwithoutCTAB,and(c)oleicacidmodifiedMoS2preparedundertheconditionofwith0.001molCTAB材料分析化學(xué)73清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRabsorbancespectraof(其它應(yīng)用紙樣分析筆跡鑒別防偽鑒別考古鑒別材料研究等材料分析化學(xué)74清華大學(xué)化學(xué)系表面組其它應(yīng)用紙樣分析材料分析化學(xué)74清華大學(xué)化學(xué)系表面組TheEND下周（10.21）課為演示參觀實(shí)驗(yàn)，了解元素分析儀器3:20到4113找王凱，由他負(fù)責(zé)帶領(lǐng)大家參考演示實(shí)驗(yàn)原子吸收光譜，ICP，ICP－MS，X射線熒光光譜材料分析化學(xué)75清華大學(xué)化學(xué)系表面組TheEND下周（10.21）課為演示參觀實(shí)驗(yàn)，了解元素分材料分析化學(xué)（三）

材料的價鍵分析

朱永法清華大學(xué)化學(xué)系2003.10.14材料分析化學(xué)76清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)（三）

材料的價鍵分析

朱永法材料分析化學(xué)1清價鍵分析概要材料性質(zhì)不僅與元素，結(jié)構(gòu)，價態(tài)等因素有關(guān)，還與其價鍵狀態(tài)有關(guān)；價鍵分析主要分析其基團(tuán)以及化學(xué)鍵性質(zhì)，與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；價鍵分析主要研究鍵的振動狀態(tài)；主要有三種方式：紅外光譜，拉曼光譜和高分辯能量損失譜；材料分析化學(xué)77清華大學(xué)化學(xué)系表面組價鍵分析概要材料性質(zhì)不僅與元素，結(jié)構(gòu)，價態(tài)等因素有關(guān)，還與其材料的價鍵分析研究內(nèi)容 化學(xué)鍵，分子結(jié)構(gòu)，結(jié)合形式，吸附狀態(tài)等研究方法 紅外光譜，拉曼光譜，電子能量損失譜分析內(nèi)容 分子振動和轉(zhuǎn)動，晶格振動和轉(zhuǎn)動等材料分析化學(xué)78清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料的價鍵分析研究內(nèi)容材料分析化學(xué)3清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜及其應(yīng)用材料分析化學(xué)79清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜及其應(yīng)用材料分析化學(xué)4清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜基礎(chǔ)知識紅外光譜屬于分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要與分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)能產(chǎn)生偶極距變化的分子均可以產(chǎn)生紅外吸收；除單原子分子以及同核分子以外的有機(jī)分子均可以具有特征吸收。（F，N2）紅外光譜的吸收頻率，吸收峰的數(shù)目以及強(qiáng)度均與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以用來鑒定未知物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)基團(tuán)

此外，還與晶體的振動和轉(zhuǎn)動有關(guān)；（材料科學(xué)研究較多）材料分析化學(xué)80清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜基礎(chǔ)知識紅外光譜屬于分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要與分子的結(jié)紅外光譜的劃分紅外區(qū)域λ/μmν/cm－1能級躍遷類型近紅外區(qū)0.75~2.513158~4000OH、NH及CH鍵的倍頻吸收中紅外區(qū)2.5~254000-400分子振動遠(yuǎn)紅外區(qū)25~1000400-10分子轉(zhuǎn)動

材料分析化學(xué)81清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜的劃分紅外區(qū)域λ/μmν/cm－1能級躍遷類型近紅外光譜原理紅外吸收的產(chǎn)生

在分子內(nèi)部具有振動和轉(zhuǎn)動能級，當(dāng)物質(zhì)被一束紅外光線輻照時，只要紅外光的能量與能級躍遷的能級合適，在分子內(nèi)部就可以產(chǎn)生振動或轉(zhuǎn)動躍遷，產(chǎn)生紅外吸收。因此其吸收的能量是量子化的，有躍遷的兩個能級決定。振動能量E＝（v＋1/2）hν

材料分析化學(xué)82清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外光譜原理紅外吸收的產(chǎn)生材料分析化學(xué)7清華大學(xué)化學(xué)系表面紅外吸收的能量S0S1UV/VisV3V2V1V0S0S1IRElectronicSpectroscopyVibrationalSpectroscopy材料分析化學(xué)83清華大學(xué)化學(xué)系表面組紅外吸收的能量S0S1UV/VisV3S0S1IRElec雙原子分子振動分析Example:C=Ostretching,k~1x106dynes/cm,m=1.1x10-23 Theoreticalprediction:u=1600cm-1 Experimentalresult:u=1500-1900cm-1

upm=12ckc

–光速；k–力常數(shù)；m–reducedmassofatoms1and2(m1andm2)

m=m1*m2/(m1

+m2)m1m2化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，折合質(zhì)量越小，則化學(xué)鍵的振動頻率越高，吸收峰將在高波數(shù)區(qū)出現(xiàn)。

材料分析化學(xué)84清華大學(xué)化學(xué)系表面組雙原子分子振動分析Example:C=Ostretc多原子分子的振動簡正振動的振動狀態(tài)是分子質(zhì)心保持不變，整體不轉(zhuǎn)動，每個原子均在其平衡位置附近做簡諧振動，其振動頻率和相位均相同，即每個原子都在同一瞬間通過其平衡位置，而且同時達(dá)到其最大位移質(zhì)多原子分子的振動可以分解為很多簡單的簡正運(yùn)動來描述分子中的任何一個復(fù)雜振動均可以分解為簡正振動的線性組合

伸縮振動和變形振動

材料分析化學(xué)85清華大學(xué)化學(xué)系表面組多原子分子的振動簡正振動的振動狀態(tài)是分子質(zhì)心保持不變，整體不水分子的紅外吸收示意圖材料分析化學(xué)86清華大學(xué)化學(xué)系表面組水分子的紅外吸收示意圖材料分析化學(xué)11清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收強(qiáng)度紅外吸收光譜的強(qiáng)度主要取決于分子振動時的偶極距變化，而偶極距的變化又與分子的振動方式有關(guān)。振動的對稱性越高，振動分子中的偶極距的變化越小，譜帶強(qiáng)度越弱。一般來說，極性強(qiáng)度越強(qiáng)的基團(tuán)，其吸收強(qiáng)度越強(qiáng)；極性較弱的基團(tuán)其振動吸收也較弱

材料分析化學(xué)87清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收強(qiáng)度紅外吸收光譜的強(qiáng)度主要取決于分子振動時的偶極距變化，基團(tuán)頻率在紅外光譜中，每種官能團(tuán)均具有特征的結(jié)構(gòu)，因此也具有特定的吸收頻率。根據(jù)特征頻率就可以對有機(jī)物的基團(tuán)進(jìn)行鑒別。這也是紅外光譜分析有機(jī)物結(jié)構(gòu)的依據(jù)。在中紅外中，把4000～1300波數(shù)范圍稱為基團(tuán)頻率區(qū)，把1800～600波數(shù)稱為指紋頻率區(qū)。

材料分析化學(xué)88清華大學(xué)化學(xué)系表面組基團(tuán)頻率在紅外光譜中，每種官能團(tuán)均具有特征的結(jié)構(gòu)，因此也具有AbsorbanceSpectrumand“fingerprint”ofaMoleculeDefinition:Plotofenergyabsorbedvs.frequency(cm-1ormm)

Usage:“Figerprint”ofamolecule.Mr(s).XYZ3400300026002200180014001000AbsorbanceCompound:CwHxNyOzWavenumber(cm-1)材料分析化學(xué)89清華大學(xué)化學(xué)系表面組AbsorbanceSpectrumand“fingCharacteristicPeaksofFunctionalGroupO-H 3300-3600cm-1H5C6-H 3010-3030cm-1CH3-CH2-H2980cm-1EsterC=O1740cm-1Ketone 1720cm-1AmideC=O1670cm-1Nitro-NO21530,1340cm-1Si-O~1100cm-1材料分析化學(xué)90清華大學(xué)化學(xué)系表面組CharacteristicPeaksofFuncti影響基團(tuán)頻率的因素內(nèi)部因素電子效應(yīng)，氫鍵的影響，振動耦合以及Fermi共振。外部因素氫鍵作用，濃度效應(yīng)，溫度效應(yīng)，樣品狀態(tài)，制樣方式以及溶劑極性等。

材料分析化學(xué)91清華大學(xué)化學(xué)系表面組影響基團(tuán)頻率的因素內(nèi)部因素材料分析化學(xué)16清華大學(xué)化學(xué)系表面電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)由于取代基具有不同的電負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)作用，使得分子中電子云分布發(fā)生變化，從而改變了化學(xué)鍵的力常數(shù)，使得基團(tuán)的特征振動頻率發(fā)生位移。共軛效應(yīng)指共軛體系中的電子云密度平均化，使得原來的雙鍵的電子云密度降低，鍵長增加，力常數(shù)變小，最后導(dǎo)致吸收頻率向低波數(shù)方向移動。中介效應(yīng)是當(dāng)含有孤對電子的原子與具有多種鍵的原子相連時，可以產(chǎn)生類似的共軛作用，該效應(yīng)稱為中介效應(yīng)。

材料分析化學(xué)92清華大學(xué)化學(xué)系表面組電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)由于取代基具有不同的電負(fù)性，通過靜電誘導(dǎo)其它效應(yīng)氫鍵使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。分子內(nèi)氫鍵不受濃度的影響，分子間氫鍵則受濃度的影響。振動耦合是當(dāng)兩個振動頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并具有一個公用原子時，由于一個鍵的振動通過公用原子使另一個鍵的長度發(fā)生變化，產(chǎn)生一個微擾作用，從而形成強(qiáng)力的振動相互作用，結(jié)果是使振動頻率發(fā)生變化，一個向高頻移動，另一個則向低頻移動，譜帶產(chǎn)生分裂。Fermi共振當(dāng)一個振動的倍頻與另一個振動的基頻接近時，發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生分裂的現(xiàn)象。

材料分析化學(xué)93清華大學(xué)化學(xué)系表面組其它效應(yīng)氫鍵使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。分儀器裝置色散型紅外光譜儀 光源，吸收池，單色器和檢測器以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)組成Fourier變換紅外光譜儀

光源，吸收池，干涉儀和檢測器以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)組成

材料分析化學(xué)94清華大學(xué)化學(xué)系表面組儀器裝置色散型紅外光譜儀材料分析化學(xué)19清華大學(xué)化學(xué)系表面組光源紅外光譜的光源主要采用Nernst燈或硅碳棒。Nernst燈的工作溫度為1700度，其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光強(qiáng)度高，使用壽命長以及穩(wěn)定性好。其缺點(diǎn)是價格貴，機(jī)械強(qiáng)度差，操作復(fù)雜。硅碳棒的工作溫度在1200～1500度。其優(yōu)點(diǎn)是在低波數(shù)區(qū)的發(fā)光強(qiáng)度高，使用低波數(shù)范圍可低致200cm－1。此外，硅碳棒堅(jiān)固，發(fā)光面積大，壽命長。材料分析化學(xué)95清華大學(xué)化學(xué)系表面組光源紅外光譜的光源主要采用Nernst燈或硅碳棒。材料分析化吸收池和檢測器由于玻璃，石英等常規(guī)透明材料不能透過紅外線，因此紅外吸收池必須采用特殊的透紅外材料制作如：NaCl，KBr，CsI，KRS-5等作為窗口。由于該類材料均屬于無機(jī)鹽，很容易吸收水汽發(fā)生潮解。固體粉體樣品可以直接與KBr混合壓片，直接進(jìn)行測定。紅外光譜的單色器主要由光柵，準(zhǔn)直器和狹縫構(gòu)成。紅外檢測器一般采用高真空熱電偶，熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。記錄系統(tǒng)目前一般采用計(jì)算機(jī)。

材料分析化學(xué)96清華大學(xué)化學(xué)系表面組吸收池和檢測器由于玻璃，石英等常規(guī)透明材料不能透過紅外線，因Fourier變換紅外光譜儀是七十年代發(fā)展起來的一種紅外光譜儀。具有掃描速度快，測量時間短，可以在1s內(nèi)獲得紅外光譜，適合快速反應(yīng)的研究?？梢赃M(jìn)行與色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用。檢測靈敏度高，檢測極限可達(dá)10－9～10－12g；分辨率高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm－1；光譜范圍廣，可研究整個紅外區(qū)。測定精度高，可達(dá)0.1%，而雜散光小于0.01%。

材料分析化學(xué)97清華大學(xué)化學(xué)系表面組Fourier變換紅外光譜儀是七十年代發(fā)展起來的一種紅外光譜材料分析化學(xué)98清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)23清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)99清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)24清華大學(xué)化學(xué)系表面組FourierTransform材料分析化學(xué)100清華大學(xué)化學(xué)系表面組FourierTransform材料分析化學(xué)25清華大學(xué)化ComparisonofInterferogramandOpticalSpectraISd|0+_++|0|0__dduIntensityIntensityIntensityIntensityIntensityIntensity(cm)(cm)(cm)u(cm-1)u1u2u(cm-1)u(cm-1)FToperation材料分析化學(xué)101清華大學(xué)化學(xué)系表面組ComparisonofInterferograman色散型紅外光譜儀Dispersive(Monochromatic)IR

SourceDetectorSamespectralelementpassesthroughthesampleandthereferencealternativelyDifferentspectralelementssequentiallypassthroughthesampleandthenthedetector(mechanicalseparationofspectralelements)SNRisimprovedbyincreasingthewidthoftheslits,thusreducingtheresolution

EntranceSlitCollimatinglensPrismorGratingSampleReferenceDispersionElementExitSlit材料分析化學(xué)102清華大學(xué)化學(xué)系表面組色散型紅外光譜儀DetectorSamespectr材料分析化學(xué)103清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)28清華大學(xué)化學(xué)系表面組BasicAdvantagesofFT-IROverDispersiveIR

(FTIR紅外的優(yōu)點(diǎn))HighResolution（高分辨率） e.g.RES=0.1cm-1HighPrecisionandAccuracy（高精度） (Lasercorrection) HighSpeed（高速度）

e.g.60scans/secOn-LineGC/FT-IR,Kinetics （連用，動力學(xué)研究） HighSensitivity,HighEnergy（高靈敏度） microgram,

nanogramlevel材料分析化學(xué)104清華大學(xué)化學(xué)系表面組BasicAdvantagesofFT-IROvHowtoGetanFT-IRSpectrum?A.singlebeam(reference)spectrumB.unratioedsamplespectrumB/Atransmissionspectrumlog(A/B)absorbancespectrum材料分析化學(xué)105清華大學(xué)化學(xué)系表面組HowtoGetanFT-IRSpectrum?FT-IRTransmissionSpectrum材料分析化學(xué)106清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRTransmissionSpectrum材料FT-IRAbsorbanceSpectrum材料分析化學(xué)107清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRAbsorbanceSpectrum材料分析化樣品的制備氣體，液體或固體

要求樣品中不含游離水

要求樣品的濃度和測試層的厚度選擇適當(dāng)，透射比在10%～80%之間

材料分析化學(xué)108清華大學(xué)化學(xué)系表面組樣品的制備氣體，液體或固體材料分析化學(xué)33清華大學(xué)化學(xué)系表氣體分析氣體樣品的分析一般需要?dú)怏w池，在兩端窗口設(shè)置紅外透光的NaCl，KBr等鹽窗。一般先將氣體池抽真空，然后再注入被測氣體。氣體池也經(jīng)常用于催化劑的表面吸附和催化反應(yīng)產(chǎn)物的檢測，通常還需要配置加熱控溫裝置。

材料分析化學(xué)109清華大學(xué)化學(xué)系表面組氣體分析氣體樣品的分析一般需要?dú)怏w池，在兩端窗口設(shè)置紅外透光液體樣品液體池法適合沸點(diǎn)低，揮發(fā)性較大的樣品，可利用注射器定量地直接注入密封的液體池中。一般保持液體層的厚度為0.01～1mm。該方法的定量分析效果比較好，是紅外光譜進(jìn)行液體定量分析常用的方法。液膜法主要適合沸點(diǎn)高的樣品，可以把樣品直接滴加在兩塊鹽片之間，形成液膜。對于具有很強(qiáng)紅外吸收的樣品，可以通過調(diào)節(jié)樣品液層的厚度來調(diào)節(jié)透射比，也可以通過適當(dāng)溶劑稀釋的方法來獲得滿意的吸收譜。材料分析化學(xué)110清華大學(xué)化學(xué)系表面組液體樣品液體池法適合沸點(diǎn)低，揮發(fā)性較大的樣品，可利用注射器定固體樣品對于一些能溶于溶劑的固體樣品，也可以配成溶液直接用液體法測定。對溶劑的要求是在所測區(qū)域內(nèi)沒有強(qiáng)力的紅外吸收，不會腐蝕鹽片，對樣品沒有強(qiáng)烈的溶劑化效應(yīng)。一般采用CS2（1350～600cm－1），CCl4（4000～1350cm－1）作為溶劑。材料分析化學(xué)111清華大學(xué)化學(xué)系表面組固體樣品對于一些能溶于溶劑的固體樣品，也可以配成溶液直接用液固體樣品壓片法一般是將1～2mg的固體樣品與200mg純KBr粉體進(jìn)項(xiàng)研磨混勻，利用模具直接壓成均勻透明的薄片。KBr和樣品均需要干燥以及研磨致粒度小于2微米以下，消除光散射作用石蠟糊法就是將樣品研磨細(xì)后與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片間分析。薄膜法主要適用高分子材料，可以通過加熱或壓延的方法制備成薄膜對于無機(jī)固體樣品還可以通過測定紅外反射光譜的方式獲得紅外特征吸收信息。

材料分析化學(xué)112清華大學(xué)化學(xué)系表面組固體樣品壓片法一般是將1～2mg的固體樣品與200mg純KBIRTransparentWindowsKBr 4000-400cm-1 NaCl 4000-600cm-1 ZnSe 4000-600cm-1 ZnS 4000-750cm-1 BaF2 4000-800cm-1CaF2 4000-1100cm-1CsI 4000-200cm-1

材料分析化學(xué)113清華大學(xué)化學(xué)系表面組IRTransparentWindowsKBr 鏡面反射光譜紅外線直接輻照樣品表面，采集樣品表面反射的信息光滑平整的固體表面樣品分析金屬表面的薄膜，金屬表面處理膜；食品包裝材料以及各種涂層材料等由于在不同波長下的折射系數(shù)不同，在強(qiáng)吸收譜帶范圍內(nèi)會產(chǎn)生類似導(dǎo)數(shù)譜的特征吸收，可以通過K-K（Kramers-Kronig）變換，獲得正常的發(fā)射光譜

材料分析化學(xué)114清華大學(xué)化學(xué)系表面組鏡面反射光譜紅外線直接輻照樣品表面，采集樣品表面反射的信息材鏡面反射原理SampleDetector材料分析化學(xué)115清華大學(xué)化學(xué)系表面組鏡面反射原理SampleDetector材料分析化學(xué)40清華K-K校準(zhǔn)材料分析化學(xué)116清華大學(xué)化學(xué)系表面組K-K校準(zhǔn)材料分析化學(xué)41清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射紅外光譜技術(shù)適合材料表面光譜信息分析厚度較大：大于0.1mm塑料，高聚物和橡膠，紙樣等在材料分析上有較大的用途吸收強(qiáng)度與光線的入射深度有關(guān)，必須進(jìn)行MIR方程校準(zhǔn)。材料分析化學(xué)117清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射紅外光譜技術(shù)適合材料表面光譜信息分析材料分析化學(xué)4衰減全反射(ATR)附件ATR附件主要用于固體、凝膠、橡膠等材料表面的研究。測量表面厚度需在1m以上也可用于溶液分析（蛋白水溶液）材料分析化學(xué)118清華大學(xué)化學(xué)系表面組衰減全反射(ATR)附件ATR附件主要用于固體、凝膠、橡FT-IRSamplingAccessoriesATR(AttenuatedTotallyReflectance) SampleIRCrystalDetector材料分析化學(xué)119清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATRFT-IRSamplingAccessoriesATR(AttenuatedTotallyReflectance)SampleSampleDetectorCrystalMIR:MultipleInternalReflectance材料分析化學(xué)120清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATRFT-IRSamplingAccessoriesATRLiquidCellSampleSampleDetectorCuboidCrystalPerfectforaqueoussolution材料分析化學(xué)121清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesATR校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)122清華大學(xué)化學(xué)系表面組校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)47清華大學(xué)化學(xué)系表面組收集高散射樣品的光譜信息

適合于粉體樣品的紅外分析是一種半定量的分析技術(shù)

KM（Kubelka－Munk）方程校準(zhǔn)后可以進(jìn)行定量分析

不需要壓片

漫反射紅外光譜材料分析化學(xué)123清華大學(xué)化學(xué)系表面組收集高散射樣品的光譜信息漫反射紅外光譜材料分析化學(xué)48清華漫反射附件漫反射附件主要用于測量顆粒表面，或不平整的表面適用于表面厚度約在10m左右的材料材料分析化學(xué)124清華大學(xué)化學(xué)系表面組漫反射附件漫反射附件主要用于測量顆粒表面，或不平整的表面材料FT-IRSamplingAccessoriesDiffuseReflectanceDetectorPowdersamplewithKBr材料分析化學(xué)125清華大學(xué)化學(xué)系表面組FT-IRSamplingAccessoriesDiff校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)126清華大學(xué)化學(xué)系表面組校準(zhǔn)技術(shù)材料分析化學(xué)51清華大學(xué)化學(xué)系表面組顯微紅外可以進(jìn)行微區(qū)分析10*10微米可以進(jìn)行價鍵的Map分布分析適合于微小材料分析材料分析化學(xué)127清華大學(xué)化學(xué)系表面組顯微紅外可以進(jìn)行微區(qū)分析10*10微米材料分析化學(xué)52清華大材料分析化學(xué)128清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)53清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)129清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)54清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)130清華大學(xué)化學(xué)系表面組材料分析化學(xué)55清華大學(xué)化學(xué)系表面