Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье - Fourier-transform infrared spectroscopy

"FTIR" перенаправляется сюда. FTIR может также относиться к Разочарованное полное внутреннее отражение.

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR)[1] это метод, используемый для получения инфракрасный спектр из поглощение или выброс твердого, жидкого или газообразного. ИК-Фурье спектрометр одновременно собирает спектральные данные высокого разрешения в широком спектральном диапазоне. Это дает значительное преимущество перед диспергирующий спектрометр, который измеряет интенсивность в узком диапазоне длины волн вовремя.

Период, термин Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье происходит из-за того, что преобразование Фурье (математический процесс) требуется для преобразования необработанных данных в фактический спектр.

Пример спектрометра FTIR с ослабленное полное отражение (ATR) вложение

Концептуальное введение

Интерферограмма FTIR. Центральный пик находится в позиции ZPD («нулевая разность хода» или нулевое замедление), где максимальное количество света проходит через интерферометр к детектору.

Цель абсорбционная спектроскопия методы (FTIR, спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой (UV-Vis) области и т. д.), чтобы измерить, сколько света поглощает образец на каждой длине волны. Самый простой способ сделать это, метод «дисперсионной спектроскопии» - это осветить монохромный светового луча на образце, измерьте, сколько света поглощается, и повторите для каждой другой длины волны. (Вот как некоторые УФ – видимые спектрометры работа, например.)

Спектроскопия с преобразованием Фурье - менее интуитивный способ получения той же информации. Вместо того, чтобы сиять монохромный Луч света (луч, состоящий только из одной длины волны) на образец, этот метод освещает луч, содержащий сразу несколько частот света, и измеряет, какая часть этого луча поглощается образцом. Затем луч модифицируется, чтобы он содержал другую комбинацию частот, давая вторую точку данных. Этот процесс быстро повторяется много раз за короткий промежуток времени. После этого компьютер берет все эти данные и работает в обратном направлении, чтобы сделать вывод о поглощении на каждой длине волны.

Описанный выше луч генерируется, начиная с широкополосный источник света - источник света, содержащий полный спектр измеряемых длин волн. Свет сияет в Интерферометр Майкельсона - определенная конфигурация зеркал, одно из которых приводится в движение мотором. Когда это зеркало движется, каждая длина волны света в луче периодически блокируется, пропускается, блокируется, пропускается интерферометром из-за волновая интерференция. Разные длины волн модулируются с разной скоростью, поэтому в каждый момент луч, выходящий из интерферометра, имеет разный спектр.

Как уже упоминалось, требуется компьютерная обработка, чтобы превратить необработанные данные (поглощение света для каждого положения зеркала) в желаемый результат (поглощение света для каждой длины волны). Требуемая обработка оказывается обычным алгоритмом, называемым преобразование Фурье. Преобразование Фурье преобразует одну область (в данном случае смещение зеркала в см) в ее обратную область (волновые числа в см−1). Необработанные данные называются «интерферограммой».

Предпосылки развития

Первая недорогая спектрофотометр способный записывать инфракрасный спектр был Перкин-Элмер Infracord произведен в 1957 году.[2] Этот прибор охватывал диапазон длин волн от 2,5 мкм до 15 мкм (волновое число диапазон 4000 см−1 до 660 см−1). Нижний предел длины волны был выбран, чтобы охватить наивысшую известную частоту вибрации из-за фундаментального молекулярная вибрация. Верхний предел был наложен тем, что диспергирующий элемент был призма изготовлен из монокристалла каменной соли (хлорид натрия ), который становится непрозрачным при длинах волн более примерно 15 мкм; эта спектральная область стала известна как область каменной соли. Более поздние инструменты использовались бромид калия призмы для увеличения диапазона до 25 мкм (400 см−1) и йодид цезия 50 мкм (200 см−1). Область за пределами 50 мкм (200 см−1) стал известен как дальняя инфракрасная область; на очень длинных волнах он сливается с микроволновая печь область, край. Измерения в далекой инфракрасной области потребовали разработки точно линейных дифракционные решетки для замены призм в качестве диспергирующих элементов, поскольку кристаллы соли в этой области непрозрачны. Более чувствительные детекторы, чем болометр потребовались из-за малой энергии излучения. Одним из таких был Детектор Голея. Дополнительным вопросом является необходимость исключения атмосферных водяной пар потому что водяной пар имеет интенсивно чистый вращательный спектр в этом регионе. Спектрофотометры дальнего инфракрасного диапазона были громоздкими, медленными и дорогими. Преимущества Интерферометр Майкельсона были хорошо известны, но для создания коммерческого прибора необходимо было преодолеть значительные технические трудности. Также был необходим электронный компьютер для выполнения требуемого преобразования Фурье, и это стало возможным только с появлением мини-компьютеры, такой как PDP-8, который стал доступен в 1965 году. Компания Digilab первой в мире создала коммерческий FTIR-спектрометр (модель FTS-14) в 1969 году.[1] (ИК-Фурье-спектрометры Digilab теперь являются частью линейки молекулярных продуктов Agilent technologies после того, как компания приобрела спектроскопический бизнес у Вариан ).[3][4]

Интерферометр Майкельсона

Основная статья: Интерферометр Майкельсона
Принципиальная схема интерферометра Майкельсона, настроенного для FTIR

В Интерферометр Майкельсона адаптирован для FTIR, свет от полихроматического инфракрасного источника, приблизительно черное тело радиатор, есть коллимированный и направлен в Разделитель луча. В идеале 50% света преломляется в сторону неподвижного зеркала, а 50% передается в сторону движущегося зеркала. Свет отражается от двух зеркал обратно к светоделителю, и некоторая часть исходного света проходит в камеру для образца. Там свет фокусируется на образце. При выходе из отделения для образцов свет перефокусируется на детектор. Разница в длине оптического пути между двумя плечами к интерферометру известна как задержка или разность оптических путей (OPD). Интерферограмма получается путем изменения запаздывания и регистрации сигнала от детектора для различных значений запаздывания. Форма интерферограммы при отсутствии образца зависит от таких факторов, как изменение интенсивности источника и эффективности делителя в зависимости от длины волны. Это приводит к максимуму при нулевом замедлении, когда есть конструктивное вмешательство на всех длинах волн, после чего следует серия "покачиваний". Положение нулевого запаздывания точно определяется путем нахождения точки максимальной интенсивности на интерферограмме. Когда образец присутствует, фоновая интерферограмма модулируется наличием полос поглощения в образце.

В коммерческих спектрометрах используются интерферометры Майкельсона с различными механизмами сканирования для создания разности хода. Общей для всех этих схем является необходимость гарантировать, что два луча рекомбинируют точно так, как система сканирует. В простейших системах есть плоское зеркало, которое линейно перемещается для изменения пути одного луча. В этой конструкции движущееся зеркало не должно наклоняться или качаться, поскольку это может повлиять на перекрытие лучей при их рекомбинации. Некоторые системы включают компенсирующий механизм, который автоматически регулирует ориентацию одного зеркала для сохранения выравнивания. Устройства, которые позволяют избежать этой проблемы, включают использование кубических угловых отражателей вместо плоских зеркал, поскольку они обладают свойством возвращать любой падающий луч в параллельном направлении независимо от ориентации.

Схема интерферометра, где разность хода создается вращательным движением.

Системы, в которых разность хода создается вращательным движением, оказались очень успешными. Одна обычная система включает в себя пару параллельных зеркал в одном луче, которые можно вращать для изменения траектории, не смещая обратный луч. Другой вариант - это конструкция с двойным маятником, в которой путь в одном плече интерферометра увеличивается, а в другом - уменьшается.

Совершенно другой подход заключается в перемещении клина из прозрачного для ИК-излучения материала, такого как KBr в одну из балок. Увеличение толщины KBr в пучке увеличивает оптический путь, поскольку показатель преломления выше, чем у воздуха. Одним из ограничений этого подхода является то, что изменение показателя преломления в диапазоне длин волн ограничивает точность калибровки длины волны.

Измерение и обработка интерферограммы

Интерферограмма должна быть измерена от нулевой разности хода до максимальной длины, которая зависит от требуемого разрешения. На практике сканирование может быть по обе стороны от нуля, что приводит к двусторонней интерферограмме. Ограничения механической конструкции могут означать, что для самого высокого разрешения сканирование выполняется до максимального OPD только с одной стороны от нуля.

Интерферограмма преобразуется в спектр преобразованием Фурье. Это требует, чтобы он был сохранен в цифровой форме в виде серии значений с равными интервалами разности хода между двумя лучами. Для измерения разности хода лазерный луч проходит через интерферометр, генерируя синусоидальный сигнал, в котором расстояние между последовательными максимумами равно длине волны лазера (обычно 633 нм. HeNe лазер используется). Это может вызвать аналого-цифровой преобразователь для измерения ИК-сигнала каждый раз, когда лазерный сигнал проходит через ноль. В качестве альтернативы, лазерный и ИК-сигналы могут быть измерены синхронно с меньшими интервалами, при этом ИК-сигнал в точках, соответствующих пересечению нуля лазерного сигнала, определяется путем интерполяции.[5] Этот подход позволяет использовать аналого-цифровые преобразователи, которые являются более точными и точными, чем преобразователи, которые могут запускаться, что приводит к более низкому уровню шума.

Значения интерферограммы в моменты времени, соответствующие пересечениям нуля лазерного сигнала, находят путем интерполяции.

Результатом преобразования Фурье является спектр сигнала на серии дискретных длин волн. Диапазон длин волн, который можно использовать в расчетах, ограничен разделением точек данных на интерферограмме. Самая короткая длина волны, которую можно распознать, - это двойное расстояние между этими точками данных. Например, с одной точкой на длину волны эталонного гелий-неонового лазера на 0,633 мкм (15800 см−1) самая короткая длина волны была бы 1,266 мкм (7900 см−1). Из-за наложения спектров любая энергия на более коротких длинах волн будет интерпретироваться как исходящая от более длинных волн и поэтому должна быть минимизирована оптически или электронно.[требуется разъяснение ] Спектральное разрешение, то есть разделение между длинами волн, которые можно различить, определяется максимальным OPD. Длины волн, используемые при вычислении преобразования Фурье, таковы, что точное количество длин волн укладывается в длину интерферограммы от нуля до максимального OPD, поскольку это делает их вклады ортогональными. В результате получается спектр с точками, разделенными равными частотными интервалами.

Для максимальной разницы в пути d соседние длины волн λ1 и λ2 буду иметь п и (п + 1) циклов соответственно на интерферограмме. Соответствующие частоты: ν1 и ν2:

d = nλ1и d = (n + 1) λ2
λ1 = d / nи λ2 = d / (n + 1)
ν1 = 1 / λ1и ν2 = 1 / λ2
ν1 = н / ди ν2 = (n + 1) / d
ν2 - ν1 = 1 / д

Разделение является обратным максимальному OPD. Например, максимальное OPD 2 см приводит к разделению 0,5 см−1. Это спектральное разрешение в том смысле, что значение в одной точке не зависит от значений в соседних точках. Большинство инструментов могут работать с различным разрешением, выбирая разные OPD. Инструменты для рутинных анализов обычно имеют лучшее разрешение около 0,5 см−1, а спектрометры построены с разрешением до 0,001 см−1, что соответствует максимальному OPD 10 м. Точка на интерферограмме, соответствующая нулевой разности хода, должна быть идентифицирована, обычно предполагая, что именно здесь происходит максимальный сигнал. Этот так называемый центральный взрыв не всегда симметричен в реальных спектрометрах, поэтому, возможно, придется рассчитать фазовую поправку. Сигнал интерферограммы затухает по мере увеличения разности хода, причем скорость затухания обратно пропорциональна ширине деталей в спектре. Если OPD недостаточно велик, чтобы позволить сигналу интерферограммы спадать до пренебрежимо малого уровня, будут возникать нежелательные колебания или боковые лепестки, связанные с особенностями результирующего спектра. Чтобы уменьшить эти боковые лепестки, интерферограмма обычно умножается на функцию, которая приближается к нулю при максимальном OPD. Это так называемое аподизация уменьшает амплитуду любых боковых лепестков, а также уровень шума за счет некоторого снижения разрешения.

Для быстрый расчет количество точек на интерферограмме должно быть равно степени двойки. Для этого к измеренной интерферограмме можно добавить строку нулей. Дополнительные нули могут быть добавлены в процессе, называемом заполнением нулями, для улучшения внешнего вида окончательного спектра, хотя улучшения разрешения нет. В качестве альтернативы интерполяция после преобразования Фурье дает аналогичный результат.[нужна цитата ]

Преимущества

Спектрометр FT имеет три основных преимущества по сравнению со сканирующим (дисперсионным) спектрометром.[1]

  1. Мультиплекс или Преимущество Феллгетта. Это происходит из-за того, что информация со всех длин волн собирается одновременно. Это приводит к более высокому сигнал-шум для заданного времени сканирования для наблюдений, ограниченных фиксированным вкладом шума детектора (обычно в тепловой инфракрасной области спектра, где фотоприемник ограничено шум генерации-рекомбинации ). Для спектра с м элементов разрешения, это увеличение равно квадратному корню из м. В качестве альтернативы он позволяет сократить время сканирования при заданном разрешении. На практике несколько сканирований часто усредняются, увеличивая отношение сигнал / шум на квадратный корень из количества сканирований.
  2. Пропускная способность или преимущество Жакино. Это связано с тем, что в дисперсионном приборе монохроматор имеет входные и выходные щели, которые ограничивают количество проходящего через него света. Пропускная способность интерферометра определяется только диаметром коллимированного пучка, идущего от источника. Хотя щели не нужны, для FTIR-спектрометров требуется апертура, чтобы ограничить сходимость коллимированного луча в интерферометре. Это связано с тем, что сходящиеся лучи модулируются с разными частотами при изменении разности хода. Такое отверстие называется упором Жакино.[1] Для данного разрешения и длины волны эта круглая апертура пропускает больше света, чем щель, что приводит к более высокому отношению сигнал / шум.
  3. Точность длины волны или преимущество Конна. Шкала длин волн калибруется лазерным лучом известной длины волны, который проходит через интерферометр. Это намного более стабильно и точно, чем в диспергирующих приборах, где масштаб зависит от механического движения дифракционных решеток. На практике точность ограничена расходимостью луча в интерферометре, которая зависит от разрешения.

Еще одно незначительное преимущество - меньшая чувствительность к рассеянному свету, то есть излучению одной длины волны, появляющемуся на другой длине волны в спектре. В диспергирующих приборах это результат дефектов дифракционных решеток и случайных отражений. В приборах FT нет прямого эквивалента, поскольку кажущаяся длина волны определяется частотой модуляции в интерферометре.

разрешение

Интерферограмма принадлежит размерности длины. преобразование Фурье (FT) инвертирует размерность, поэтому FT интерферограммы принадлежит измерению обратной длины ([L − 1]), то есть размерности волновое число. В спектральное разрешение в см−1 равна обратной величине максимального замедления в см. Таким образом, 4 см−1 разрешение будет получено, если максимальное замедление составляет 0,25 см; это типично для более дешевых FTIR-инструментов. Намного более высокое разрешение можно получить, увеличив максимальное замедление. Это непросто, поскольку движущееся зеркало должно двигаться по почти идеальной прямой. Использование уголок-куб зеркала вместо плоских зеркал полезны, так как выходящий луч из углового кубического зеркала параллелен входящему лучу, независимо от ориентации зеркала вокруг осей, перпендикулярных оси светового луча. В 1966 году Конн измерил температуру атмосферы Венера записав колебательно-вращательный спектр Венерианской CO2 на 0,1 см−1 разрешающая способность.[6] Михельсон сам пытался решить водород ЧАСα полоса излучения в спектре водород атом на два его компонента с помощью его интерферометра.[1] p25 Спектрометр с 0,001 см−1 разрешение теперь доступно в продаже. Преимущество в пропускной способности важно для FTIR высокого разрешения, поскольку монохроматор в дисперсионном приборе с таким же разрешением имел бы очень узкую входные и выходные щели.

Мотивация

FTIR - это метод измерения инфракрасных спектров поглощения и излучения. Для обсуждения Зачем люди измеряют инфракрасные спектры поглощения и излучения, то есть почему и как вещества поглощают и излучают инфракрасный свет, см. статью: Инфракрасная спектроскопия.

Компоненты

Настройка FTIR. Образец помещается прямо перед детектором.

ИК-источники

ИК-Фурье-спектрометры в основном используются для измерений в среднем и ближнем ИК-диапазоне. Для среднего ИК-диапазона 2-25 мкм (5000-400 см−1), наиболее распространенным источником является элемент из карбида кремния, нагретый до температуры около 1200 К (Глобар ). Результат похож на черное тело. Более короткие длины волн ближнего ИК-диапазона, 1-2,5 мкм (10000-4000 см−1), требуется источник с более высокой температурой, обычно вольфрамово-галогенная лампа. Их длинноволновый выход ограничен примерно 5 мкм (2000 см−1) поглощением кварцевой оболочки. Для дальнего ИК-диапазона, особенно на длинах волн более 50 мкм (200 см−1) ртутная газоразрядная лампа дает более высокую мощность, чем тепловой источник.[7]

Детекторы

В спектрометрах среднего ИК-диапазона обычно используются пироэлектрические детекторы, которые реагируют на изменения температуры при изменении интенсивности падающего на них ИК-излучения. Чувствительными элементами в этих детекторах являются дейтерированный триглицинсульфат (DTGS) или танталат лития (LiTaO3). Эти детекторы работают при температуре окружающей среды и обеспечивают адекватную чувствительность для большинства повседневных задач. Для достижения наилучшей чувствительности время сканирования обычно составляет несколько секунд. Охлаждаемые фотоэлектрические детекторы используются в ситуациях, требующих более высокой чувствительности или более быстрого отклика. Детекторы из теллурида ртути и кадмия (MCT), охлаждаемые жидким азотом, являются наиболее широко используемыми в среднем ИК диапазоне. С помощью этих детекторов интерферограмма может быть измерена всего за 10 миллисекунд. Неохлаждаемые фотодиоды из арсенида индия-галлия или DTGS являются обычным выбором в системах ближнего ИК-диапазона. Очень чувствительные кремниевые или германиевые болометры с жидкостным гелиевым охлаждением используются в дальнем ИК-диапазоне, где и источники, и светоделители неэффективны.

Разделитель луча

Простой интерферометр с светоделителем и пластиной компенсатора

Идеальный светоделитель пропускает и отражает 50% падающего излучения. Однако, поскольку любой материал имеет ограниченный диапазон оптического пропускания, несколько светоделителей могут использоваться взаимозаменяемо для покрытия широкого спектрального диапазона. Для среднего ИК-диапазона светоделитель обычно изготавливается из KBr с покрытием на основе германия, которое делает его полуотражающим. KBr сильно поглощает на длинах волн более 25 мкм (400 см−1), поэтому CsI иногда используется для расширения диапазона примерно до 50 мкм (200 см−1). ZnSe является альтернативой, где пары влаги могут быть проблемой, но ограничены размером около 20 мкм (500 см−1). CaF2 является обычным материалом для ближнего ИК-диапазона, он тверже и менее чувствителен к влаге, чем KBr, но не может использоваться более 8 мкм (1200 см−1). В простом интерферометре Майкельсона один луч дважды проходит через светоделитель, а другой - только один раз. Чтобы исправить это, установлена ​​дополнительная пластина компенсатора такой же толщины. Делители дальнего ИК-диапазона в основном основаны на полимерных пленках и охватывают ограниченный диапазон длин волн.[8]

Ослабленное полное отражение

Основная статья: Ослабленное полное отражение

Ослабленное полное отражение (НПВО) - одна из принадлежностей ИК-Фурье спектрофотометра для измерения поверхностных свойств твердых или тонкопленочных образцов, а не их объемных свойств. Как правило, ATR имеет глубину проникновения от 1 до 2 микрометров в зависимости от условий вашего образца.

преобразование Фурье

На практике интерферограмма состоит из набора интенсивностей, измеренных для дискретных значений запаздывания. Разница между последовательными значениями замедления постоянна. Таким образом, дискретное преобразование Фурье необходим. В быстрое преобразование Фурье (БПФ) алгоритм.

Спектральный диапазон

Дальний инфракрасный

Первые ИК-Фурье-спектрометры были разработаны для дальнего инфракрасного диапазона. Причина этого связана с механическим допуском, необходимым для хороших оптических характеристик, который связан с длиной волны используемого света. Для относительно длинных волн дальнего инфракрасного диапазона допускаются допуски ~ 10 мкм, тогда как для области каменной соли допуски должны быть лучше 1 мкм. Типичным прибором был кубический интерферометр, разработанный в НПЛ[9] и продается Грабб Парсонс. Он использовал шаговый двигатель для привода движущегося зеркала, записывая реакцию детектора после завершения каждого шага.

Средний инфракрасный

С появлением дешевых микрокомпьютеры стало возможным иметь компьютер, предназначенный для управления спектрометром, сбора данных, выполнения преобразования Фурье и представления спектра. Это дало толчок развитию FTIR-спектрометров для области каменной соли. Необходимо было решить проблемы изготовления сверхточных оптических и механических компонентов. В настоящее время коммерчески доступен широкий спектр инструментов. Хотя конструкция инструментов стала более сложной, основные принципы остались прежними. В настоящее время движущееся зеркало интерферометра движется с постоянной скоростью, и получение интерферограммы запускается путем обнаружения переходов через нуль на полосах вторичного интерферометра, освещенного гелий-неоновый лазер. В современных FTIR-системах постоянная скорость зеркала не требуется строго, пока лазерные полосы и исходная интерферограмма записываются одновременно с более высокой частотой дискретизации, а затем повторно интерполируются на постоянной сетке, как было впервые сделано Джеймс В. Браулт. Это обеспечивает очень высокую точность волнового числа результирующего инфракрасного спектра и позволяет избежать волнового числа. калибровка ошибки.

Ближний инфракрасный

Основная статья: Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне

Ближний инфракрасный диапазон охватывает диапазон длин волн между областью каменной соли и началом видимый область около 750 нм. Обертоны фундаментальных колебаний можно наблюдать в этой области. Он используется в основном в промышленных приложениях, таких как контроль процесса и химическая визуализация.

Приложения

FTIR можно использовать во всех приложениях, где раньше использовался дисперсионный спектрометр (см. Внешние ссылки). Кроме того, улучшенная чувствительность и скорость открыли новые области применения. Спектры могут быть измерены в ситуациях, когда очень мало энергии достигает детектора, а скорость сканирования может превышать 50 спектров в секунду. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье используется в геология, химия, материалы и биология области исследований.

Биологические материалы

FTIR используется для исследования белков в гидрофобных мембранных средах. Исследования показывают способность FTIR напрямую определять полярность в данном сайте вдоль основной цепи трансмембранного белка.[10][11]

Микроскопия и визуализация

Инфракрасный микроскоп позволяет наблюдать образцы и измерять спектры в областях размером до 5 микрон. Изображения могут быть получены путем комбинирования микроскопа с линейными или двумерными матричными детекторами. Пространственное разрешение может приближаться к 5 микронам с десятками тысяч пикселей. Изображения содержат спектр для каждого пикселя и могут быть просмотрены в виде карт, показывающих интенсивность на любой длине волны или комбинации длин волн. Это позволяет увидеть распределение различных химических веществ в образце. Типичные исследования включают анализ срезов тканей в качестве альтернативы традиционной гистопатологии и изучение гомогенности фармацевтических таблеток.

Наноразмер и спектроскопия ниже дифракционного предела

Пространственное разрешение FTIR может быть дополнительно улучшено ниже микрометрового масштаба путем его интеграции в сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия Платформа. Соответствующий метод называется нано-FTIR и позволяет проводить широкополосную спектроскопию на материалах в сверхмалых количествах (отдельные вирусы и белковые комплексы) и с пространственным разрешением от 10 до 20 нм.[12]

FTIR как детектор в хроматографии

Скорость FTIR позволяет получать спектры соединений по мере их разделения с помощью газового хроматографа. Однако этот метод мало используется по сравнению с более чувствительным ГХ-МС (газовая хроматография-масс-спектрометрия). Метод GC-IR особенно полезен для идентификации изомеров, которые по своей природе имеют идентичные массы. Фракции жидкостной хроматографии сложнее из-за присутствующего растворителя. Одним заметным исключением является измерение разветвления цепи как функции размера молекулы в полиэтилене с использованием гель-проникающая хроматография, что возможно при использовании хлорированных растворителей, не абсорбирующих в рассматриваемой области.

TG-IR (термогравиметрический анализ-инфракрасная спектрометрия)

Измерение количества газа, выделяющегося при нагревании материала, позволяет качественно идентифицировать его виды в дополнение к чисто количественной информации, полученной при измерении потери веса.

Определение содержания воды в пластмассах и композитах

FTIR-анализ используется для определения содержания воды в довольно тонких пластиковых и композитных деталях, чаще всего в лабораторных условиях. Такие методы FTIR давно используются для пластмасс, а в 2018 году они были распространены на композитные материалы, когда этот метод был введен Крауклисом, Гагани и Эхтермейером.[13] В методе FTIR используются максимумы полосы поглощения около 5200 см-1, что коррелирует с истинным содержанием воды в материале.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е Griffiths, P .; де Хассет, Дж. А. (18 мая 2007 г.). Инфракрасная спектрометрия с преобразованием Фурье (2-е изд.). Wiley-Blackwell. ISBN  978-0-471-19404-0.
  2. ^ «Двухлучевой спектрофотометр Infracord». Клиническая наука. 16 (2). 1957.
  3. ^ [1][мертвая ссылка ]
  4. ^ «Agilent Technologies приобретает Varian, Inc. за 1,5 миллиарда долларов». Agilent. 27 июля 2009 г.
  5. ^ Браулт, Джеймс У. (1996). «Новый подход к проектированию высокоточных спектрометров с преобразованием Фурье». Прикладная оптика. 35 (16): 2891–2896. Bibcode:1996ApOpt..35.2891B. Дои:10.1364 / AO.35.002891. PMID  21085438.
  6. ^ Connes, J .; Конн, П. (1966). "Спектры планет в ближней инфракрасной области спектра с помощью Фурье-спектроскопии. I. Инструменты и результаты". Журнал Оптического общества Америки. 56 (7): 896–910. Дои:10.1364 / JOSA.56.000896.
  7. ^ Smith, D.R .; Morgan, R.L .; Левенштейн, Э. (1968). «Сравнение яркости источников дальнего инфракрасного диапазона». J. Opt. Soc. Am. 58 (3): 433–434. Дои:10.1364 / JOSA.58.000433.
  8. ^ Griffiths, P.R .; Холмс, С. (2002). Справочник по колебательной спектроскопии, Том 1. Чичестер: Джон Уайли и сыновья.
  9. ^ Chamberain, J .; Gibbs, J.E .; Гебби, Е. (1969). «Определение спектров показателя преломления методом фурье-спектрометрии». Инфракрасная физика. 9 (4): 189–209. Bibcode:1969ИнфФ ... 9..185С. Дои:10.1016/0020-0891(69)90023-2.
  10. ^ Поместье, Джошуа; Feldblum, Esther S .; Аркин, Исайя Т. (2012). «Полярность окружающей среды в белках, неинвазивно картированная с помощью FTIR-спектроскопии». Письма в Журнал физической химии. 3 (7): 939–944. Дои:10.1021 / jz300150v. ЧВК  3341589. PMID  22563521.
  11. ^ Brielle, Esther S .; Аркин, Исайя Т. (2018). «Сайт-специфический водородный обмен в мембранной среде, анализируемый с помощью инфракрасной спектроскопии». Письма в Журнал физической химии. 9 (14): 4059–4065. Дои:10.1021 / acs.jpclett.8b01675. PMID  29957958.
  12. ^ Аменабар, Ибан; Поли, Саймон; Nuansing, Wiwat; Hubrich, Elmar H .; Говядинов, Александр А .; Хут, Флориан; Крутохвостов Роман; Чжан, Лянбинь; Кнез, Мато (2013-12-04). «Структурный анализ и картирование индивидуальных белковых комплексов с помощью инфракрасной наноспектроскопии». Nature Communications. 4: 2890. Bibcode:2013 НатКо ... 4.2890A. Дои:10.1038 / ncomms3890. ISSN  2041-1723. ЧВК  3863900. PMID  24301518.
  13. ^ Krauklis, A.E .; Гагани, А. И .; Эхтермейер, А. Т. (2018). «Спектроскопический метод в ближнем инфракрасном диапазоне для контроля содержания воды в эпоксидных смолах и композитах, армированных волокном». Материалы. 11 (4): 586–599. Дои:10.3390 / ma11040586.

внешние ссылки