《仪器分析》课程PPT教学课件：近红外光谱仪

第四章近红外光谱仪 41近红外光谱的产生及光谱特征 42近红外光谱分析技术 43近红外光谱仪 44近红外光谱定性和定量分析

第四章 近红外光谱仪 4.1 近红外光谱的产生及光谱特征 4.2 近红外光谱分析技术 4.3 近红外光谱仪 4.4 近红外光谱定性和定量分析

4.1近红外光谱的产生及光谱特征 近红外振动光谱 有机化合物近红外光谱特征

4.1 近红外光谱的产生及光谱特征 ◼ 近红外振动光谱 ◼ 有机化合物近红外光谱特征

红外区 近红外区780-2500nm 中红外区2500n25um 远红外区25um-1000um

红外区 ◼ 近红外区 780—2500nm ◼ 中红外区 2500nm—25um ◼ 远红外区 25um—1000um

H H 红外吸收光谱 C C 分子振动或转动的状态 刈称伸缩振动反对称伸缩振动 变化或分子振动或转动状 态在不同能级间的跃迁。 基频跃迁:对应于分子振动状 态在相邻振动能级间跃迁 H 倍频跃迁:对应于分子振动状 态在隔一个或几个振动能级间 跃迁 C C 合频跃迁:对应于分子振动状 态(两种跃迁)同时发生 剪式面内摇摆

红外吸收光谱 ◼ 分子振动或转动的状态 变化或分子振动或转动状 态在不同能级间的跃迁。 ◼ 基频跃迁：对应于分子振动状 态在相邻振动能级间跃迁 ◼ 倍频跃迁：对应于分子振动状 态在隔一个或几个振动能级间 跃迁 ◼ 合频跃迁：对应于分子振动状 态（两种跃迁）同时发生

光谱特征比较 光谱范围 波长/nm 光谱特征 紫外 190-360离域π电子的跃迁,如芳环特征等 可见光 360-780 电子跃迁:如颜色的测量 近红外 7802500分子振动基频的倍频和合频的谱带 中红外25004000基频分子振动:伸缩、弯曲、摇摆和剪 切

光谱范围 波长/nm 光谱特征 紫外 可见光 近红外 中红外 190—360 360—780 780—2500 2500—40000 离域π电子的跃迁，如芳环特征等 电子跃迁：如颜色的测量 分子振动基频的倍频和合频的谱带 基频分子振动：伸缩、弯曲、摇摆和剪 切 光谱特征比较

近红外光谱特点 若干个不同基频的倍频和合频谱带的组合 没有锐峰和基线分离的谱峰。大量的是重 叠峰和肩峰。 影响因素较多:氢键、溶液稀释、温度等 信息丰富:包含键强度、化学组分、电负 性和氢键;固体样品还包含散射、漫反射、 特殊反射、表面光泽、折光指数和反射光 的偏振等

近红外光谱特点 ◼ 若干个不同基频的倍频和合频谱带的组合， 没有锐峰和基线分离的谱峰。大量的是重 叠峰和肩峰。 ◼ 影响因素较多：氢键、溶液稀释、温度等 ◼ 信息丰富：包含键强度、化学组分、电负 性和氢键；固体样品还包含散射、漫反射、 特殊反射、表面光泽、折光指数和反射光 的偏振等

近红外吸收光谱 主要是含氢基团的基频振动的倍频和合频吸 收:C-H、OH、S-H、NH、PH等 级倍频:1400-1800nm 合频吸收谱带:20002500nm 二级倍频:900~1200nm 三级、四级或更高级:780900nm C0、CC、CN等的倍频吸收

近红外吸收光谱 ◼ 主要是含氢基团的基频振动的倍频和合频吸 收：C—H、O—H、S—H、N—H、P—H等 一级倍频：1400—1800nm 合频吸收谱带：2000—2500nm 二级倍频：900~1200nm 三级、四级或更高级：780—900nm ◼ C—O、C—C、C—N等的倍频吸收

含氢基团的主要近红外谱带中心近似位置 基团 C-H N-H O-H 伸缩振动基频 3300 2940 2740 弯曲振动基频 6900 6250 7700 合频 2300 2200 级倍频 1745 1540 1450 二级倍频 1210 1040 960 三级倍频 934 785 730 四级倍频 762

基团 C—H N—H O—H 伸缩振动基频 弯曲振动基频 合频 一级倍频 二级倍频 三级倍频 四级倍频 3300 6900 2300 1745 1210 934 762 2940 6250 2200 1540 1040 785 —— 2740 7700 2000 1450 960 730 —— 含氢基团的主要近红外谱带中心近似位置

有机化合物的近红外光谱图 0.4 2.5 0.3 (b) <米的 1.5 0.2 0.1 0.5 70078086094010201100 100011111250142816662000 波长/nm 波长/nm 异辛烷的近红外光谱图 0.4 2.5 2 0.3 <米 1.5 0.1 150 70078086094010201100 100011111250142816662000 波长/nm 波长/nm 乙醇的近红外光谱图

有机化合物的近红外光谱图 异辛烷的近红外光谱图 乙醇的近红外光谱图

4.2近红外光谱分析技术 近红外光谱分析基础 近红外光谱技术的特点 近红外光谱中的常规分析技术 近红外光谱分析中的测样器件 光纤技术的应用

4.2 近红外光谱分析技术 ◼ 近红外光谱分析基础 ◼ 近红外光谱技术的特点 ◼ 近红外光谱中的常规分析技术 ◼ 近红外光谱分析中的测样器件 ◼ 光纤技术的应用