FT-IR常见问题解析

1.核心优势：  
– 分子指纹特异性：每种化合物的红外光谱具有唯一性，可用于定性鉴别；
– 非破坏性分析：样品无需化学处理，保留原始状态；
– 可分析几乎所有有机物和部分无机物；
– 多组分同时检测：又分混合物中的不同成分(如共混聚合物)。

2.局限性：  
– 定量分析需校准：吸光度与浓度关系需通过标准曲线建立(尤其复杂基质)；  
– 空气中CO₂和H₂O的吸收峰是常见干扰源：水分子在1640cm-1(O-H弯曲)和3400cm-1(O-H伸缩)有强吸收，需严格控制样品湿度；
– 对同分异构体或对称非极性分子不敏感；
– 深层信息有限：仅反映表面或近表面(ATR模式约1-2 um)的结构信息。

红外测试一般主要分为溴化钾压片法、ATR及液体样品池方法。
– 溴化钾压片法：适合粉末样品，此方法中涉及溴化钾带入的杂峰影响，所以我们一般选择扣除溴化钾背景和空气背景方法（具体方法客户可以指定），扣除溴化钾背景可以尽量避免溴化钾引入的杂峰（主要因为溴化钾极易吸水，羟基峰影响非常明显）。
– ATR法：适合各种固体，块状薄膜，液体等无法研磨成粉末样品，该方法优势是无其它杂质峰干扰，但是缺点为有些样品峰会比较弱。
– 液体样品池法：一般适合于一些液体样品测试，如果采用的是溴化钾窗片，样品里不能含水，不能跟溴化钾反应。

ATR即衰减全反射，是红外光谱测试技术中一种应用十分广泛的采样技术，将待测样品置于ATR附件上方，红外光束在ATR晶体内发生衰减反射后到达检测器，在测试块体、薄膜、液体、浆状、胶状、粉末、柔软的聚合物等样品时大有用处，既可以免除压片制样的繁琐步骤，又可以避免溴化钾吸水带来的水的吸收峰对测试的干扰。

液体池是由后框架、垫片、后窗片、间隔片、前窗片和前框架7个部分组成。后框架和前框架由金属材料制成；前窗片和后窗片为溴化钾晶体薄片。液体池法，将液体样品用注射器注入液体池测试。该方法适合于定性定量分析。
样品要求：不可以与溴化钾反应。

以木质素为例，含水与不含水测试结果对比如下所示：由于样品含水，可能对样品的其他分子的光谱产生了干扰，改变了吸收峰的形状和位置。可以看到，其实不含水样品那里出的峰 含水样品里也有， 只是不明显且稍微有所变化了。其中含水的测试结果中，1637波数处也是由于水的弯曲振动导致的。

情况一：研究其他物质峰，溶剂水对样品谱图的干扰很大，测试数据几乎全是水的峰。
解决方案分析：
（1）采集水做背景，在采集溶液样品，仪器自动做差谱——这种测试效果不好，仪器自动扣除水的背景，扣除效果很差，会存在多扣少扣的情况，一般获得不了预期结果。
（2）分别测试水和溶液样品，使用软件自己做差谱——这个跟做差谱经验有关。
（3）同步采集背景和样品，采集时间会比较久，使用的是特殊配件测试，有些样品采用此种测试效果较好。

情况二：主要测水溶液中水的峰，液体池和ATR都可以的，测试这种的一般是有文献参考的，可以参考下文献里使用的测试模式。

透射光谱倾向于突出较小的峰，因此有时您可以更好地从视觉上评估样品。由于吸收光谱与浓度呈线性关系（透射光谱与浓度不呈线性关系），因此可用于定量分析技术、光谱差减技术或其他操作中。对于搜寻或较为一般的用途，可根据个人偏好进行选择。通常，旧的文献倾向于使用透过率，而在峰值细化分析中，由于光谱的线性特征，常常会用到吸光度。

红外测试中吸收和透过相互转换：用Omnic软件打开光谱数据 
（1）将谱图转换为吸收谱：首先选择要转换的谱图，然后在“数据处理”菜单中选择“吸光度”命令。
（2）将谱图转换为透射谱：首先选择要转换的谱图，然后在“数据处理”菜单中选择“%透过率”。

红外数据分析可以对红外测试谱图标峰，分析每个峰对应的基团是什么，归属于什么键等。具体分析项目包含：标峰、标峰和对比分析、标峰和半定量分析、分峰计算、蛋白二级结构分析、二维红外分析和其他分析项目。通过红外分析反应是否成功，需要提供反应物、产物的红外数据以及反应式。

1. 烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850 cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340 cm-1） 一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。
2. 烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010 cm-1），C=C伸缩（1675~1640  cm-1），烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675 cm-1）。
3. 炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300 cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100 cm-1）。
4. 腈：三键伸缩振动区域，有弱到中等的吸收脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222 cm-1。
仅含C、H、N时:峰较强、尖锐；有O原子存在时，O越靠C≡N，峰越弱。
5. 芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000 cm-1，C=C 骨架振动1600~1450 cm-1， C-H面外弯曲振动880~680 cm-1。
芳烃重要特征：在1600，1580，1500和1450 cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680 cm-1，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常用判别异构体。
6. 醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收， 自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600 cm-1，为尖锐的吸收峰， 分子间氢键O-H伸缩振动：3500~3200 cm-1，为宽的吸收峰；C-O 伸缩振动：1300~1000 cm-1，O-H 面外弯曲：769-659 cm-1。
注意区分：
N-H伸缩振动：3500~ 3100 cm-1
胺：N-H 伸缩振动吸收3500~3100 cm-1；C-N 伸缩振动吸收1350~1000 cm-1；N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收：1640~1560 cm-1；面外弯曲振动吸收900~650 cm-1。
7. 醚特征吸收：1300~1000 cm-1 的伸缩振动， 脂肪醚：1150~1060 cm-1 一个强的吸收峰 芳香醚：1270~1230 cm-1（为Ar-O伸缩），1050~1000 cm-1（为R-O伸缩）。
8. 醛和酮：醛的特征吸收:C=O伸缩，2820，2720 cm-1（醛基C-H伸缩） 脂肪酮：1715 cm-1，强的C=O伸缩振动吸收，如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。C=O(1850~1600 cm-1)碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
9. 羧酸：羧酸二聚体：3300~2500 cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收 1720~1706 cm-1 C=O伸缩吸收 1320~1210 cm-1 C-O伸缩吸收 ， 920 cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动。
10. 酯：饱和脂肪酸酯（除甲酸酯外）的C=O 吸收谱带：1750~1735 cm-1区域饱和酯C-O谱带：1210~1163 cm-1 区域为强吸收。
11. 酰胺：3500-3100 cm-1 N-H伸缩振动，1680-1630 cm-1 C=O 伸缩振动，1655-1590 cm-1 N-H弯曲振动1420-1400 cm-1 C-N伸缩。
12. 有机卤化物：脂肪族C-X 伸缩: C-F 1400-730 cm-1，C-Cl 850-550 cm-1 ，C-Br 690-515 cm-1，C-I 600-500 cm-1。

透过率、反射率大于100%或吸收小于0，说明样品某些波数区域的透过率、反射率要好于背景(吸收比背景弱)，可能是以下原因:
(1) 有可能是溴化钾片表面毛糙了，杂散光较多，所以背景透过率较小(吸收较大);
(2) 没有扣除背底进行校正，这种情况不影响定性结果，可以直接用。

– 定性：组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息;
– 定量：依据朗伯-比尔定律，峰的吸收强度A=a*b*c(其中a为吸收系数，常数;b为厚度;c为浓度)有内标法和外标法两种，一般采用内标法，利用不同基团吸收峰的面积的比值进行定量分析，但是红外定量只能算是半定量。