FTIR光譜儀也叫作傅里葉變換紅外光譜儀是一種基于干涉原理，利用傅里葉數(shù)學(xué)變換將原始干涉圖信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光譜的先進(jìn)分析儀器。它廣泛應(yīng)用于化學(xué)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品工業(yè)及制藥等領(lǐng)域，是物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析和成分鑒定的重要工具。
FTIR的核心原理是邁克耳孫干涉儀。儀器內(nèi)部包含一個(gè)分束器、一個(gè)固定反射鏡和一個(gè)可移動(dòng)反射鏡。當(dāng)紅外光源發(fā)出的光照射到分束器上時(shí)，光束被分成兩路：一路射向固定鏡，另一路射向動(dòng)鏡。兩束光經(jīng)反射后重新匯合，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，形成隨動(dòng)鏡位置變化的干涉圖信號(hào)(即干涉圖)。該信號(hào)包含了所有紅外頻率的信息。當(dāng)樣品置于光路中時(shí)，其分子對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光產(chǎn)生吸收，從而在干涉圖中留下特征信息。計(jì)算機(jī)通過(guò)傅里葉變換將復(fù)雜的時(shí)域干涉圖轉(zhuǎn)換為頻域的紅外吸收光譜，即我們常見(jiàn)的透射率或吸光度隨波數(shù)(cm?¹)變化的圖譜。
與傳統(tǒng)的色散型紅外光譜儀相比，F(xiàn)TIR具有多項(xiàng)顯著優(yōu)勢(shì)。首先是高信噪比(Fellgett優(yōu)勢(shì))，由于它同時(shí)采集所有頻率的信息，測(cè)量效率高，信噪比顯著提升。其次是高分辨率和寬光譜范圍，能夠精確分辨相鄰吸收峰，適用于復(fù)雜混合物的分析。第三是波數(shù)精度高(Connes優(yōu)勢(shì))，得益于激光干涉儀的精確控制，波數(shù)重復(fù)性好，便于數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)。此外，F(xiàn)TIR響應(yīng)速度快，適合進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)力學(xué)研究。
FTIR可配備多種采樣附件，以適應(yīng)不同類(lèi)型的樣品。常見(jiàn)的包括：
透射法：適用于液體、薄膜或KBr壓片固體樣品；
衰減全反射(ATR)：無(wú)需復(fù)雜前處理，可直接測(cè)試固體、凝膠或粘稠液體，是目前常用的采樣方式；
漫反射(DRIFT)：用于粉末或粗糙表面樣品；
氣體池：用于分析氣體成分。
在應(yīng)用方面，F(xiàn)TIR可用于官能團(tuán)鑒定、分子結(jié)構(gòu)解析、未知物成分分析、反應(yīng)過(guò)程監(jiān)控、材料老化研究等。例如，在聚合物研究中，可通過(guò)特征峰判斷聚合物類(lèi)型；在制藥領(lǐng)域，用于原料藥的真?zhèn)舞b別和質(zhì)量控制；在環(huán)境科學(xué)中，檢測(cè)大氣污染物或水體中的有機(jī)物。
總之，F(xiàn)TIR光譜儀憑借其高靈敏度、高分辨率、快速分析和多功能性，已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室不可少的分析設(shè)備。隨著技術(shù)進(jìn)步，小型化、智能化和聯(lián)用技術(shù)(如與熱分析或氣相色譜聯(lián)用)的發(fā)展，將進(jìn)一步拓展其應(yīng)用前景。
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