傅里叶红外光谱仪（FTIR） - 检测项目详情

Name: 傅里叶红外光谱仪（FTIR）
Brand: 诺研技术
Price: 80 CNY
Availability: InStock

项目介绍

样品要求

测试步骤

常见问题

典型案例

项目介绍

基本原理

傅里叶变换红外光谱技术基于迈克尔逊干涉仪原理，将红外光源发出的连续红外光（7800~350 cm⁻¹）调制成干涉光。当干涉光穿过样品时，样品分子中的化学键和官能团在特定红外波数处产生特征吸收（振动-转动跃迁），探测器采集的干涉图经快速傅里叶变换（FFT）后得到红外吸收光谱。通过分析特征吸收峰的波数位置、强度和峰形，可定性鉴定官能团类型、化学结构，结合标准谱库可进行未知物匹配，配合定量分析方法可实现组分含量测定。该仪器配备 KBr/多层光学涂层分束器和 DTGS/MCT 双检测器系统，覆盖中红外全波段，分辨率优于 0.4 cm⁻¹。

设备参数范围

项目	参数
仪器名称	傅里叶变换红外光谱仪
产品型号	Thermo Fisher Nicolet iS50 / iS20
生产厂家	Thermo Fisher Scientific（美国）
波数范围	7800 ~ 350 cm⁻¹（中红外）
分辨率	优于 0.4 cm⁻¹
信噪比	≥ 50,000:1（1 分钟扫描，DTGS 检测器）
检测器	DTGS（室温）/ MCT-A（液氮冷却，77 K）
分束器	KBr / 多层光学涂层
扫描速度	≤ 1 秒/次（@ 4 cm⁻¹ 分辨率）
波数精度	优于 0.01 cm⁻¹
样品仓尺寸	透射 ≥ 200 × 200 × 150 mm，ATR 反射附件兼容

典型应用场景

▎高分子材料

塑料、橡胶、纤维、涂料的化学结构鉴定与成分分析，鉴别聚合物种类和添加剂。

▎医药化工

原料药、辅料、制剂的定性鉴别，晶型分析，药品质量控制与假药筛查。

▎电子材料

硅片、PCB 表面有机污染物分析与清洁度评估，光刻胶成分鉴定。

▎材料科学

薄膜、涂层、复合材料的界面化学分析，老化降解机制研究。

▎环境检测

大气颗粒物（PM2.5）、微塑料的官能团鉴定与来源解析。

▎法医鉴定

微量物证（油漆纤维、毒品、墨水）的无损快速鉴别。

样品要求

样品类型	推荐尺寸/量	具体要求	注意事项
固体（KBr 压片）	1~2 mg 样品 + 200 mg KBr	干燥粉末，粒度 < 2 μm	KBr 易吸潮，研磨和压片在干燥环境下进行
固体（ATR 法）	样品面积 ≥ 5 × 5 mm	表面平坦，与 ATR 晶体紧密接触	ATR 法无损，适合硬质样品和涂层分析
液体	1~2 滴（约 20 μL）	挥发物需密封池，黏稠物可加热	腐蚀性液体避免接触 KBr 窗片，改用 ZnSe
气体	100 mL ~ 1 L（视气体池体积）	浓度在检测限以上	气体池需抽真空或 N₂ 吹扫去除干扰
薄膜	厚度 10~100 μm	均匀无气泡	过厚产生全吸收，过薄信号弱

测试步骤

样品制备：
1. 粉末：与KBr混合压片；液体：ATR或涂于盐片；薄膜：直接放置。
上机条件：
1. 扫描次数：32次；分辨率：4 cm⁻¹；检测器：DTGS。
结果处理：
1. 扣除背景噪音，比对标准谱库（如HR ATR库），生成官能团归属报告。

常见问题

Q1：ATR 法与 KBr 压片法有什么区别？

A1：ATR 法（衰减全反射）无需制样，样品直接压在 ATR 晶体表面，红外光在晶体内部全反射产生的倏逝波穿透样品表层 0.5~5 μm，适合表面分析和无损测试。KBr 压片法需要将样品与 KBr 混合压制成透明片，反映样品体相成分，灵敏度更高，但制样耗时且可能破坏样品。

Q2：FTIR 可检测哪些类型的官能团？

A2：几乎所有的有机官能团都有特征红外吸收：羟基（~3400 cm⁻¹，宽峰）、羰基（~1715 cm⁻¹）、C-H 伸缩（~~2950~~2850 cm⁻¹）、C=C（~1650 cm⁻¹）、C-O（~~1250~~1000 cm⁻¹）、芳香环骨架振动（~~1600~~1450 cm⁻¹）等。无机物如碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等也有特征吸收。

Q3：最小可测样品量是多少？

A3：KBr 压片法可检测低至 0.1 μg 的样品（配显微红外附件可进一步降至 pg 级）。ATR 法一般需在晶体表面覆盖，最小检测量约 1 μg。FTIR 非破坏性测试，样品可回收。

Q4：FTIR 能否做定量分析？

A4：可以。选择特征吸收峰，按朗伯-比尔定律（A = εbc）进行定量。常用定量方法包括外标法、内标法和峰面积归一化法。定量精度受基线漂移、峰重叠和样品制样均匀性影响，通常相对标准偏差 RSD < 5%。

Q5：MCT 检测器为什么需要液氮冷却？

A5：MCT（碲镉汞）检测器在液氮温度（77 K）下噪声最低，灵敏度和信噪比远高于室温 DTGS 检测器，特别适合微弱信号的显微红外和快速扫描动力学研究。液氮一次加注可保持 8~12 小时。

Q6：测试时样品需要干燥吗？

A6：建议样品充分干燥（105°C 烘箱或真空干燥），因为水的强红外吸收（~3400 cm⁻¹ 宽峰和 ~1630 cm⁻¹）会严重干扰羟基、氨基等官能团的识别。对于含水样品，可使用 ATR 法配合水汽自动扣除功能。

典型案例

案例 1：未知塑料瓶片材鉴定

【背景】

某回收工厂需鉴定一批混杂塑料瓶片材的成分以分类回收。

【测试条件】

仪器：FTIR（Nicolet iS50）

方法：ATR 法，ZnSe 晶体

参数：4000~400 cm⁻¹，4 cm⁻¹ 分辨率，32 次扫描

【分析结果】

谱图显示波数 2960/2870 cm⁻¹（C-H 伸缩）、1470 cm⁻¹（CH₂ 弯曲）、1376 cm⁻¹（CH₃ 对称弯曲）、840 cm⁻¹（C-C 骨架）等特征吸收，与聚丙烯（PP）标准谱库匹配度达 98.7%。

【结论】

该片材成分为聚丙烯（PP），可归入 PP 类回收流程，无需特殊处理。

案例 2：硅片表面有机污染分析

【背景】

某半导体封装厂在键合工艺前发现硅片表面出现水渍状斑痕，需确认污染物成分。

【测试条件】

仪器：显微 FTIR（Nicolet iN10）

方法：反射模式，微区 50×50 μm

参数：4000~650 cm⁻¹，4 cm⁻¹ 分辨率，128 次扫描

【分析结果】

污染区域反射谱图在 1735 cm⁻¹ 出现强 C=O 吸收峰，1250~~1100 cm⁻¹ 显示 C-O-C 醚键特征峰，860~~670 cm⁻¹ 出现硅氧烷 Si-CH₃ 摇摆振动，检索匹配为聚二甲基硅氧烷（PDMS）类有机硅残留物。

【结论】

确认污染物为前道工序残留的脱模剂（有机硅类），建议增加氧等离子清洗步骤后重新测试，键合良率从 82% 提升至 96%。