傅(fu)裏葉(ye)紅(hong)外光譜(pu)儀是材(cai)料科學中不(bu)可(ke)缺分(fen)析工具,其(qi)核(he)心(xin)價(jia)值(zhi)在(zai)於通(tong)過紅(hong)外光譜(pu)技(ji)術快速、無(wu)損(sun)地(di)揭(jie)示(shi)材(cai)料的化學結(jie)構、組(zu)成(cheng)及(ji)分(fen)子間相互(hu)作(zuo)用。
1.傅(fu)裏葉(ye)紅(hong)外光譜(pu)儀核(he)心(xin)功(gong)能(neng)與技(ji)術優勢
(1)基本(ben)原理
紅(hong)外吸(xi)收(shou)特(te)性(xing):材(cai)料中的化學鍵在(zai)紅(hong)外區的振動頻率對(dui)應(ying)特(te)定(ding)吸(xi)收(shou)峰(feng),形成(cheng)“分(fen)子指(zhi)紋”。
傅(fu)裏葉(ye)變換技(ji)術:通(tong)過幹(gan)涉儀采(cai)集全(quan)波(bo)段紅(hong)外信號,經計算機快速轉換為(wei)光(guang)譜(pu)圖,相比(bi)傳(chuan)統色散(san)型儀器,具有(you)更(geng)高(gao)的信噪(zao)比、更(geng)快的掃描速度和更(geng)寬的光譜(pu)範圍(wei)。
(2)技(ji)術特點(dian)
多(duo)組(zu)分(fen)分(fen)析:可(ke)同時(shi)檢(jian)測(ce)材(cai)料中多(duo)種(zhong)官能(neng)團,適(shi)用於(yu)復(fu)雜(za)體(ti)系(xi)(如(ru)聚合(he)物共混物、復(fu)合(he)材(cai)料)。
非(fei)破(po)壞性(xing):無(wu)需(xu)樣品(pin)預(yu)處(chu)理(如(ru)消解或染色(se)),可直(zhi)接(jie)測(ce)試(shi)固體、液(ye)體(ti)、薄膜(mo)甚至(zhi)表(biao)面塗(tu)層(ceng)。
高靈(ling)敏(min)度:可檢(jian)測(ce)低(di)至(zhi)微克級的樣品(pin),適(shi)合(he)痕量(liang)分(fen)析。
2.傅(fu)裏葉(ye)紅(hong)外光譜(pu)儀在(zai)材(cai)料科學中的關(guan)鍵(jian)應用
(1)材(cai)料結(jie)構鑒定(ding)
官(guan)能團分(fen)析:通(tong)過特(te)征吸(xi)收(shou)峰(feng)識(shi)別(bie)材(cai)料中的化學鍵(如(ru)羥基、羧(suo)基、醚鍵(jian)等(deng)),確定(ding)有(you)機物或無機物的類(lei)型。
示(shi)例(li):在(zai)聚合(he)物中區分(fen)聚丙(bing)烯(PP)的C-H振動與(yu)聚碳(tan)酸(suan)酯(PC)的酯基吸(xi)收(shou)。
晶體結(jie)構與(yu)相變:分(fen)析無(wu)機材(cai)料的晶格(ge)振動,研(yan)究陶(tao)瓷、礦物的相變過程(cheng)。
(2)材(cai)料組(zu)成(cheng)分(fen)析
雜(za)質檢(jian)測(ce):通(tong)過對(dui)比標準譜(pu)圖,識(shi)別(bie)材(cai)料中的微量(liang)雜(za)質(如(ru)塑(su)料中的增(zeng)塑(su)劑、金屬(shu)氧(yang)化物中的吸(xi)附水(shui))。
示(shi)例(li):在(zai)鋰電池(chi)電(dian)極材(cai)料中檢(jian)測(ce)殘(can)留(liu)的鋰鹽或粘結(jie)劑。
共混物與復(fu)合(he)材(cai)料表征:分(fen)析多(duo)層材(cai)料或共混物的界面兼(jian)容性(xing),監(jian)測(ce)組(zu)分(fen)分(fen)布(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)。
(3)反(fan)應(ying)過(guo)程監(jian)控
化學反(fan)應(ying)動力(li)學:實時(shi)跟蹤反(fan)應(ying)過(guo)程中官(guan)能(neng)團的變化,推(tui)斷反(fan)應(ying)機制。
示(shi)例(li):監(jian)測(ce)環(huan)氧樹(shu)脂固化過程(cheng)中環(huan)氧基團的衰減與(yu)新(xin)生(sheng)成(cheng)網(wang)絡結(jie)構的形成(cheng)。
熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)研究:結(jie)合(he)熱重分(fen)析,分(fen)析材(cai)料受(shou)熱分(fen)解產生(sheng)的揮發(fa)性產(chan)物。
(4)表面與(yu)界面分(fen)析
表(biao)面改性評估(gu):檢(jian)測(ce)材(cai)料表面處(chu)理(如(ru)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)刻蝕、鍍(du)膜)後官能(neng)團的變化。
示(shi)例(li):分(fen)析聚(ju)酰(xian)亞胺(an)薄膜(mo)表(biao)面氟化處理後引(yin)入的C-F鍵。
界面相互(hu)作(zuo)用:研究復(fu)合(he)材(cai)料中填(tian)料與基體(ti)之間的化學鍵合(he)(如(ru)碳(tan)纖維增(zeng)強(qiang)樹(shu)脂中的C=O相互(hu)作(zuo)用)。
