红外光谱是未知化合物结构鉴定的一种强有力的工具,尤其近几年来各种取样技术和联用技术的迅速发展,使得它成为分析化学应用中最广泛的仪器之一。而有了一台好的红外光谱仪如果不掌握红外分析技术,也不能充分发挥其功能。只有全面掌握各种状态性质样品的制样技术,才会在分析工作中起到事半功倍的效果。
样品要求
1. 气体、液体(透明,糊状)、固体(粉末、粒状、片状…);
2. 试样中通常不应含有游离水,水本身有强红外吸收,会严重干扰样品普而且会侵蚀吸收池的盐窗;
3. 单一组份试样的物质纯度>98%或符合商业规格才便于与纯物质的标准光谱进行对照;
4. 多组分试样可在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组分光谱相互成蝶判断比较困难。
方法名称 | 所需装置和工具 | 应用范围 | 注意事项 |
压片法 | 液压机、模具,研钵,样品架;KBr试剂或晶体碎片 | 固体,有机、无机化合物,矿物,粉末高聚物 | 制样在红外灯干燥箱内进行KBr和样品化合物尽量研磨均匀 |
浆糊法 | 研钵,浆糊介质(石蜡油,氟碳油,六氧乙烯) | 易潮解物,与KBr有化学反应的样品 | 样品要充分研细,以防止克里士丁效应引起的吸收峰位移 |
溶液铸膜法 | 烧杯、玻璃棒、平板玻璃、红外加热灯 | 能溶解于某些易挥发性有机溶剂的聚合物 | 溶剂沸点不宜太高或太低尽可能不用毒性较大的有机溶剂 |
热压膜法 | 加热膜具,液压机,温控装置,铝箔 | 在软化点或熔点附近不氧化不讲解热塑性高聚物及无机物 | 根据杨浦你的性质选择合适的热压温度和压力及加压时间 |
热裂解法 | 厚壁试管,试管夹,酒精灯 | 不溶、不熔的高聚物(如硫化橡胶热固性高分子材料) | 控制升温速度 |
表一 红外光谱样品制备常用方法
一、压片法(溴化钾压片法)
适用范围
固体有机化合物,粉末高聚物,无机化合物,矿石粉
制作流程
研磨:首先把分析纯(最好是单晶碎片)KBr在玛瑙研钵中充分研细至颗粒粒径达2μm以下(通常过200目筛),放在干燥器中备用。
样品研磨:按比例取一定量(如果是定量分析则应准确称量)样品(2-5mg)和研磨过筛的KBr粉(100-120mg),放在研钵中充分研磨混合均匀,直到混合物中无明显样品颗粒存在为止。
注意事项
制好的空KBr片应透明,透光率应在75%以上;
KBr粉末过200面目筛并烘干存放在干燥器中;
样品与KBr粉混合均匀(操作应在红外干燥箱内进行);
测定样品应干燥,否则应在研细后置于红外灯下烘几分钟干燥;抽真空以使试样中的水分进一步抽走,不抽真空将影响片子的透明度;
用完模具应用绸布擦拭干净并置于干燥器中保存以防止生锈。
二、浆糊法
适用范围
KBr法因吸水引起光谱图发生歧变的样品分析。
介质:
石蜡油、氟碳油或六氯丁二烯
制作流程
1. 向已经充分研磨好的粉末样品放在玛瑙研钵中,用滴管迪加适量(1-2滴)石蜡油或氟碳油混合后研匀。
2. 用不锈钢小铲取出研磨均匀的样品涂在窗片上放上另一窗片压紧,适当厚度即可进行测定。
三、溶液铸膜法
适用范围
既能成膜又能有适当溶剂的高聚物样品
制作流程
将样品溶解于挥发性溶剂中,制得浓度约为10%-20%的溶液,将溶液倾注在表面皿或玻璃板上(或直接滴在KBr玻璃窗片上),然后让溶剂挥发后即制得样品薄膜。
溶剂选择原则
避免使用沸点高、极性强的溶剂,应选择较低沸点、能在低温下可从薄膜中会发、清楚的溶剂。但也不能选用过低沸点的溶剂,否则会因为溶剂挥发速度过快而是的薄膜厚度不均匀;
尽量不用对人体有害的溶剂,否则对操作者健康和环境都不利;
选择溶剂不能与样品产生化学反应和其它相互作用,否则会引起聚集态机构的变化。
四、热压膜法
适用范围
软化点或熔点附近不氧化、不降解的热塑性高聚物材料或塑性无机物
制作流程
在模具芯中放一片铝箔,将样品放在铝箔片上,在样品上面放一片铝箔,把上模块放上后将模具放在压片机上,升温到选定的温度,保持1min左右,即可缓慢加压,压力一般控制在1000-3000kg/cm2。
加热控制温度及加压时间,应以不会发上热分解和其它化学变化为依据,加压时间约为1min,冷至室温,脱模取出样品片。
图5 热压成膜法 ( 图片来源:SGS公开资料)
注意事项
1、 如果薄膜太厚,应减少样品量,如果薄膜颜色与与样品颜色相比变黄或有气泡,则应适当降低加压温度。
2、 如果薄膜不均匀,则说明加热温度太低,时间太短或压力太小,应重新选择制膜条件重新压制。
五、热裂解法
适用范围
不溶不熔的高聚物,如硫化橡胶、热固性高分子材料或含大量无机填料的高聚物。
制作流程
用小挫或剪刀将样品制成小块或粉末,放入干净的小试管内(有一定弯度的小试管),用酒精灯加热小试管底部,裂解气冷凝在管壁上,成液体状,用小铲刮出,涂在氯化钠晶片上进行扫描。
注意事项
1、温度一般在500-800℃
2、裂解液较少时,不易刮下此时可滴入少量丙酮,将丙酮溶液涂在氯化钠晶片上,吹干丙酮后进行扫描。
红外光谱选择和寻找: