طیف سنجی مادون قرمز یا FTIR
١٤٠٢/٩/٣٠
طیف سنجی مادون قرمز یا FTIR
طیف‌سنج فروسرخ تبدیل فوریه - طیف‌سنج فروسرخ یا FTIR یک دستگاه آزمایشی برای به دست آوردن طیف‌های جذب یا انتشار مادون قرمز جامدات، مایعات یا گازها است. ابزار آزمایشگاهی FTIR که قادر به جداسازی و سنتز همزمان داده های طیف نور گسسته از طیف گسترده ای از نور است. این نکته مزیت اساسی دستگاه FTIR نسبت به دستگاه های مادون قرمز سنتی به روش تفاضلی نور، اندازه گیری شدت نور در محدوده طیفی است.
اصول کار با تجهیزات FTIR
هدف از طیف‌سنجی جذبی که شامل اندازه‌گیری‌های مادون قرمز، فرابنفش، مرئی و سایر اندازه‌گیری‌ها است، اندازه‌گیری بیشترین جذب نور در هر طول موج متفاوت است. یک راه ساده اندازه گیری جذب با تابش یک پرتو تک رنگ در یک طول موج معین (تک رنگ) به نمونه و تکرار آن برای طول موج های دیگر است.
هدف از طیف‌سنجی جذبی که شامل اندازه‌گیری‌های مادون قرمز، فرابنفش، مرئی و سایر اندازه‌گیری‌ها است، اندازه‌گیری بیشترین جذب نور در هر طول موج متفاوت است. یک راه ساده اندازه گیری جذب با تابش یک پرتو تک رنگ در یک طول موج معین (تک رنگ) به نمونه و تکرار آن برای طول موج های دیگر است.
این نوع برداشت در دستگاه FTIR چندان ساده نیست. در طیف‌سنج فروسرخ تبدیل فوریه یا FTIR، به جای تابش پرتو به نمونه، پرتویی از هزاران فرکانس یا طول موج مختلف به طور همزمان بر روی نمونه و میزان جذب و آنالیز نمونه پخش می‌شود. در مرحله بعد پرتو دیگری با هزاران طول موج دیگر به سمت نمونه هدایت می شود تا نقطه بعدی ایجاد شود و این فرآیند بارها تکرار می شود. در نهایت، تمام این اطلاعات توسط کامپیوتر جمع آوری و تجزیه و تحلیل می شود تا میزان جذب نمونه در هر نقطه طول موج تشخیص داده شود.
در یک دستگاه FTIR، یک پرتو نور با تابش بسیار بالا توسط یک منبع نور مادون قرمز که قادر به تولید همه طیف‌های نور به یکباره است، پخش می‌شود. طیف تابش به یک سیستم نوری متشکل از چندین آینه به نام تداخل سنج مایکلسون تابیده می شود که یکی از آنها توسط یک موتور هدایت می شود.
همزمان با حرکت این آینه، هر طول موج نور منعکس شده در آینه به نوبه خود توسط تداخل سنج قطع و به هم متصل می شود. در این فرآیند تداخل طول موج ایجاد می شود و پرتو خروجی در هر زمان حاصل دو پرتو از آینه ثابت و متحرک است و در هر زمان معین طول موج مشخصی را نشان می دهد. این فرآیند تا زمانی ادامه می یابد که تمام طول موج ها تولید شوند و کل محدوده طول موج اسکن شود.
همانطور که گفته شد، یک سیستم کامپیوتری برای پردازش داده های دریافتی لازم است تا داده های خام (نرخ جذب در هر موقعیت آینه متحرک) را به اطلاعات قابل استفاده (نرخ جذب در هر موقعیت آینه متحرک) در هر طول موج تبدیل کند. این پردازش دارای الگوریتمی است که به عنوان تبدیل فوریه یا تبدیل فوریه شناخته می شود و داده های خام را گاهی تداخل سنج می نامند.
قسمت های مختلف FTIR تجهیزات
منبع نور مادون قرمز
دستگاه های قدیمی FTIR از منبع نور عنصری ir یا گرافیت استفاده می کردند، اما اخیراً منبع نور به نوع سرامیکی تغییر یافته است که نور بسیار پایداری را ارائه می دهد و طول عمر بیشتری دارد.
منبع نور لیزر در FTIR
در دستگاه FTIR نور لیزر به عنوان یک نور ثابت به عنوان شاهد در تمام مراحل و فرکانس ها پخش می شود و هنگام حرکت آینه نور مادون قرمز با فرکانس های مختلف تولید می کند که به آشکارساز می رسد و در محاسبه جذب یا عبور استفاده می شود.
تقسیم کننده نور یا تقسیم کننده پرتو
این قسمت در دستگاه ftir در اصل یک نیم آینه است که با نمک های csl یا kbr یا caf2 ساخته شده است. این نوع نیم آینه بسته به محدوده مورد تجزیه و تحلیل انتخاب می شود. به عنوان مثال kbr برای عملکرد در محدوده 7800 تا 350 نانومتر استفاده می شود. وظیفه این قطعه ارسال نور آینه های ثابت و متحرک به صورت جداگانه به دتکتور می باشد.
تداخل سنج شامل یک آینه ثابت و یک آینه موتوری است
وظیفه این قسمت در یک طیف سنج مادون قرمز تولید نور مادون قرمز در تمام فرکانس ها است. این قسمت شامل تعدادی آینه، عدسی، نیم آینه می باشد.
محفظه نمونه در طیف سنج FTIR
موقعیتی در ابزار FTIR که نمونه در آن قرار دارد و معمولاً درست قبل از ورود نور به آشکارساز و بین دو آینه موازی قرار دارد. نمونه ها معمولاً در فاز جامد به صورت فیلم و پلیمر شفاف هستند. سل یا ژل مایع برای آنالیز نمونه ها در فاز مایع استفاده می شود. برای آنالیز گاز از ظرف بشکه ای شکل که گاز در آن محبوس می شود و برای آنالیز جامدات غیر شفاف از دستگاهی به نام atr یا ضریب تضعیف کل استفاده می شود.
سخن نهایی
احتمالاً می دانید که با استفاده از این آزمایش می توانیم وجود یا عدم وجود یا تغییر در میزان پیوندهای شیمیایی موجود در ماده را تعیین کنیم! شما ممکن است از کاربردهای گسترده تجزیه و تحلیل ftir در زمینه ها و صنایع مرتبط با شیمی، پلیمرها، داروسازی، مهندسی مواد، فناوری نانو، بیوتکنولوژی و صنعت نفت و گاز آگاه باشید.
برای مشاهده طیف IR ماده مورد نظر خود اینجا کلیک کنید.
استفاده از مقالات سایت با ذکر منبع بلامانع است