实验项目：聚乙烯与聚苯乙烯膜的红外吸收光谱的测绘-——薄膜法制样ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖北大学化材学院,实验项目：,聚乙烯和聚苯乙烯膜的红外吸收光谱的测绘,薄膜法制样,仪器分析实验,一、目的要求,(1),学习聚乙烯和聚苯乙烯膜的红外吸收光谱的测绘方法；,(2),学习对该图谱的解释，学习红外吸收光谱分析基本原理；,(3),学习红外分光光度计的工作原理及其使用方法。,1,、红外光的区划,红外线,：波长在,0.76500m(1000m),范围内的电磁波,2,、红外吸收过程,近红外区：,0.762.5m OH,和,NH,倍频吸收区,中红外区：,2.525m,振动、伴随转动光谱,远红外区：,25500m,纯转动光谱,UV,分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）,IR,分子振动和转动能级的跃迁 （振转光谱）,3,、红外光谱的作用,1,可以确定化合物的类别（芳香类）,2,确定官能团：,例：,CO,，,C,C,，,CC,3,推测分子结构（简单化合物）,4,定量分析,4,、红外光谱的表示方法,T,曲线,前疏后密,T,曲线,前密后疏,二、振动形式（多原子分子）,（一）,伸缩振动,指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动,1,对称伸缩振动,：,键长沿键轴方向的运动同时发生,2,反称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动交替发生,（二）,弯曲振动,（变形振动，变角振动）：,指键角发生周期性变化、而键长不变的振动,1,面内弯曲振动,：,弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内,1,）,剪式振动,：,振动中键角的变化类似剪刀的开闭,2,）面内摇摆,：,基团作为一个整体在平面内摇动,2,面外弯曲,：,弯曲振动垂直几个原子构成的平面,1,）,面外摇摆,：,两个,X,原子同时向面下或面上的振动,2,）蜷曲,：,一个,X,原子在面上，一个,X,原子在面下的振动,3,变形振动：,1,）,对称的变形振动,s,：,三个,AX,键与轴线的夹角同时,变大,2,）不对称的变形振动,as,：,三个,AX,键与轴线的夹角不,同时变大或减小,色散型红外光谱仪,色散型红外光谱仪的组成部件与紫外,-,可见分光光度计相似，但对每一个部件的结构、所用的材料及性能与 紫外,-,可见分光光度计不同。它们的排列顺序也略有不同，,红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间,；,而紫外,-,可见分光光度计是放在单色器之后。,色散型红外光谱仪原理示意图如下图所示,。,色散型红外光谱仪一般均采用双光束。将光源发射的红外光分成两束，,一束通过试样，另一束通过参比，,利用半圆扇形镜使试样光束和参比光束交替通过单色器，然后被检测器检测。当试样光束与参比光束强度相等时，检测器不产生交流信号；当试样有吸收，两光束强度不等时，检测器产生与光强差成正比的交流信号，从而获得吸收光谱。,1.,光源,红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度的连续红外辐射,。,常用的是,Nernst,灯或硅碳棒,。,Nernst,灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒。工作温度约为,1700,，在此高温下导电并发射红外线。但在室温下是非导体，因此，,在工作之前要,预热,。它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好。缺点是价格比硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便。硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在,1200-1500,左右。,2.,吸收池,因玻璃、石英等材料不能透过红外光，红外吸收池要用,可透过红外光的,NaCl,、,KBr,、,CsI,、,KRS-5,（,TlI 58%,，,TlBr42%,）,等材料制成窗片,。用,NaCl,、,KBr,、,CsI,等材料制成的窗片需注意防潮。固体试样常与纯,KBr,混匀压片，然后直接进行测定。,3.,单色器,单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。,色散元件常用,复制的闪耀光栅,。由于闪耀光栅存在次级光谱的干扰，因此，需要将光栅和用来分离次光谱的滤光器或前置棱镜结合起来使用。,4.,检测器,常用的红外检测器有,高真空热电偶、热释电检测器和碲镉汞检测器,。,5.,记录系统,试样的处理和制备,要获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外，还必须有合适的样品制备方法。,一、红外光谱法对试样的要求,红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：,（,1,）试样应该是,单一组份的纯物质,，纯度应,98%,或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应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，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。,（,2,）试样中不应含有,游离水,。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。,（,3,）试样的,浓度和测试厚度,应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于,10%80%,范围内。,二、制样的方法,1.,气体样品,气态样品,可在,玻璃气槽,内进行测定，它的两端粘有红外透光的,NaCl,或,KBr,窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。,2.,液体和溶液试样,（,1,）液体池法,沸点较低，挥发性较大的试样，可注入,封闭液体池,中，液层厚度一般为,0.011mm,。,（,2,）,液膜法,沸点较高的试样，直接滴在,两片盐片之间,，形成液膜。,对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行,测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。,常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。,3.,固体试样,（,1,）压片法,将,12mg,试样与,200mg,纯,KBr,研细均匀，置于模具中，用（,510,）,10,7,Pa,压力在油压机上压成透明薄片，即可用于测定。,试样和,KBr,都应经干燥处理，研磨到粒度小于,2,微米，以免散射光影响,。,（,2,）石蜡糊法,将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测定。,（,3,）薄膜法,主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接,加热熔融后涂制或压制成膜,。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。,当样品量特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量,。,三、实验步骤,1,将聚乙烯膜试样卡片置于试样窗口前。,2,根据实验条件，将红外分光光度计按仪器,操作步骤进行调节，然后测绘聚乙烯膜的,红外吸收光谱。,3,在同样的实验条件下，测绘聚苯乙烯膜的,红外吸收光谱。,四、数据及处理,1,记录实验条件。,2,在获得的红外吸收光谱图上，从高波数到低波数，标出特征吸收峰的频率，并指出各特征吸收峰属于何种基团的什么形式的振动。,在解释红外吸收光谱时，一般从高波数到低波数，但不必对光谱图的每一个吸收峰都进行解释，只需指出各基团的特征吸收峰即可。,Thats all!,