vibrační spektrometrie
Post on 06-Jan-2016
83 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Disperzní přístroje
Podobné UV/VIS, přístrojům Rozklad záření prošlého vzorkem na
jednotlivé vlnočty Konstrukce
◦ Zdroj záření◦ Vzorkový prostor◦ Disperzní prvek◦ Detektor
Disperzní přístroje
Monochromátor◦ Mřížka◦ Hranol◦ Kombinace
Často dvoupaprsková konstrukce
Disperzní přístroje
Nevýhody◦ Nízký energetický průchod záření
Čím kvalitnější monochromátor, tím větší ztráty◦ Značná časová zátěž měření
◦ Nelze měřit vzorky silně absorbující◦ Nemožné použití odrazných metod
Přístroje s Fourierovou transformací
Založeny na principu interferometru◦ Rekombinace záření
Nedochází k rozkladu záření Nutný laser
FTIR
Zdroje záření◦ Tuhé polovodičové zářiče◦ Proudové vyhřívání na vysokou teplotu
Detektory◦ Pyroelektrické články (deuterovaný triglycinsulfát,
merkurokademnatý tellurid)◦ Golayův pneumatický detektor
Interferometr
Michelsonův interferometr◦ Dělič paprsků◦ 2 zrcadla◦ Rekombinace
záření
Fourierova tramsformace
Nutnost znát polohu zrcadla He-Ne laser (632,8 nm)
VýhodyMalé energetické ztráty záření (Jacquinotova
výhoda)◦ Měření silně absorbujících vzorků◦ Měření reflexními technikami
Kratší doba měření spektra
Nevýhoda Pouze jednopaprskové přístroje
Měřící techniky
Výběr vhodného optického materiálu◦ Nesmí absorbovat záření v dané oblasti◦ V MIR nepoužitelné sklo◦ Nejčastěji halogenidy alkalických kovů a kovů alkalických
zemin◦ Často velká rozpustnost ve vodě
Výběr vhodného rozpouštědla◦ Nemohou být polární látky – samy absorbují◦ Nemohou být uhlovodíky◦ Halogenované deriváty, sirouhlík
Optický materiál Použitelná oblast (cm-1) Rozpustnost ve vodě
NaCl 40 000 – 625 velmi dobře rozpustný
KBr 40 000 – 385 velmi dobře rozpustný
CsI 40 000 – 500 velmi dobře rozpustný
CaF2 50 000 – 1 100 téměř nerozpustný
BaF2 50 000 – 770 velmi málo rozpustný
KRS-5 16 600 – 250 velmi málo rozpustný
AgBr 20 000 – 285 téměř nerozpustný
ZnS 10 000 – 715 nerozpustný
ZnSe 20 000 – 650 nerozpustný
polyethylén 625 – 30 nerozpustný
křemenné sklo 50 000 – 2 500 nerozpustný
AMTIR (As/Se/Ge sklo) 11 000 – 750 nerozpustný
Ge 5 500 – 870 nerozpustný
Si 8 300 – 1 500 a 360 – 70 nerozpustný
diamant 4 500 – 2 500 a 1 667 – 650 nerozpustný
Metody na průchod (transmisní)
Paprsek prochází vzorkem a dopadá na detektor
Plynové kyvety
Transmisní techniky
Kapalinové kyvety
Transmisní techniky
KBr tableta
Nujolová suspenze
Reflexní techniky (odrazné)
ATR
DRIFT
SR
Reflexní techniky – ATR
Attenuated total reflectance, zeslabený totální odraz◦ Úplný vnitřní odraz po průchodu krystalem o
velkém indexu lomu◦ Evanescentní vlna◦ Závislost hloubky průniku:
Vlnová délka Indexy lomu Úhel dopadu
Reflexní techniky – ATR
Hloubka průniku – desetiny až jednotky µm Těsný kontakt vzorku s krystalem Měření
◦ Kapalin, past, gelů◦ Polymerní vrstvy◦ Měkké práškovité vzorky
Reflexní techniky - ATR
Optický materiál Použitelná oblast (cm-1) Index lomu
ZnSe 20 000 – 650 2,4
AMTIR (As/Se/Ge sklo) 11 000 – 750 2,5
Ge 5 500 – 870 4,0
Si 8 300 – 1 500 a 360 – 70 3,4
diamant 4 500 – 2 500 a 1 667 – 650 2,4
Reflexní techniky – DRIFT
Diffuse reflectance, difúzní reflexe Hlavně práškové vzorky Zvláštní nástavec Typy odraženého záření
◦ Spekulární◦ Difúzně-spekulární◦ Dufúzní
Ředění vzorků neabsorbující látkou – prodloužení optické dráhy
Reflexní techniky – DRIFT
Jemnost pomletí vzorku Homogenita vzorku
Kubelka-Munkovy jednotky Korekce difúzního spektra Nehodí se pro kvantitativní aplikace
Reflexní techniky – SR
Specular reflectance, zrcadlové odraz
Studium povrchových vrstev lesklých pevných vzorků a tenkých filmů
Úhly dopadu 30 – 80 ° Kramers-Krönigova korekce spekter Spekulárně-absorpční typ měření
Reflexní techniky – SR
Disperzní přístroje
Zdroj záření Vzorkový prostor Filtr Monochromátor/
polychromátor Detektor
Disperzní přístroje
Striktně monochromatické intenzivní budící záření
Lasery◦ Laditelné◦ S pevnou vlnovou délkou◦ Kontinuální◦ Pulsní
Disperzní přístroje
Výběr laseru◦ Zajištění dostatečného odstupu signál/šum – více
energetické záření◦ Potlačení fluorescence – méně energetické záření◦ Závisí na typu analyzovaných vzorků◦ Možnost poškození vzorku
Lasery
Plynové i solid state◦ He-Ne◦ Iontový argonový ◦ Iontový kryptonový◦ Nd-YAG (pulsní, neodymem dopovaný yttriohlinitý
granát)◦ Barvivové lasery
Vzorkový prostor
Optimální konstrukce pro maximální zisk rozptýleného záření
Různé úhly zachycování záření◦ 0°◦ 90°◦ 180°
Filtr
Odstraňuje Rayleighovu linii
Notch filtry◦ Pouze úzká linie
Edge filtry◦ Celá oblast
Disperzní přístroje – monochromátor
Problémem falešný rozptyl Co nejkvalitnější Dvojitá až trojitá holografická mřížka Konkávní mřížka
Disperzní přístroje – detektory
Viditelná oblast – nenáročné Fotonásobiče
◦ Jednokanálová detekce◦ Skenovací přístroje
Plošné polovodičové detektory (CCD)◦ Polychromátory◦ Vícekanálová detekce
FT přístroje
Často nástavce pro FTIR Budící záření v NIR oblasti Nd-YAG laser Většinou 90° uspořádání Navíc He-Ne laser NIR detektory
Srovnání disperzních a FT přístrojů
Výběr závisí na požadované aplikaci Disperzní jsou dražší NIR laser pro FT má nižší intenzitu, ale
nedochází k fluorescenci Pokročilé metody vyžadují VIS oblast –
disperzní přístroje
Měřící techniky
Kapalné vzorky◦ skleněné/křemenné kyvely◦ Tyndalův efekt
Pevné látky◦ Skleněné kapiláry◦ Kovové kalíšky◦ KBr tablety◦ Držáky pro filmy ad.
Plyny – velmi obtížné
Přístroje FTIR
Přístroje Raman
A co dál?
Pro dnešek vše
top related