下篇 操作实践5 红外光谱样品的基本制样技术5.1 试样的制备技术要求(1)试样应该是单一组分的纯物质，纯度应>98%，便于与纯化合物的标准进行对照多组分试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶、区域熔融或色谱法进行分离提纯，否则各组分光谱相互重叠，以致对谱图无法进行正确的解释2)试样中不应含有游离水水本身有红外吸收，将使测得的光谱图变形，会严重干扰样品谱，而且水分的存在还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%范围内浓度太小，厚度太薄，会使一些弱的吸收峰和光谱的细微部分不能显示出来；过大，过厚，又会使强的吸收峰超越标尺刻度而无法确定它的真实位置有时为了得到完整的光谱图，需要用几种不同浓度或厚度的试样进行测绘5.2 制样方法对光谱图质量的影响化合物的红外光谱图的特征吸收谱带的频率强度和形状与被测定样品的状态和样品的制备方法密切相关也就是说，要想得到一张高质量的红外光谱图必须根据样品的状态性质选择适当的制样方法，否则就会得不到预期的效果5.2.1 对固体样品会由于粉碎不够，粒度过大而引起较强的散射，使谱图基线发生漂移，使吸收谱带发生畸变（图1.1～1.3）。
图1.1 固体样品制样方法对光谱图质量的影响图1.2 固体样品制样方法对光谱图质量的影响图1.3 固体样品制样方法对光谱图质量的影响5.2.2 对气体样品则会由于样品在吸收池中的压力大小而引起吸收谱带强度变化，也体样品会因为选择液膜厚度不当和液膜中存在气泡而影响光谱图质量（图2.1～2.2）图2.1 液体样品制样方法对光谱图质量的影响图2.2 液体样品制样方法对光谱图质量的影响5.2.3 如聚合物的薄膜材料如果非常光滑平整，则会由于膜两表面的反射产生干涉条纹（图3.1～3.2）如果这些干涉条纹与样品的吸收谱带叠加而造成谱带强度失真，从而会影响作出正确判断，如果进行定量分析则会造成定量分析的误差总之，在对样品进行红外光谱分析时，应选择适当的制样方法，是红外光谱研究取得正确信息的关键图3.1 聚合物样品制样方法对光谱图质量的影响图3.2 聚合物样品制样方法对光谱图质量的影响5.3 常用红外光的透光材料红外区波长范围较宽，0.8 - 1000μ（12500 - 10cm-1），因目前还没有在整个红外区都透明的透光材料，因此市售红外光谱仪一般分为三种类型其透光范围如下： 近红外 0.8 - 2.5μ （12500 - 4000cm-1） 中红外 2.5 - 25μ （4000 - 400cm-1） 远红外 25 - 1000μ （400 - 10cm-1）表1 常用中红外区的透光材料材料名称化学组成红外光谱范围性质应用范围注意事项波长μ波数㎝-1氯化钠Nacl2～165000～625吸湿易溶于水高低温池、窗片防骤冷、热保干溴化钾KBr2～255000～400吸湿易溶于水高低温池、窗片防骤冷、热保干氯化银Agcl2～235000～435不溶于水及有机溶剂偏振器、ATR晶片及特殊研究方法防光照溴化银AgBr2～355000～285不溶于水及有机溶剂偏振器、ATR晶片及特殊研究方法防光照溴、碘化铊TiI,TiBr2～405000～250质松不易破裂不吸水检测器窗片、水溶液样品池窗片有毒、注意防护硫化锌ZnS2～145000～710高透明、几乎不溶于水、耐高温及耐腐蚀易加工ATR反射晶片不是单晶、热压成片硒化锌ZnSe2～205000～500高透明、几乎不溶于水、耐高温及耐腐蚀易加工ATR反射晶片不是单晶、热压成片氟化锂LiF2～6.75000～1500难溶于水，能溶于酸色散材料不能经受热和力的突变氟化钙CaF22～75000～1110很难溶于水，化学稳定水溶液样品池窗片不能经受热和力的突变金钢石C6～161650～600强度高、耐高压检测器窗片、高压技术价格昂贵锗Ge2～235000～430不溶于水、化学惰性ATR反射晶体较脆、易脆硅Si2～155000～460不溶于水、耐机械作用ATR反射晶体较脆、易脆5.4红外光谱试样的制备5.4.1固体样品的制备技术常见固体样品包括高聚物，部分有机化合物，无机化合物，矿物……。
要想得到高质量的红外光谱图，应根据样品的性质，选用适当的方法进行样品制备表2 固体样品制样技术一览图5.4.2卤化物压片法（KBr压片法）5.4.2.1压片装置 图4 红外实验所需的油压机以及模具5.4.2.2样品的制备首先把分析纯（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）放在干燥器中备用然后按比例取一定量（如果是定量分析则应准确称量）样品（一般2－5mg)和研磨过筛的KBr 粉(100 - 120mg)放在玛瑙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用不锈钢铲取70～90mg放入压片模具内，在压片机上用5～10×107 Pa压制1min，压成透明薄片，然后用镊子小心取下压片（厚度约1mm）装入样品架，即可用于测定以上操作应在红外灯下或红外干燥箱中进行以防KBr吸水为去除水分的干扰，可以在相同条件下研磨纯溴化钾粉末，制成一补偿片5.4.2.3成型方法（见图4） 先装好底座、模膛和模芯将磨好的粉用不锈钢小铲小心转移到模膛内底面上，刮平，中心稍高为好小心放入柱塞将样品压平，并轻轻转动几下，使粉末分布均匀将柱塞小心套上密封圈及压环，放在液压机上固定。
连结好真空管，打开真空泵，抽真空5min 左右，以除去模膛内及样品中的水汽及空气，摇动手柄逐渐加压倒7500kg/cm2，约1～2min 写下真空管缓慢泄压取出压模拿去底座，将压膜颠倒过来，在柱塞外圈垫上支撑套环，将样品挤出用不锈钢镊子小心取出，放在样品架上，记录其光谱5.4.2.4应用范围：固体有机化合物，粉末高聚物，无机化合物，矿石粉等5.4.2.5注意事项：l KBr粉末过200面目筛并烘干存放在干燥器中l 样品与KBr粉混合均匀（操作应在红外干操箱内进行）l 用完模具应用绸布擦拭干净并置于干燥器中保存以防生锈5.4.3 浆糊法5.4.3.1 工具 玛瑙研钵及不锈钢小铲5.4.3.2 介质 石蜡油、氟碳油或六氯丁二烯5.4.3.3 制样方法把已充分研磨好的粉末样品（经干燥处理）放在玛瑙研钵中，用滴管滴加适量（1-2滴即可）石蜡油或氟碳油混合后研匀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掌握适当的厚度即可进行测定5.4.3.4应用范围因为石蜡油是长链烷烃，具有较大粘度和较高折射率．可成功的克服因样品颗粒的散射给红外光谱测定带来的困难此法可消除水峰的干扰，可用在KBr法因吸水引起光谱图发生歧变的样品的分析。
液体石蜡本身有红外吸收，此法不能用来研究饱和烷烃的红外吸收5.4.3.5注意事项该方法中所用的介质均为有机物，在不同的范围均会产生吸收，不同的介质吸收位置如下：介质名称 ：吸收锋位置及归属：石蜡油（长链烷烃）3000～2850 cm-1 （C-H） 1468 cm-1、1397 cm-1 (CH2、CH3的C-H)720 cm-1（-CH2-）n中n﹥4的骨架振动氟碳油（全氟烃）1400～500 cm-1均存在强度不同的C-F吸收六氯丁二烯（氯烯烃）1500～1610 cm-11150～1200 cm-1 存在C=C及C-Cl吸收600～1000 cm-1以上三种介质的红外光谱是互补的，选用其中的两种才可获得完整的样品红外光谱图鉴于以上情况，在进行样品的谱图解析时应扣除介质本身光谱图的影响白油六氯丁二烯氯化煤油5.4.4溶液铸膜法5.4.4.1样品制备方法:把样品溶于适当的挥发性溶剂中，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5.4.4.2应用范围对于不宜研成细末的固体样品，如果能溶于溶剂，可制成溶液，按照液体样品测试的方法进行测试。
主要用于能成膜又能有适当溶剂的高聚物样品分析5.4.4.3注意事项要得到均匀和纯净的薄膜是不容易的，其关键在于溶剂的选择和配置的样品浓度选择溶剂的原则：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挥发、清除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使制得的薄膜厚度不均匀尽量不用对人体有害的溶剂，否则对操作者的健康和环境都不利选择的溶剂不能与样品产生化学反应或其他相互作用，否则会引起聚集态结构的变化5.4.5成膜法5.4.5.1装置该装置由液压膜机、加热模具及温控装置组成5.4.5.2制样方法薄膜的制备方法有两种，一种是直接加热熔融样品然后涂制或压制成膜，另一种是先把样品溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜来测定a. 熔融法: 对熔点低，在熔融时不发生分解、升华和其它化学变化的物质，用熔融法制备可将样品直接用红外灯或电吹风加热熔融后涂制成膜b. 热压成膜法: 在模具芯中放一片铝箔，将样品放在铝箔上，再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。
加热控制的温度及加压时间，应以不会发生热分解和其他化学变化为依据加压时间约为1min然后从液压机上取下模具（注意戴上保温手套以免烫伤）冷至室温后，脱模取出样品片如果薄膜太厚，应减少样品量，如果薄膜的颜色与原样品相比变黄或有气泡，则应适当降低加压温度如果薄膜不均匀，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对于某些聚合物可把它们放在两块具有抛光面的金属块间加热，样品熔融后立即用油压机加压，冷却后揭下薄膜夹在夹具中直接测试c. 溶液制膜法: 将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜来测定如果溶剂和样品不溶于水，使它们在水面上成膜也是可行的比水重的溶剂在汞表面成膜5.4.5.3应用范围一些难于研成细末高聚物样品，可制成薄膜直接进行红外光谱测定适用于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5.4.5.4注意事项根据所分析样品的性质，选择适当的热压温度和加压时间，以保证得到既符合红外透光性又不破坏样品结构性能的热压薄膜另在较高温度下进行操作时，一定要注意保护，以免烫伤5.4.6热裂解法5.4.6.1实验装置实验室最简单的热裂解方法简单易行，见图5图5 热裂解装置5.4.6.2样品制备方法将粉碎好的样品放入试管底部，用试管夹夹住试管，置于酒精灯上加热。
为防止裂解的产物的冷凝物沿管壁流下，与裂解样品的残渣相混合，或裂解产生的冷凝水下流到加热部分使试管破裂，加热时，试管要呈45度角倾斜，如图所示当试管壁上的粘液状裂解冷凝物足够分析用量时，即可停止加热，然后用。