紅外漫反射(Diffuse Reflectance)模組與觸媒原位(in-situ DRIFT)催化分析

2021/11/19

漫反射原理

一般紅外線光譜法會有穿透模組、衰減全反射(ATR)模組、反射模組，以及漫反射模組，然而漫反射模組可適用於粉體樣品(例如土壤、粉末)與難處理的固體樣品(例如鑽石粉、金剛砂、二氧化鈦)。

紅外光線入射至樣品表面上，會有漫反射光與鏡面反射光，鏡面反射是樣品表面上的光線，但樣品的訊息極少；然而漫反射光是指紅外光線進入樣品中，散射出有豐富的樣品訊息光線，最後會由偵測器接收所有光線的訊息，如下圖。

一般來說，使用漫反射模組，粉末可以直接上機台測試，也有可能是樣品需要簡單研磨與添加溴化鉀(KBr)粉末混合後，放置機台上測試，無須傳統費時打錠過程。
我們使用漫反射模組主要是確保紅外光能夠進入樣品中達到漫反射效果，以最小鏡面反射效果呈現。

漫反射模組FT-IR樣品測試：咖啡因粉末樣品

紅色圖譜呈現是咖啡因中混和添加KBr，可獲得較高品質的圖譜、較清晰的吸收峰。
藍色圖譜呈現是咖啡因中未添加KBr，整體圖譜訊號峰較為強烈，吸收過大，無法明確辨識出特定吸收峰。
觀察下圖1700 cm^-1與1500 cm^-1位置，顯然咖啡因這類樣品是紅色圖譜較為明顯可辨識吸收峰。如下圖。

獲得漫反射高品質圖譜時，操作者需確認樣品的型態，例如：
1. 顆粒尺寸
2. 折射率
3. 均勻性
4. 裝載樣品方式

漫反射模組：專用的取樣工具

關於硬質塑膠與堅韌樣品，需要使用一種取樣工具，簡單又快速，可將硬質與堅韌樣品，獲取少量樣品至取樣器上，搭配漫反射模組，以非破壞方式分析出該物質的紅外光譜。

結論：FT-IR漫反射模組結合觸媒原位(in-situ DRIFT)催化紅外分析

漫反射模組分析簡單快速、有效率的分析固體樣品。近年來，觸媒原位(in-situ DRIFT)催化紅外分析是一個熱門分析議題，Thermo Scientific FT-IR儀器，即可以搭配漫反射模組，漫反射模組可升級為變溫裝置，及自動化程式控制溫度，達到觸媒原位(in-situ DRIFT)催化紅外分析，有效的提高分析效果。