首頁 技術支援 技術文章分享 淺談顯微紅外光譜儀(Micro-FTIR)及分析技術
技術支援

淺談顯微紅外光譜儀(Micro-FTIR)及分析技術

2021/06/12

紅外顯微光譜儀分析理論

分子中存在多種類型的振動模式,其中一些振動模式可以引起分子偶極距發生變化,當這類振動的頻率和紅外光頻率相同時,分子能夠吸收紅外光的能量,形成紅外吸收光譜(IR)。不同的化合物因其分子結構不同,紅外吸收光譜的特徵峰不同,如同人類的指紋,沒有兩個是完全吻合的。因此,在鑑定高分子材料時,紅外光譜FTIR技術被認爲是非常有效的方法。

分子振動模組類別

圖1.分子振動模組類別

以一束紅外光照射樣品,樣品所含的分子將會吸收一部分光能,並轉變爲分子的振動能和轉動能。藉助於儀器將吸收值與相應的波數作圖,即可獲得該試樣的紅外吸收光譜,紅外光譜中的每一個特徵吸收譜帶都包含了樣品分子中官能基和化學鍵結的訊息。不同物質有著不同的紅外光譜,將樣品的紅外光譜和已知的紅外光譜進行比較從而鑑別材料。

Thermo光譜儀-紅外顯微光譜儀家族

圖2.Thermo光譜儀-顯微紅外光譜儀家族

顯微紅外分析就是將紅外光譜與顯微鏡結合在一起的分析方法,它利用不同材料(主要是有機物)對紅外光譜不同吸收的原理,分析材料的化合物成分,再結合顯微鏡可使可見光與紅外光同光路,只要在可見的視野範圍下,就可以尋找要分析微量的有機汙染物區域。如果沒有顯微鏡的技術搭配,通常紅外光譜只能分析樣品量較多的樣品,也較難進行樣品的局部區域偵測。在很多情況下,只要微量的汙染就可能導致PCB焊盤或引線腳的可焊性不良,若沒有搭載顯微鏡技術的紅外光譜是很難解決這類問題的。顯微紅外分析的主要用途就是分析被焊面或焊點表面的有機汙染物,分析腐蝕或可焊性不良的原因。

PCB焊盤汙染檢測案例

圖3.PCB焊盤汙染檢測案例

紅外顯微光譜儀分析用途

結構鑑定、定量分析和化學動力學研究等,它的解析能夠提供許多關於官能團的訊息,利用紅外吸收峰的位置與強度,可以用來鑑別未知物的結構組成或確定其化學成分;而吸收譜帶的吸收強度與官能基的含量的多寡有關,可用於進行定量分析和純度鑑定。

傅立葉轉換顯微紅外光譜儀(Micro-FTIR)分析是一種重要的現代分析手段和方法,已廣泛應用於司法鑑定中各類物證材料(包括有機、無機物證材料)樣品的定性和定量分析,不僅能準確的確定物證材料的各種化學成分,還可以採用對比分析的方法,快速有效地得到直接的取證結果。在分析測試工作中,應用紅外光譜分析技術,並結合顯微鏡或層析、熱重分析等技術,運用於毒品走私、炸藥爆炸、僞造假幣、書畫防僞、保全鑑定等刑事領域樣品進行分析鑑定,並提供準確數據和分析結論等科學依據。

紅外顯微光譜儀量測模式選擇

圖4.紅外顯微光譜儀量測模式選擇

紅外顯微光譜儀分析優點

紅外顯微光譜儀靈敏度高

(1)靈敏度高,樣品量至10微克以下,如此量少就足以獲得很好的紅外光譜圖。

紅外顯微光譜儀能進行局部分析

(2)能進行局部分析,其顯微鏡測量孔徑可到8微米或更小,在顯微鏡觀察下,可方便地根據需要選擇樣品不同區域進行分析。對非勻相樣品可在顯微鏡下直接測量樣品上各區域的紅外光譜圖。

樣品製備簡單

(3)樣品製備簡單,對不透光樣品可直接測定反射式量測方法。

紅外顯微鏡光路調節簡單

(4)顯微鏡光路調節簡單,顯微觀察與紅外光譜分析是同一光路,容易實現顯微鏡對樣品待分析部位定位。

保持樣品形態

(5)分析過程中可保持樣品原有形態和晶型,樣品不被破壞。

TOP