紅外光譜儀是利用物質對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統組成。根據分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定
紅外光譜儀是利用物質對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統組成。根據分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后，分子的振動能級發生躍遷，透過的光束中相應頻率的光被減弱，造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到所測樣品的紅外光譜。
紅外光譜儀是材料分析化學中常用的儀器之一。紅外光譜分析能夠幫助我們對材料進行定性鑒定和半定量分析，是最快獲得材料類別信息的重要手段。
紅外光譜儀主要由三部分組成：光源、干涉儀和檢測器。其中光源能發射出穩定、高強度、連續波長的紅外光，通常使用能斯特(Nernst)燈、碳化硅或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲。干涉儀的作用則是將復色光變為干涉光。中紅外干涉儀中的分束器主要是由溴化鉀材料制成的;近紅外分束器一般以石英和CaF2為材料;;遠紅外分束器一般由Mylar膜和網格固體材料制成。
1、在表面化學研究中的應用
紅外光譜技術在表面化學研究中的應用具有兩個鮮明特征:
(1)繼續不斷地開發表面與薄膜的和實時紅外分析技術。
(2)以紅外吸附光譜為代表的紅外光譜技術廣泛地應用于研究自組織膜。如應用反射光譜研究薄膜,測定組織薄膜的厚度、成分和結構。
2、在石油化學研究中的應用
紅外光譜儀在石油化學中的應用是一個十分廣泛的領域,如在重油的組成、性質與加工方面,應用表面自硅膠色譜得到的膠質和瀝青質。在潤滑油及其應用方面的進展體現在:用于鑒別未知油品和標定潤滑油的經典物理性質;被納入以設備狀態監測為目的的油液分析計劃,用于表征在用油液的降解和污染程度;油潤滑表面摩擦化學過程及產物的監測與表征。
3、在催化化學研究中的應用
(1)用于監控催化劑表面吸附化合物的分解動力學。典型應用實例包括研究催化劑表面的氧化反應動力學,以及研究面的共吸附現象。
(2)紅外光譜技術除了依然應用普通的紅外光譜技術研究催化反應過程外,還應用于反射吸附紅外光譜研究催化劑表面的點位阻塞效應。另外產生了大量新的與紅外光譜技術相配合的附件裝置。
4、在環境分析中的應用
用紅外光譜儀技術測定水中的污染物,結合了毛細管氣相色譜的高分辨能力的特點,對不能鑒別的異構體,提供了完整的分子結構信息,有利于化合物官能團的判定。可以定量分析氣態烴類混和物,對于測定水中的石油烴類,非色散紅外法已成為我國環境監測的標準方法。
在紡織工業中，紅外光譜、激光、圖像處理技術等多種高新技術都已得到廣泛應用。紅外光譜技術主要用于紡織纖維鑒別，利用紅外光譜儀來進行操作。使用紅外光譜儀能夠快速對全部光譜進行千次掃描，并在同一時刻收集光譜中所有頻率的信息。通過對紡織纖維紅外光譜圖的分析，就可以對混紡織物比例進行定量分析，靈敏度和效率都十分高。
紅外光譜市場按照波長被分為近紅外、中紅外和遠紅外。其中，由于廣泛的應用于科研和工業領域，中紅外光譜預計在預測期間占有最大的市場份額。另外，在預測期內，近紅外光譜市場預計將會以顯著的速度增長。
紅外光譜市場(包括近紅外、中紅外、遠紅外)預計將在2022年達到12.6億美元，2016年至2022年之間復合年增長率為6.5%。推動紅外光譜市場增長的主要因素包括制藥行業過程分析技術的監管框架，以及生命科學領域研發投資的增加，還有就是紅外光譜技術的不斷進步。
2015年，制藥行業占有紅外光譜市場的最大份額。而且，在預測期內，生物和化學品市場預計將以顯著的速度增長。在藥用輔料的生產過程中，紅外光譜起到了關鍵作用。不斷被接受的新的國際cGMP & cGDP認證，將有望增加紅外光譜儀器的使用，從而推動市場的增長。
隨著光譜儀下游應用領域逐漸增多，國家發改委、科技部以及生態環境部等部門相繼出臺將高端分析儀器產業列入國家重點發展產品的政策，光譜儀作為高端分析儀器類別中的關鍵產品，將迎來發展良機。
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吳澳燕
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