???????隨著紅外光譜應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，幾乎每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都配備了紅外光譜。因此，我們仔細(xì)整理了紅外吸收光譜圖的分析實(shí)例，希望能幫助您分析紅外吸收光譜。

有機(jī)化合物定性分析采用紅外吸收光譜可分為兩個(gè)方面：

一是官能團(tuán)定性分析，主要根據(jù)紅外吸收光譜的特征頻率來確定其中所含的官能團(tuán)，以確定未知化合物的類別；

二是結(jié)構(gòu)分析，即利用紅外吸收光譜提供的信息，結(jié)合紫外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜等結(jié)構(gòu)分析方法（如紫外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜）提供的。?

當(dāng)樣品受到頻率不斷變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收一些頻率的輻射，分子振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)引起偶極矩的凈變化，即振動(dòng)-轉(zhuǎn)能級(jí)從基態(tài)向激發(fā)態(tài)跳躍，相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱T波數(shù)或波長的曲線為紅外光譜。

影響紅外光譜吸收峰的外部因素

（1）外部因素對(duì)官能組吸收頻率的影響通常是由內(nèi)部因素引起的。溫度對(duì)物質(zhì)的紅外吸收光譜有明顯的影響。低溫下，物質(zhì)吸收帶尖銳；溫度越高，帶寬增加，帶數(shù)減少。?

（2）由于同一物質(zhì)的狀態(tài)不同，分子之間的相互作用力不同，測(cè)得的光譜也不同。一般來說，氣態(tài)下測(cè)得的譜帶波數(shù)最高，振動(dòng)譜帶的旋轉(zhuǎn)精細(xì)結(jié)構(gòu)可以觀察到。

（3）當(dāng)液體樣品或固體樣品溶解在有機(jī)溶劑中時(shí)，樣品分子與樣品分子和溶劑分子相互作用，導(dǎo)致樣品分子的紅外振動(dòng)頻率發(fā)生變化。如果樣品分子含有極性基團(tuán)，溶劑的極性越強(qiáng)，兩者的相互作用越強(qiáng)，樣品的紅外光譜變化越大。?

（4）由于各種外部因素會(huì)影響官能組的吸收頻率，當(dāng)將未知物紅外譜與已知樣品或標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)注意圖紙條件，最好在大致相同條件下比較光譜圖。

1.振動(dòng)自由度

振動(dòng)自由度是分子獨(dú)立振動(dòng)的數(shù)量。N每個(gè)原子在空間上有三個(gè)自由度F=3N-(非線性分子)；F=3N-5(線性分子)。

振動(dòng)自由度的計(jì)算非常重要，因?yàn)樗从沉宋辗宓臄?shù)量，光譜簡化或紅外非活性振動(dòng)使吸收峰的數(shù)量低于振動(dòng)自由度。

U=0→無雙鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)

U=1→雙鍵或環(huán)形結(jié)構(gòu)

U=2→兩個(gè)雙鍵，兩個(gè)換，雙鍵 環(huán)，三鍵

U=4→苯環(huán)可能含有分子

U=5→可能含有苯環(huán)的分子 一個(gè)雙鍵

2、紅外光譜峰的類型

基頻峰：分子吸收一定頻率的紅外線，振動(dòng)能級(jí)從基態(tài)轉(zhuǎn)移到第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收峰。基頻峰等于分子或基團(tuán)的振動(dòng)頻率，強(qiáng)度高，是紅外線的主要吸收峰。

泛頻峰：當(dāng)分子的振動(dòng)能水平從基態(tài)轉(zhuǎn)移到第二振動(dòng)激發(fā)態(tài)、第三振動(dòng)激發(fā)態(tài)等高能態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的吸收峰強(qiáng)度較弱，難以識(shí)別，但增加了光譜的特性。

特征峰和指紋峰：特征峰可用于識(shí)別官能組的吸收峰，對(duì)應(yīng)于分子中某個(gè)化學(xué)鍵或基團(tuán)的振動(dòng)形式，同一基團(tuán)的振動(dòng)頻率總是出現(xiàn)在某個(gè)區(qū)域；指紋區(qū)具有較強(qiáng)的吸收峰，對(duì)分子結(jié)構(gòu)的變化非常敏感，可以區(qū)分不同化合物結(jié)構(gòu)的小差異。

影響峰位的因素

誘導(dǎo)效應(yīng)使振動(dòng)頻率向高波數(shù)移動(dòng)；共軛效應(yīng)使振動(dòng)頻率向低波數(shù)移動(dòng)；氫鍵效應(yīng)降低膨脹頻率，分子內(nèi)氫鍵對(duì)峰值影響較大，不受濃度影響，分子間氫鍵受濃度影響較大，濃度稀釋，吸收峰位置發(fā)生變化；碳原子雜化軌道中的s成分增加，鍵能增加，膨脹振動(dòng)頻率增加；溶劑極性增加，極性基團(tuán)的膨脹振動(dòng)頻率降低。

4.譜圖分析實(shí)例

紅外譜圖分析步驟

先特征，后指紋；先強(qiáng)峰，后強(qiáng)峰；尋找一組相關(guān)峰；→佐證。

首先識(shí)別特征區(qū)域的第一強(qiáng)峰，找出其相關(guān)峰，進(jìn)行歸屬。

若飽和度>=4，優(yōu)先考慮苯環(huán)結(jié)構(gòu)。

下圖為分子式C9H7NO紅外吸收光譜，確定其分子式。

不飽和度U=(2 2*9 1-7)/2=7→可能含苯環(huán)

1、CO2在ZnO上的活化

CO將活化轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的有機(jī)化合物是催化領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。Noei等人通過超高真空傅里葉紅外光譜（UHV-FTIRS）研究羥基化ZnO納米顆粒CO2活化。他們會(huì)干凈的ZnO暴露在粉末樣品中CO在紅外譜圖中觀察到碳酸鹽相關(guān)振動(dòng)帶的形成并使用C18O2同位素置換實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)ZnO納米顆粒在CO高活性激活。

2、CO在銳鈦礦相中吸附TiO2上

Setvin人們用紅外反射吸收光譜（IRRAS）結(jié)合程序升溫脫附（TPD），掃描隧道顯微鏡（STM）和DFT研究了一氧化碳在銳鈦礦的理論計(jì)算TiO2(101)晶面吸附。IRRAS譜圖顯示在2181cm-1處僅有一個(gè)CO帶，結(jié)合TPD，分離分子的吸附能量估計(jì)為0.37±0.03eV，吸收峰在較高的覆蓋率下移動(dòng)到較小的值。又結(jié)合STM成像和樣品的控制退火證實(shí)TPD估計(jì)的吸附能與輕微排斥分子相互作用。CO在稍高的溫度下，分子從富電子的外部供體缺陷位點(diǎn)解吸，與金紅石TiO2(110)表面CO吸附的比較表明，銳鈦礦型TiO2中電子定域的趨勢(shì)比金紅石好TiO2中弱得多。

3、CO與ZnO其他吸附物的相互作用

在實(shí)際催化過程中，催化劑表面往往不吸附單一吸附物種，但催化劑表面同時(shí)存在多種吸附物。Noei在超高真空條件下等待人（UHV-FTIRS），通過FTIR光譜研究了CO不同改性的多晶ZnO相互作用。在110K清潔無吸附質(zhì)ZnO暴露于納米顆粒CO后，在2187cm-1處有強(qiáng)振動(dòng)帶，是CO與ZnO上的Zn2 位點(diǎn)結(jié)合所致。在210K下將CO2預(yù)處理后的ZnO暴露于納米顆粒CO后，在2215cm-一處觀察新的CO振動(dòng)帶是吸附在三齒碳酸鹽結(jié)構(gòu)中的游離帶Zn位點(diǎn)上的CO所致。記錄在不同溫度下UHV-FTIRS數(shù)據(jù)顯示，預(yù)吸附CO2時(shí)，CO在多晶ZnO上面的組合可以顯著增加，在ZnO存在于粉末顆粒上的羥基物質(zhì)不會(huì)導(dǎo)致UHV條件下CO振動(dòng)帶的顯著變化。

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