岛津红外光谱仪的定量分析基于特定波数处光谱吸光度与组分浓度的对应关系,借助对这一关系的测定与运算,可实现混合物中目标成分的含量确定。使用过程需依次完成样品准备、光谱采集、特征选取、校准建立与结果计算,并在各环节保持操作一致性,以降低误差。
样品制备需保证可重复的光学接触与有效信号强度。固体样品常用压片法或衰减全反射法,压片时应控制压力与均匀性,使颗粒分布一致;衰减全反射法需选择与样品折射率匹配的晶体,并保证接触面平整。液体样品可用液膜法或液体池法,液膜厚度应稳定,池窗需洁净无划痕。气体样品应充入专用气室,保证压力与路径长度一致。不同形态样品在制样时应避免混入杂质或气泡,以免产生额外吸收干扰定量峰。
光谱采集应在统一条件下进行。选择适当的扫描范围与分辨率,使目标吸收峰清晰且不与邻近峰重叠过多。背景采集需在相同光路条件下完成,且背景物质应与样品基质一致或已知,以便有效扣除环境及容器吸收。为减少随机噪声影响,可进行多次扫描累加,使谱图平滑且特征稳定。采集过程中应保持仪器状态不变,包括光源强度、检测器增益与环境温湿度,防止信号漂移。
特征波数的选取是定量分析的关键步骤。应在样品光谱中找到仅与目标组分相关的吸收峰,且该峰在待测浓度范围内呈线性响应。避免使用与其他组分重叠或受水分、二氧化碳等干扰明显的区域。必要时通过差谱或导数处理突出目标峰,但须验证处理后的峰面积或峰高与浓度关系仍保持稳定。选定波数后,记录该位置在不同浓度标准品光谱中的响应值,形成校准数据组。
校准过程需采用已知浓度的标准样品建立对应关系。标准样品的组成与物理形态应与待测样品一致,涵盖预期的浓度范围,并在至少五个不同浓度点进行测量,以检验响应的线性与范围适用性。以浓度为自变量、峰面积或峰高为因变量进行线性回归,得到校准方程与相关系数。若相关系数较低,应检查制样重复性、特征波数选择或仪器状态,并剔除异常点重新拟合。对非线性区间可考虑多项式或分段校准,但须限定适用范围。
定量计算时将待测样品在相同条件下测得的特征响应值代入校准方程,求得浓度值。对结果需评估不确定度来源,包括制样重复性、光谱噪声、校准残差与环境波动。必要时进行平行测定,统计平均值与离散程度,判断是否满足分析要求。若待测样品基质与标准品存在差异,应考察基体效应的影响,可通过加入内标物或采用标准加入法校正。
使用岛津红外光谱仪进行定量分析,核心在于制样与采集的一致性、特征波数的专属性及校准模型的可靠性。