13、合成与工业样品的近红外光谱分析

合成与工业样品的近红外光谱分析

近红外（NIR）光谱技术在过去几年中得到了越来越广泛的应用，能够对各种合成和工业材料进行快速无损分析。NIR光谱分析的吸引力主要在于其采样简便，可对气体、液体、固体等多种形式的材料进行分析，且无需太多预处理。

1. NIR光谱的特点

• 穿透深度优势 ：NIR光谱区域的振动泛频和组合带的吸收率通常比中红外和可见光谱区域的吸收率低。因此，NIR光可以比红外或可见光更深入地穿透样品，同时仍能通过微弱的振动吸收传递成分信息。这带来了诸多好处：
  • 可以轻松获得“厚”凝聚相样品（毫米到厘米厚）的NIR吸收光谱。
  • 能够对“高散射”材料（具有许多折射率界面的材料）进行NIR透射和反射光谱分析。
  • 可以用NIR辐射对相对较大体积的材料进行采样，减少了代表性采样的担忧。
• 信息简化优势 ：与中红外光谱相比，NIR光谱具有“简化优势”，因为只有有限的官能团能在NIR区域产生显著的振动带。大多数情况下，只有含C - H、N - H和O - H键的官能团能在NIR区域产生强度可观的振动泛频带。其他键的振动，如C = C和C = O，会影响NIR组合带的强度和位置，尤其是在较长的NIR波长（2000 - 2500 nm）处。
• 不利特性 ：NIR泛频和组合带也有两个不太理想的特性，即“复杂效应”和“重叠效应”。一个分子中的单个官能团可以产生许多不同的组合和泛频带，且这些带往往较宽且相互高度重叠，这对工业分析人员来说是个