67、近红外透射光谱采样技术与长光程气体池解析

近红外透射光谱采样技术与长光程气体池解析

近红外透射光谱采样技术

近红外（NIR）透射光谱技术在诸多领域有着广泛应用，其在优化采样技术时，需先了解NIR光谱的特性以及与常见应用的关联。

NIR光谱特性

• 水的NIR光谱 ：水在NIR光谱中的吸收带相对中红外较弱。NIR光谱中，水的吸收带主要集中在1450和1910 nm，对应于n1 + n3和n2 + n3组合模式。随着波长区域减小，NIR光谱中所有谱带逐渐变弱。在短波长近红外（SWNIR，λ < 1100 nm）区域，水的谱带强度很弱，而在靠近中红外的NIR区域（1400 < λ < 2500 nm）相对较强。因此，在研究水、水溶液或各种材料中的水合水时，可选择合适的区域或样品池厚度。在SWNIR区域测量可避免水的高吸收率问题，这也是NIR透射光谱常用于谷物、饲料、肉类和生物组织等样品光谱信息获取的主要原因之一。相比之下，中红外光谱在测量水溶液时，常受水的基频模式强吸收率影响，只能使用非常薄的样品池或采用衰减全反射（ATR）方法。
• 有机化合物的NIR光谱 ：固体和液体有机化合物的NIR透射光谱也呈现类似趋势，不过许多有机化合物的基频吸收率比水的基频带弱。例如，环己烷在9000 - 4000 cm⁻¹区域的NIR透射光谱中，9000 - 8000和6000 - 5600 cm⁻¹区域的谱带分别主要归属于CH₂基团C - H伸缩带的二次和一次泛频，4500 - 4000 cm⁻¹附近的相对强谱带则是C - H伸缩和弯曲模式的组合。
• 气相分子的NIR光谱