紅外光譜技術(shù)在表面化學(xué)研究中的應(yīng)用

紅外光譜技術(shù)在表面化學(xué)研究中的應(yīng)用具有兩個(gè)鮮明特征:

　　(1)繼續(xù)不斷地開(kāi)發(fā)表面與薄膜的原位和實(shí)時(shí)紅外分析技術(shù)。根據(jù)報(bào)道已有一種適用于原位和同時(shí)紅外分析的FT-IR擴(kuò)散反射室。

　　(2)以紅外吸附光譜(IRAS),ATRFT-IR和IR反射光譜為代表的紅外光譜技術(shù)廣泛地應(yīng)用于研究自組織膜和L-B膜。如應(yīng)用IR反射光譜研究薄膜,測(cè)定組織薄膜的厚度、成分和結(jié)構(gòu)。

　　在催化化學(xué)研究中的應(yīng)用

　　(1)擴(kuò)散反射紅外光譜變換光譜(DRIFTS)的應(yīng)用報(bào)道特別突出,其次是IRAS。DRIFTS用于監(jiān)控催化劑表面吸附化合物的分解動(dòng)力學(xué)。IRAS的典型應(yīng)用實(shí)例包括研究CO在Pd催化劑表面的氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué),以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2表面的共吸附現(xiàn)象。

　　(2)原位紅外光譜技術(shù)除了依然應(yīng)用普通的原位紅外光譜技術(shù)研究催化反應(yīng)過(guò)程外,還應(yīng)用于原位反射/吸附紅外光譜研究催化劑表面的點(diǎn)位阻塞效應(yīng)。另外產(chǎn)生了大量新的與原位紅外光譜技術(shù)相配合的附件裝置。

　　在石油化學(xué)研究中的應(yīng)用

　　紅外光譜儀在石油化學(xué)中的應(yīng)用是一個(gè)十分廣泛的領(lǐng)域,如在重油的組成、性質(zhì)與加工方面,應(yīng)用IR表面自硅膠色譜得到的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。紅外光譜儀在潤(rùn)滑油及其應(yīng)用方面的進(jìn)展體現(xiàn)在:用于鑒別未知油品和標(biāo)定潤(rùn)滑油的經(jīng)典物理性質(zhì)(如粘度、總酸值、總堿值)被納入以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為目的的油液分析計(jì)劃,用于表征在用油液的降解和污染程度；油潤(rùn)滑表面摩擦化學(xué)過(guò)程及產(chǎn)物的原位監(jiān)測(cè)與表征。

　　紅外光譜儀應(yīng)用于輕質(zhì)油品生產(chǎn)控制和性質(zhì)分析方面的主要進(jìn)展包括:應(yīng)用紅外光譜預(yù)測(cè)汽油的辛烷值,應(yīng)用IR測(cè)定汽油中含氧化合物的含量。此外,還應(yīng)用ATRFT-IR與GC聯(lián)用測(cè)定汽油中的芳烴的含量。

　　在環(huán)境分析中的應(yīng)用

　　用氣相色譜-紅外聯(lián)用技術(shù)測(cè)定水中的污染物,結(jié)合了毛細(xì)管氣相色譜的高分辨能力和紅外光譜快速掃描的特點(diǎn),對(duì)GC-MS不能鑒別的異構(gòu)體,提供了完整的分子結(jié)構(gòu)信息,有利于化合物官能團(tuán)的判定。K1A1Krok等報(bào)道了氣相色譜/紅外光譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用。運(yùn)用紅外遙感技術(shù),可以測(cè)定工業(yè)大氣空間的特性。由于控制汽油質(zhì)量與保護(hù)環(huán)境密切相關(guān),應(yīng)用美國(guó)HPGC/IRP/MS測(cè)定汽油中的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、特丁醇、苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯等,其準(zhǔn)確度為1%,相對(duì)偏差為0.155%。應(yīng)用紅外法可以定量分析氣態(tài)烴類(lèi)混和物,對(duì)于測(cè)定水中的石油烴類(lèi),非色散紅外法已成為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法。

　　在半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料等方面的應(yīng)用

　　在此方面的應(yīng)用主要有:分析鈾原子與CO和CO2反應(yīng)產(chǎn)物的基體紅外光譜,研究了鈾-釷-鎳-錫變性錳鋁銅強(qiáng)磁性合金的遠(yuǎn)紅外性質(zhì)。分析C60填料籠形包含物的紅外和拉曼光譜。用反射紅外顯微光譜法測(cè)定有機(jī)富油頁(yè)巖中海藻化石。

　　此外, 紅外光譜儀在其傳統(tǒng)領(lǐng)域———物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、熱力學(xué)狀態(tài)分析、熱/動(dòng)力學(xué)過(guò)程分析與表征也有著不同程度的進(jìn)展。