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紅外光譜儀是進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、成分鑒定的精密儀器,其操作、維護(hù)和樣品處理均需嚴(yán)格遵循規(guī)范,以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、延長(zhǎng)儀器使用壽命并確保操作安全。以下是紅外光譜儀使用過程中的核心注意事項(xiàng),按環(huán)境要求、樣品制備、操作流程、維護(hù)保養(yǎng)、安全規(guī)范五大維度分類說明:
一、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制:儀器穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)
紅外光譜儀對(duì)環(huán)境敏感,環(huán)境因素直接影響檢測(cè)精度和儀器壽命,需重點(diǎn)控制以下 4 點(diǎn):
濕度控制(關(guān)鍵)
環(huán)境相對(duì)濕度需嚴(yán)格控制在 40%~60% 之間,最高不超過 70%。
潮濕環(huán)境會(huì)導(dǎo)致光學(xué)元件(如光柵、檢測(cè)器、KBr 窗片)受潮發(fā)霉、性能下降,甚至引發(fā)電路短路。需配備高效除濕機(jī),并定期檢查儀器內(nèi)置干燥劑(如變色硅膠,失效后及時(shí)更換)。
溫度控制
環(huán)境溫度保持在 15℃~25℃ ,且溫度波動(dòng)≤±2℃/ 小時(shí)。
溫度劇烈變化會(huì)導(dǎo)致光學(xué)部件熱脹冷縮,影響光路穩(wěn)定性,同時(shí)干擾檢測(cè)器的信號(hào)輸出。
潔凈與防干擾
儀器需放置在潔凈、無(wú)粉塵的實(shí)驗(yàn)室,避免樣品室和光學(xué)系統(tǒng)被污染(粉塵會(huì)產(chǎn)生雜散光,影響譜圖質(zhì)量)。
遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)(如大型電機(jī)、變壓器)和劇烈振動(dòng)源(如離心機(jī)、真空泵),防止電路干擾和光路偏移。
氣體氛圍(針對(duì)高分辨率或特殊測(cè)試)
若測(cè)試樣品在中紅外區(qū)有弱吸收,或需排除 CO?、H?O 的干擾(二者在紅外區(qū)有強(qiáng)特征吸收峰),需向樣品室和光學(xué)系統(tǒng)通入干燥的惰性氣體(如 N?、Ar)。
二、 樣品制備:確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的核心
樣品的狀態(tài)、純度、處理方式直接決定譜圖的可靠性,不同狀態(tài)樣品需遵循對(duì)應(yīng)的制備規(guī)范:
通用要求
樣品需干燥無(wú)水分:水分的紅外吸收峰(~3400 cm?1 寬峰、~1640 cm?1 尖峰)會(huì)嚴(yán)重干擾樣品峰,固體樣品需在 105℃烘箱中烘干(不耐熱樣品可真空干燥),液體樣品需用無(wú)水硫酸鈉脫水。
樣品需純度較高:雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生額外吸收峰,導(dǎo)致譜圖解析錯(cuò)誤,一般要求樣品純度≥98%(定性分析可適當(dāng)放寬,但需明確雜質(zhì)信息)。
避免腐蝕性、毒性、揮發(fā)性樣品:腐蝕性樣品(如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿)會(huì)損壞樣品室、窗片或檢測(cè)器;揮發(fā)性樣品需在密封樣品池中測(cè)試,防止污染儀器;毒性樣品需在通風(fēng)櫥內(nèi)處理,做好防護(hù)。
固體樣品制備
壓片法:樣品與 KBr(光譜純,在中紅外區(qū)無(wú)吸收)按 1:100~1:200 比例混合研磨至粒徑≤2μm(避免散射光干擾),在壓片機(jī)中加壓(8~15 MPa)制成透明薄片。需注意 KBr 易吸潮,需提前在 120℃烘干并保存在干燥器中。
糊狀法:將樣品研磨后與液體石蠟(或氟油,避免與樣品反應(yīng))混合成糊狀,涂在 KBr 窗片上測(cè)試。適用于不溶于溶劑、不耐熱的固體。
薄膜法:將樣品溶于合適溶劑后,涂在玻璃片上晾干成膜,再剝離后固定在樣品架上測(cè)試。適用于聚合物類樣品。
液體樣品制備
液體池法:根據(jù)樣品極性選擇窗片材質(zhì)(極性樣品用 CaF?窗片,非極性樣品用 NaCl 窗片,強(qiáng)腐蝕性樣品用 ZnSe 窗片),將樣品注入液體池(厚度 0.01~0.1 mm),密封后測(cè)試。測(cè)試后需立即用溶劑沖洗液體池,晾干后存放。
涂片法:將少量純液體直接涂在 KBr 窗片上,形成均勻薄膜后測(cè)試(適用于粘稠液體)。
氣體樣品制備
需使用專用氣體池(帶進(jìn)氣 / 出氣口),將氣體樣品通入池中并密封,確保池內(nèi)無(wú)空氣殘留(尤其是 H?O 和 CO?)。氣體池需定期檢漏,避免樣品泄漏。
三、 儀器操作流程:規(guī)范操作防損壞
開機(jī)與預(yù)熱
嚴(yán)格按儀器說明書順序開機(jī):先開穩(wěn)壓電源,再開儀器主機(jī),最后啟動(dòng)軟件。
開機(jī)后需預(yù)熱 30~60 分鐘(尤其是傅里葉變換紅外光譜儀,需等待檢測(cè)器和干涉儀穩(wěn)定),未預(yù)熱直接測(cè)試會(huì)導(dǎo)致譜圖基線漂移、噪聲增大。
參數(shù)設(shè)置與基線校正
根據(jù)樣品類型設(shè)置測(cè)試參數(shù):掃描范圍(中紅外常用 4000~400 cm?1)、掃描次數(shù)(一般 16~32 次,掃描次數(shù)越多,信噪比越高)、分辨率(常用 4 cm?1,高分辨率測(cè)試可設(shè) 2 cm?1)。
每次測(cè)試前必須進(jìn)行基線校正:在無(wú)樣品狀態(tài)下掃描背景(扣除空氣、儀器本身的吸收),背景與樣品測(cè)試的環(huán)境、參數(shù)需一致,否則會(huì)引入誤差。
樣品測(cè)試
放置樣品時(shí)需輕拿輕放,確保樣品對(duì)準(zhǔn)光路中心,避免觸碰窗片(手上油脂會(huì)污染窗片,產(chǎn)生雜峰)。
測(cè)試過程中避免打開樣品室蓋,防止環(huán)境干擾。若樣品有揮發(fā)性或毒性,需確認(rèn)樣品室密封良好。
關(guān)機(jī)流程
先關(guān)閉軟件,再關(guān)閉儀器主機(jī)電源,最后關(guān)閉穩(wěn)壓電源。
若儀器配備真空泵(如某些高真空樣品池),需先關(guān)閉真空泵,再斷開電源。
長(zhǎng)期不用時(shí),需將樣品室內(nèi)放置干燥劑,并用防塵罩覆蓋儀器。
四、 維護(hù)保養(yǎng):延長(zhǎng)儀器壽命的關(guān)鍵
日常清潔
樣品室:每次測(cè)試后用干凈的脫脂棉蘸無(wú)水乙醇擦拭樣品室內(nèi)壁和樣品架,去除殘留樣品或粉塵。
光學(xué)窗口:若窗片被污染,用鏡頭紙蘸無(wú)水乙醇輕輕擦拭(避免劃傷窗片),嚴(yán)禁用手直接觸摸。
儀器外殼:用干布擦拭,避免水或溶劑滲入儀器內(nèi)部。
定期校準(zhǔn)
波長(zhǎng)校準(zhǔn):每半年至一年用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如聚苯乙烯薄膜,特征峰位置明確)進(jìn)行校準(zhǔn),確保譜峰位置準(zhǔn)確。
強(qiáng)度校準(zhǔn):若測(cè)試定量分析,需定期用標(biāo)準(zhǔn)樣品校準(zhǔn)吸光度的線性關(guān)系。
建議由專業(yè)工程師進(jìn)行定期維護(hù)校準(zhǔn)。
耗材更換
干燥劑:樣品室和儀器內(nèi)置的干燥劑(如變色硅膠)變?yōu)榉凵珪r(shí)立即更換。
檢測(cè)器:部分檢測(cè)器(如汞鎘碲 MCT 檢測(cè)器)需定期補(bǔ)充液氮(若為液氮制冷型),需確保液氮充足,避免檢測(cè)器損壞。
液體池密封圈:若液體池泄漏,需及時(shí)更換密封圈,防止樣品腐蝕窗片。
長(zhǎng)期閑置維護(hù)
每月開機(jī)預(yù)熱 1~2 次,每次 2 小時(shí),防止電子元件老化和光學(xué)部件受潮。
樣品室內(nèi)放置足量干燥劑,儀器外罩防塵罩,并存放在干燥、潔凈的環(huán)境中。
五、 安全規(guī)范:保障人身與儀器安全
電氣安全
儀器必須接地良好(接地電阻≤4Ω),防止漏電或電磁干擾。
嚴(yán)禁濕手操作電源開關(guān),儀器附近避免放置水杯等液體容器,防止水滲入電路。
若儀器出現(xiàn)異常響聲、冒煙或異味,立即斷電并聯(lián)系維修人員,嚴(yán)禁自行拆卸。
樣品安全
處理易燃、易爆樣品(如乙醇、丙酮溶液)時(shí),需在通風(fēng)櫥內(nèi)操作,遠(yuǎn)離火源,樣品池需密封防止揮發(fā)。
毒性樣品(如苯、甲醛)需佩戴手套、口罩,測(cè)試后及時(shí)清理樣品殘留,通風(fēng)換氣。
檢測(cè)器安全
MCT 檢測(cè)器對(duì)光敏感,開機(jī)狀態(tài)下嚴(yán)禁打開樣品室蓋(強(qiáng)光會(huì)損壞檢測(cè)器),關(guān)機(jī)后需等待檢測(cè)器冷卻至室溫再斷開電源(針對(duì)液氮制冷型)。
液氮使用安全
補(bǔ)充液氮時(shí)需佩戴防凍手套和護(hù)目鏡,避免液氮濺到皮膚(導(dǎo)致凍傷)。
液氮罐需存放在通風(fēng)良好的地方,避免液氮揮發(fā)產(chǎn)生的氮?dú)鈱?dǎo)致缺氧。
六、 數(shù)據(jù)處理與記錄
測(cè)試完成后需及時(shí)保存原始譜圖數(shù)據(jù),記錄測(cè)試參數(shù)(掃描范圍、分辨率、掃描次數(shù))、樣品信息(名稱、純度、制備方法)和環(huán)境條件(溫度、濕度),便于后續(xù)譜圖解析和數(shù)據(jù)追溯。
譜圖解析時(shí)需排除背景干擾峰(如 H?O、CO?、溶劑峰),避免誤判。
遵循以上注意事項(xiàng),可有效保證紅外光譜儀的檢測(cè)精度,延長(zhǎng)儀器使用壽命,并規(guī)避操作風(fēng)險(xiǎn)。若遇到異常情況(如譜圖基線異常、儀器報(bào)錯(cuò)等),應(yīng)先查閱說明書,無(wú)法解決時(shí)及時(shí)聯(lián)系廠家工程師,切勿自行拆解維修。