傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)是一种基于干涉原理的高灵敏度分析仪器,广泛应用于材料成分分析、结构鉴定及反应过程监测。为确保测试结果的准确性和设备长期稳定性,使用时需注意以下关键事项:
一、操作前准备
环境条件控制
温度与湿度:实验室温度应稳定在20~25℃,湿度≤60%。湿度过高会导致光学元件(如分束器、检测器)表面结雾,影响信号强度;温度波动可能引起干涉仪位移,导致谱图基线漂移。
防振与防尘:仪器需放置在减震台上,远离振动源(如离心机、空调外机)。定期清洁仪器外壳及样品舱,避免灰尘进入光路系统。
防腐蚀与防电磁干扰:避免在含腐蚀性气体(如H₂S、Cl₂)或强电磁场(如大型电机、高频发生器)环境中使用,防止光学元件腐蚀或电子信号干扰。
仪器预热与自检
预热时间:开机后需预热30分钟以上,使检测器(如DTGS或MCT)达到热平衡状态,减少噪声干扰。
自检程序:运行仪器自带的自检功能,检查干涉仪、激光器、检测器等关键部件是否正常工作。若自检失败,需联系工程师维修。
样品准备
固体样品:采用KBr压片法时,需将样品与KBr按1:100~1:200比例混合研磨,确保颗粒细小均匀(粒径≤2μm),避免散射光干扰。
液体样品:使用NaCl或KBr盐窗片时,需确保样品无腐蚀性(如强酸、强碱),防止盐窗片溶解或破裂。
气体样品:需配备专用气体池,并控制气体流速(通常≤100mL/min),避免压力波动影响谱图稳定性。
二、操作中规范
参数设置优化
分辨率选择:根据样品特性选择合适分辨率。常规分析可选4cm⁻¹,高精度结构鉴定需提高至2cm⁻¹或更低,但会延长扫描时间。
扫描次数设定:增加扫描次数(如32~64次)可提高信噪比,但需平衡测试效率。对于弱信号样品,可延长扫描时间至128次。
增益调整:根据样品信号强度动态调整检测器增益,避免信号过载(导致削波失真)或过弱(信噪比不足)。
光路对准与校准
激光参考检查:定期检查激光参考信号(通常位于15798cm⁻¹附近),确保其强度稳定且峰形对称。若激光信号异常,需重新调整干涉仪。
能量校准:使用标准样品(如聚苯乙烯薄膜)进行能量校准,验证仪器在全波段(4000~400cm⁻¹)的能量分布是否均匀。
样品测试流程
背景扫描:在放置样品前,先扫描空白背景(如纯KBr片或空气体池),消除环境CO₂、水蒸气等干扰信号。
样品放置:确保样品与检测光路垂直,避免倾斜导致信号衰减。对于透射模式,样品厚度需控制在0.1~1mm范围内。
避免交叉污染:更换样品时,需彻底清洁样品舱和压片模具,防止前一样品残留影响后续测试结果。
三、操作后维护
清洁与存放
光学元件清洁:使用专用镜头纸或无尘布轻轻擦拭分束器、检测器窗口等光学元件,避免划伤表面。严禁使用有机溶剂(如丙酮、乙醇)直接清洗。
样品舱密封:测试完成后,及时关闭样品舱门,防止灰尘进入。长期不用时,需在样品舱内放置干燥剂(如硅胶),保持内部干燥。
软件与数据管理
数据备份:定期将测试数据导出至外部存储设备,防止仪器故障导致数据丢失。
软件更新:关注仪器厂商发布的软件更新通知,及时升级以修复漏洞并优化性能。
定期维护计划
季度维护:检查干涉仪动态校准精度,更换干燥剂,清洁仪器外壳及通风口。
年度维护:联系专业工程师对仪器进行全面检修,包括激光器寿命评估、检测器性能测试及光路重新对准。
四、安全注意事项
激光安全:FTIR内置的He-Ne激光器(波长632.8nm)属于Class II激光,避免直视激光光束,防止眼睛损伤。
高压防护:部分FTIR配备高压气体池(如CO₂激光器),操作时需佩戴防护眼镜,并确保气体泄漏报警装置正常工作。
化学安全:处理腐蚀性或有毒样品时,需在通风橱内操作,并佩戴防护手套和护目镜。测试完成后,按规范处理废弃样品。