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红外光谱技术在表面化学研究中的应用

红外光谱技术在表面化学研究中的应用具有两个鲜明特征:

  (1)继续不断地开发表面与薄膜的原位和实时红外分析技术。根据报道已有一种适用于原位和同时红外分析的FT-IR扩散反射室。

  (2)以红外吸附光谱(IRAS),ATRFT-IR和IR反射光谱为代表的红外光谱技术广泛地应用于研究自组织膜和L-B膜。如应用IR反射光谱研究薄膜,测定组织薄膜的厚度、成分和结构。

  在催化化学研究中的应用

  (1)扩散反射红外光谱傅立叶变换光谱(DRIFTS)的应用报道特别突出,其次是IRAS。DRIFTS用于监控催化剂表面吸附化合物的分解动力学。IRAS的典型应用实例包括研究CO在Pd催化剂表面的氧化反应动力学,以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2表面的共吸附现象。

  (2)原位红外光谱技术除了依然应用普通的原位红外光谱技术研究催化反应过程外,还应用于原位反射/吸附红外光谱研究催化剂表面的点位阻塞效应。另外产生了大量新的与原位红外光谱技术相配合的附件装置。

  在石油化学研究中的应用

  傅立叶变换红外光谱仪在石油化学中的应用是一个十分广泛的领域,如在重油的组成、性质与加工方面,应用IR表面自硅胶色谱得到的胶质和沥青质。红外光谱仪在润滑油及其应用方面的进展体现在:用于鉴别未知油品和标定润滑油的经典物理性质(如粘度、总酸值、总碱值)被纳入以设备状态监测为目的的油液分析计划,用于表征在用油液的降解和污染程度;油润滑表面摩擦化学过程及产物的原位监测与表征。

  红外光谱仪应用于轻质油品生产控制和性质分析方面的主要进展包括:应用红外光谱预测汽油的辛烷值,应用IR测定汽油中含氧化合物的含量。此外,还应用ATRFT-IR与GC联用测定汽油中的芳烃的含量。

  在环境分析中的应用

  用气相色谱-傅立叶变换红外联用技术测定水中的污染物,结合了毛细管气相色谱的高分辨能力和傅立叶变换红外光谱快速扫描的特点,对GC-MS不能鉴别的异构体,提供了完整的分子结构信息,有利于化合物官能团的判定。K1A1Krok等报道了气相色谱/红外光谱/质谱联用技术在环境分析中的应用。运用傅立叶变换红外遥感技术,可以测定工业大气空间的特性。由于控制汽油质量与?;せ肪趁芮邢喙?应用美国HPGC/IRP/MS测定汽油中的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、特丁醇、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等,其准确度为1%,相对偏差为0.155%。应用傅立叶变换红外法可以定量分析气态烃类混和物,对于测定水中的石油烃类,非色散红外法已成为我国环境监测的标准方法。

  在半导体和超导材料等方面的应用

  在此方面的应用主要有:分析铀原子与CO和CO2反应产物的基体红外光谱,研究了铀-钍-镍-锡变性锰铝铜强磁性合金的远红外性质。分析C60填料笼形包含物的红外和拉曼光谱。用反射傅立叶变换红外显微光谱法测定有机富油页岩中海藻化石。

  此外, 傅立叶变换红外光谱仪在其传统领域———物质结构分析、热力学状态分析、热/动力学过程分析与表征也有着不同程度的进展。

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