紅外光譜技術在表面化學研究中的應用

紅外光譜技術在表面化學研究中的應用具有兩個鮮明特征:

　　(1)繼續不斷地開發表面與薄膜的原位和實時紅外分析技術。根據報道已有一種適用于原位和同時紅外分析的FT-IR擴散反射室。

　　(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廣泛地應用于研究自組織膜和L-B膜。如應用IR反射光譜研究薄膜,測定組織薄膜的厚度、成分和結構。

　　在催化化學研究中的應用

　　(1)擴散反射紅外光譜傅立葉變換光譜(DRIFTS)的應用報道特別突出,其次是IRAS。DRIFTS用于監控催化劑表面吸附化合物的分解動力學。IRAS的典型應用實例包括研究CO在Pd催化劑表面的氧化反應動力學,以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2表面的共吸附現象。

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

　　在石油化學研究中的應用

　　傅立葉變換紅外光譜儀在石油化學中的應用是一個十分廣泛的領域,如在重油的組成、性質與加工方面,應用IR表面自硅膠色譜得到的膠質和瀝青質。紅外光譜儀在潤滑油及其應用方面的進展體現在:用于鑒別未知油品和標定潤滑油的經典物理性質(如粘度、總酸值、總堿值)被納入以設備狀態監測為目的的油液分析計劃,用于表征在用油液的降解和污染程度；油潤滑表面摩擦化學過程及產物的原位監測與表征。

　　紅外光譜儀應用于輕質油品生產控制和性質分析方面的主要進展包括:應用紅外光譜預測汽油的辛烷值,應用IR測定汽油中含氧化合物的含量。此外,還應用ATRFT-IR與GC聯用測定汽油中的芳烴的含量。

　　在環境分析中的應用

　　用氣相色譜-傅立葉變換紅外聯用技術測定水中的污染物,結合了毛細管氣相色譜的高分辨能力和傅立葉變換紅外光譜快速掃描的特點,對GC-MS不能鑒別的異構體,提供了完整的分子結構信息,有利于化合物官能團的判定。K1A1Krok等報道了氣相色譜/紅外光譜/質譜聯用技術在環境分析中的應用。運用傅立葉變換紅外遙感技術,可以測定工業大氣空間的特性。由于控制汽油質量與保護環境密切相關,應用美國HPGC/IRP/MS測定汽油中的甲醇、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、對二甲苯等,其準確度為1%,相對偏差為0.155%。應用傅立葉變換紅外法可以定量分析氣態烴類混和物,對于測定水中的石油烴類,非色散紅外法已成為我國環境監測的標準方法。

　　在半導體和超導材料等方面的應用

　　在此方面的應用主要有:分析鈾原子與CO和CO2反應產物的基體紅外光譜,研究了鈾-釷-鎳-錫變性錳鋁銅強磁性合金的遠紅外性質。分析C60填料籠形包含物的紅外和拉曼光譜。用反射傅立葉變換紅外顯微光譜法測定有機富油頁巖中海藻化石。

　　此外, 傅立葉變換紅外光譜儀在其傳統領域———物質結構分析、熱力學狀態分析、熱/動力學過程分析與表征也有著不同程度的進展。