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紅外吸收檢測技術綜述

簡介

紅外吸收檢測（Infrared Absorption Detection）是一種基于物質對紅外光選擇性吸收的分析技術，廣泛應用于材料科學、環境監測、生物醫藥及工業質量控制等領域。其核心原理是不同化學鍵或官能團在特定紅外波長下會產生特征吸收峰，通過分析吸收光譜可獲取樣品的分子結構、成分組成及含量信息。該技術因具備非破壞性、高靈敏度和快速響應等特點，成為現代分析化學與工業檢測的重要手段。

檢測項目及簡介

1. 有機物成分分析 通過紅外光譜識別樣品中的有機官能團（如C=O、C-H、O-H等），確定化合物類型及純度，適用于藥品、高分子材料及化工產品檢測。

2. 無機物結構表征 分析無機材料（如金屬氧化物、硅酸鹽）的晶體結構及表面修飾基團，輔助判斷材料性能穩定性。

3. 污染物檢測 檢測環境樣品（水、空氣、土壤）中的揮發性有機物（VOCs）、微塑料及工業殘留物，支持環境安全評估。

4. 材料老化與失效分析 通過對比新舊樣品光譜差異，識別材料氧化、降解或熱老化程度，評估產品壽命。

5. 定量分析 結合標準曲線法，測定特定成分（如水分、添加劑）的含量，適用于食品、藥品質量控制。

適用范圍

紅外吸收檢測技術適用于以下場景：

• 材料科學：高分子材料（塑料、橡膠）、復合材料及納米材料的成分與結構分析。
• 醫藥行業：原料藥鑒定、藥物晶型分析及輔料質量控制。
• 環境監測：大氣污染物、水體有機物及土壤有害物質的定性定量檢測。
• 工業生產：金屬表面涂層分析、潤滑油降解評估及半導體材料缺陷診斷。
• 食品安全：食品添加劑、農藥殘留及摻假成分的快速篩查。

檢測參考標準

1. ISO 13885-1:2020 Plastics—Determination of the molecular mass and molecular mass distribution of polymers using size-exclusion chromatography—Part 1: General principles.（注：此為示例，實際需根據檢測項目匹配標準）
2. ASTM E1252-17 Standard Practice for General Techniques for Obtaining Infrared Spectra for Qualitative Analysis.
3. GB/T 6040-2019 紅外光譜分析方法通則（中國國家標準，規定紅外光譜儀的操作流程與數據解析要求）。
4. USP <197> Spectrophotometric Identification Tests（美國藥典，用于藥品紅外光譜鑒別）。

檢測方法及相關儀器

1. 透射法

   • 方法：將樣品制成薄膜或KBr壓片，置于光路中直接測量透射光譜。
   • 儀器：傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR，如Thermo Scientific Nicolet iS50），搭配壓片機及干燥箱。

2. 衰減全反射法（ATR）

   • 方法：利用全反射棱鏡接觸樣品表面，獲取表層成分信息，無需復雜前處理。
   • 儀器：ATR附件（如鉆石晶體探頭），適用于液體、膠體及固體樣品。

3. 漫反射法

   • 方法：分析粉末或粗糙表面樣品的漫反射光譜，常用于礦物及催化劑檢測。
   • 儀器：積分球附件，結合高靈敏度MCT檢測器。

4. 顯微紅外技術

   • 方法：通過紅外顯微鏡定位微小區域（如微米級污染物），實現微區成分分析。
   • 儀器：紅外顯微鏡（如Bruker Hyperion系列），空間分辨率達5–10 μm。

典型檢測流程：

1. 樣品制備（研磨、壓片或涂覆）；
2. 光譜掃描（波數范圍通常為4000–400 cm?¹）；
3. 背景扣除與基線校正；
4. 特征峰比對（對照標準譜庫或參考物質）；
5. 數據解析與報告生成。

結語

紅外吸收檢測技術憑借其高效、精準的特點，已成為多行業質量控制的基石。隨著儀器智能化（如AI光譜解析）與聯用技術（如紅外-熱重聯用）的發展，其應用范圍將進一步擴展，為材料研發、環境治理及工業生產提供更強大的技術支持。未來，標準化操作流程與數據庫共享機制的完善，將推動該技術在全球化檢測體系中發揮更關鍵作用。

（全文約1450字）