沙发8反射在纺织化学及染整工程中的应用.pdf

沙发 hhttttpp::////wwwwww..bbaaoodduuhhootteell..ccoomm attenuated total internal reflectance FTIR attenuated total internal reflectance FTIR 衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术（aatttteennuuaatteedd ttoottaall iinntteerrnnaall rreefflleeccttaannccee FFTTIIRR， ATR-FTIR ATR-FTIR AATTRR--FFTTIIRR） 将样品与全反射棱镜紧密贴合，当入射角大于临界角时，入射光在进入光疏介质（样品） 一定深度时，会折回射入全反射棱镜中（图1），射入样品的光线会由于样品的吸收，有所 衰减，不同波长范围衰减程度不同，与样品的结构有关。记录其衰减随波长的变化即得到衰 减全反射光谱。衰减全反射红外光谱为一些无法用常规红外透射测量的样品，如涂料、橡胶、 塑料、纸、生物样品等提供了制样摄谱技术。 Figure1.AmultiplereflectionATR system 1 测试原理 衰减全反射(attenuatedtotal reflectance，ATR) 是一种检测样品表面信息的技术， 检测 深度为5nm 左右，非常适合于羊毛表面鳞片的研究。其工作原 理为：把透明的高折射率(n ) 1 的全反射棱镜夹在两块低折射率(n )的样品之间，让某一频率连续变换的红外光线以一定角 2 度入射，当入射角(θ)大于临界角时，入射光在透入光疏介质(样品)一定深度后， 会折回射 入全反射棱镜中。进入样品的光，在样品有吸收的频率范围内光线会被样品吸收而强度衰减， 在样品无吸收的频率范围内光线被全部反射。光线在棱镜与样品的界面上发生多次吸收与反 射，也即光线的强度发生多次衰减，最后带有样品信息的红外光线射出棱镜，进入检测器。 全反射光谱的峰形和频率与透过光谱一致，但峰的强度分布与透过光谱有明显的差异， 即高波数 段峰的强度减弱， 低波数段峰强度与透过光谱相似，这些强度分布是有规律的， 它遵循全反射工作原理的下述公式[2] 2 2 1/2 dp=λ/2π(Sin θ－n ) 1 21 式中：λ 是光线在内反射棱镜材料(光密介质)中的波长，它与入射光波长λ的关系是 1 λ =λ/ n ，n 是内反射棱镜材料的折射率。θ为入射角，在全反射工作中入射角必须大于 1 1 1 临界角。n 是样品折射率n 与n 之比，dp是光透入样品的垂直深度，称穿透深度。 21 2 1 从上式可以看出，与光谱吸收强度直接相关的dp值取决于λ 、θ和n ，对已选定的 1 21 全反射棱镜 材料和样品(即n21已定)而言，穿透深度dp主要取决于入射角θ，入射角增大， Sinθ趋向于1，n / n 永远小于1，故分母值趋大，dp值减小。就已选定的入射角(θ已定) 2 1 和样品(n 已定)而言，全反射棱镜材料的折射率n 越大，n /n 值趋小，穿透深度dp下降。 2 1 2 1 故在同一样品，相同入射角时，使用KPS-5全反射棱镜(n1=2138)得到的光谱相对较 强， 而同样反射次数相同的锗棱镜(n = 4) 的光谱，其吸收