2025年红外光谱学的发展和应用.pdfVIP

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

红外光谱学的发展和应用

红外光谱学是一种重要的分析技术，已经广泛应用于各个领域

和行业。本文将介绍红外光谱学的发展历程、基本原理和应用示

例。

一、发展历程

红外光谱学的起源可以追溯到19世纪末期，当时科学家们发

····················2025年，德国物理

学家鲁道夫·朱斯普拉斯特首次利用红外辐射测量气体的吸收光谱，

开创了红外光谱学的先河。

20世纪50年代，发明了快速扫描红外光谱仪，使得红外光谱

技术开始得到广泛应用。60年代以来，计算机技术的发展进一步

推动了红外光谱学的发展，红外光谱技术也日益成熟。

目前，红外光谱仪已经广泛应用于各个领域，如化学、生物、

医药、农业、环保、材料科学、地质学等。

二、基本原理

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

红外光谱技术是通过测定样品对红外光的吸收或反射谱图来研

究样品的结构和成份。红外辐射的波长范围为0.78-1000微米，对

应的频率范围为1.2×10^14-3×10^11赫兹。

样品分子与红外光相互作用时，其分子结构的振动、转动和形

变等过程会引起红外光的吸收。基于分子内基本振动模式频率的

特征，可根据吸收带的发生和强度大小推断样品的化学成分和分

子结构信息。

三、应用示例

1.化学物质分析

由于不同化学物质分子的振动频率是不同的，因此，红外光谱

技术可用于快速、准确地鉴定化学物质成份。例如，通过红外光

谱检测葡萄糖、乳酸、氨基酸等生物分子，可为医学、生物制药

等领域提供关键信息。

2.材料表征

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

红外光谱技术对于合成或者分析新型材料（如聚合物、高分子

材料、金属材料等）的结构和性质有很强的敏感性和选择性，可

以非常有效地探测各种材料的成分和结构。例如，在纳米颗粒、

涂料、高分子材料中应用红外光谱技术，可以揭示材料的组成和

结构。

3.环境分析

红外光谱技术可用于环境污染物的监测和分析，例如地下水中

的有机物污染、空气中污染物的检测等。通过光谱仪记录样品吸

收光谱图，可确定环境污染物的种类和浓度等信息。

4.生命科学

红外光谱技术是研究生物细胞、组织等方面的重要手段。通过

红外光谱技术，可以非常准确地检测生物大分子（如蛋白质、核

酸等）的结构和含量，具有重要的生物医学和制药应用。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。——李白

总之，红外光谱技术已经成为现代分析化学和材料科学中不可

缺少的技术手段之一，不断涌现出新的应用领域，具有广阔的应

用前景。