Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

IR spektrumfelvételi technikák Film, metszet, (KBr,PE) pasztilla Film Küvetta, folyadékfilm, (nujol) szuszpenzió TRANSZMISSZIÓS EMISSZIÓS AKKUSZTIKUS REFLEXIÓS.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "IR spektrumfelvételi technikák Film, metszet, (KBr,PE) pasztilla Film Küvetta, folyadékfilm, (nujol) szuszpenzió TRANSZMISSZIÓS EMISSZIÓS AKKUSZTIKUS REFLEXIÓS."— Előadás másolata:

1 IR spektrumfelvételi technikák Film, metszet, (KBr,PE) pasztilla Film Küvetta, folyadékfilm, (nujol) szuszpenzió TRANSZMISSZIÓS EMISSZIÓS AKKUSZTIKUS REFLEXIÓS Spekuláris (SR) Reflexiós-abszorpciós (RAS, IRRAS,RAIRS) ablak minta Diffúz reflexió (DR, DRFTS) tükör felizzított fém IR sugárzást visszaverő hordozó mikrofon BELSŐKÜLSŐ REFLEXIÓ Gyengített totálreflexió (ATR) IR áteresztő, viszonylag nagy törésmutatójú anyag

2 Gázcellák

3 Sokreflexiós gázcellák Multipass cells Herriott küvetta (Herriott cell) White küvetta (White cell)

4 GC-IR cellák

5 Folyadékcellák Minta Távtartó Ablak Mikró Fix/állítható vastagságú (~ 10 – 250  m) Átfolyós Egyéb: temperálható, hűthető (vákuum szigetelés) Gyakoribb oldószerek: CCl 4, CH 2 Cl 2, CHCl 3, CDCl 3, DMSO, …

6 In-situ IR cellák

7 Tablettapréselés problémák: ioncsere (pl. KBr  R 3 NHCl), átkristályosodás, levegőre és vízre érzékeny anyagok, Christiansen-effektus (KBr és minta eltérő törésmutatója) szórás elkerülése: alapos őrlés, vákuum préselés közben

8 Nujol Szuszpenziós technika Fluorolube Tartomány: 1370  4000 cm  1

9 Transzmissziós technikák Gázküvetták (egyszerű, White- és Heriotte- cellák, GC- IR átfolyó küvetták) Folyadékküvetták (fix, szétszedhető, változtatható szélességű, temperálható; !: oldószer elnyelése) Szuszpenziós filmek (nujol, fluorolube, hexaklór- butadién; !: szuszpendálószer elnyelése) KBr pasztilla (!: sóknál esetleges kicserélődés a bromidionnal) Folyadékfilm Szilárdfilm (préselés, oldat bepárlása) Metszetek

10 SR/RAS technikák Relatív SR/RAS 45º-os feltét tükrök beeső sugárzás detektorhoz 1)referencia 2)minta Közel normálszögű feltét Súrlódó (Grazing angle) szögű feltét monorétegek vizsgálata Változtatható szögű feltét

11 SR/RAS technikák Abszolút SR/RAS „ideális tükrök” minta V-W feltét hátrány: két ponton érint a sugár a felületet Közel normálszögű V-N feltét 60º-os V-N feltét

12 Reflexiós technikák Kramers-Kronig-transzformácó vagy egyéb korrekció Képzetes törésmutatóvisszaverődés fázisváltozással

13 FTIR-RAS „on-line”, „real-time” alkalmazása CVD technikáknál

14 RAIRS berendezés felületi abszorpció/katalízis vizsgálatára

15 RAIRS példák CO platina felületen  CO ( szabad )2143 cm -1 terminális CO cm -1 híd ( 2f site ) cm -1 híd ( 3f / 4f site )< 1800 cm -1 NO Pt felületen

16 RAIRS

17 Polarizációs RAS vizsgálatok Fém erősítés kioltás párhuzamos (p-polarizált) merőleges (s-polarizált) Speciális technika: SEIRA (Surface enhanched IR Absorbtion) SEIRRAS (Surface enhanched IRRAS)

18 Anizotróp anyagok polarizációs SR/RAS vizsgálata Reflexiós anizotrópia spektroszkópia (RAS) Reflexiós differencia spektroszkópia (RDS)

19 DRIFTS beeső sugárzás 1)referencia 2)minta beeső sugárzás minta referencia spekuláris reflexió blokkolása Térintegrált elrendezések

20 DRIFTS Nem-térintegrált elrendezések Változtatható beesési szögű elrendezés

21 PAS - intenzitásban IR fény adott hullámhosszon → rezgési gerjesztés → sugárzásmentes energiaátadás során transzlációs energiákra kerül, azaz nyomás változik a modulációnak megfelelően - „modulálni” interferométerrel is lehet (!), szélessávú IR esetében minden hullámhossz más frekvenciával modulálódik gázfázisú mérés csak elnyeléskor van jel → nincs háttér!

22 PAS szilárdfázisú mérés

23 PAS R: visszaverődés (fény) R t : visszaverődés (hő)  : abszorpció a s : a hőhullám lecsengése L = 1/a s : hőhullám lecsengési úthossza L= (D/  ) 1/2 : moduláció frekvenciája D: termikus diffuzivitás (anyagra jellemző állandó)

24 PAS mivel minden frekvencia máshogy „modulálódik” a interferometrikusan, ezért más-más lenne a felületi mélység → step-scan technika + moduláció

25 DRIFTS és PAS összehasonlítása

26 ATR 1,3 és 9 reflexió Egyreflexiós gyémánt ATR Sokreflexiós ATR

27 ATR n Ge > n gyémánt A törésmutatók szerepe

28 ATR Kristály-minta kontaktus szerepe

29 ATR Tömbfázis-felület

30 ATR Leggyakoribb ATR kristályok

31 ATR Az ATR kristály és a minta törésmutatója Az IR sugárzás beesési szöge Kritikus szög Behatolási mélység Hullámhossz Effektív úthossz Visszaverődések száma A minta és az ATR kristály kontaktusa Az ATR kristály karakterisztikája AZ ATR spektrum minőségét meghatározó tényezők

32 ATR Előnyök –Nincs mintaelőkészítés, gyors tisztítás –Visszanyerhető a minta –Kevés minta elegendő (főleg a gyémánt ATR-nél) –Gyémánt ATR mechanikailag és kémiailag ellenálló –Por, film, folyadék egyaránt vizsgálható –Vizes oldatok is vizsgálhatók Hátrányok –Gyengébb spektrumok, mint a transzmissziós sp-k –Gyémánt 2200 cm  1 és 1900 cm  1 között elnyel –ZnSe (és ZnSe/gyémánt) 550 cm  1 to 50 cm  1 között elnyel

33 In situ ATR spektroszkópia ATR Head Shaft dia.: 6.35 mm; Crystal dia.: 3.05 mm; avialable crystals: ZnSe, ZnS, AMTIR, Si, Ge, diamond Gyémánt ATR-fej

34 Emissziós spektroszkópia Alkalmazások –Asztrokémia (ISO, FIRST, …) –Levegőszennyezés (kéménygázok, kipufogó gáz) –Magas hőmérsékletű olvadékok (pl. sók) –Kenőanyagok mozgó fémalkatrészeken –Kemiszorpció, katalízis –Termikus degradáció (bevonatok, műanyagok) –Magas hőmérsékletű fázisátmenetek Az emissziós spektrum generálása –Termikusan indukált emisszió (fűtés hátulról) –Lézerrel indukált emisszió (fűtés elölről) –Kémiailag indukált emisszió (IR kemilumineszcencia)

35 Emissziós IR spektroszkópia

36 Egysugaras emissziós (energia-) spektrum: Relatív emittancia: Emittancia spektrum: vagy Reflexióra korrigált emittancia: Lineáris emisszivitás: Emissziós intenzitásskálák

37 Emissziós IR spektroszkópia

38

39

40 A rétegvastagság hatása

41 Emissziós IR spektroszkópia Szögfüggés

42 Gyakoribb IR mérési módszerek összehasonlítása Mérési módszer Mintatípus, ideális rétegvastagság Detektálási határ (legkisebb rétegvastagság) Megjegyzés Transzmisszió (fényáteresztés) Vékonyréteg (áteresztő hordozón), 1  5  m 100  200 nm A tömbi fázis elnyelése elfedi a felületi réteget Belső reflexió (ATR, FMIR) Sima felületű minta, bármilyen vastagság 10  20 nm (FMIR, többszörös reflexió) Hullámhosszfüggő behatolási mélység, intenzitáskorrekció Spekuláris reflexióSima felületű minta, bármilyen vastagság  Diszperziós spektroszkópia, Kamers  Kronig transzformáció szükséges Reflexió-abszorpció (RAIRS) Nagyon vékony réteg, reflektáló hordozón, 0,5  2  m Monomolekuláris réteg; adszorbeátum kis borítottság mellett is Fémfelületi kiválasztási szabály, súrloldószögű beesés (GIS) Emisszió (IRES)Vékonyréteg reflektáló hordozón, 1  5  m Monomolekuláris rétegFémfelületi kiválasztási szabály Diffúz reflexió (DR, DRIFTS) Diszperz minta, 2  3 mm  Higítás KBr porral; adszorbeátum is vizsgálható Fotoakusztikus spektroszkópia (PAS) Tetszőleges alakú minta (porminta) Adszorbeált rétegekMélységprofil vizsgálat lehetséges


Letölteni ppt "IR spektrumfelvételi technikák Film, metszet, (KBr,PE) pasztilla Film Küvetta, folyadékfilm, (nujol) szuszpenzió TRANSZMISSZIÓS EMISSZIÓS AKKUSZTIKUS REFLEXIÓS."

Hasonló előadás


Google Hirdetések