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从原理看优势:NIR VS IR

更新时间:2022-11-16 点击次数:207

近红外光谱和红外光谱傻傻分不清楚?

在本期文章中,我们将通过对比这两种技术,使您了解为什么近红外光谱技术比红外光谱技术更适合应对实验室和生产过程分析中所遇到的挑战。


什么是光谱?

光谱是指光线与物质发生的相互作用。*,光线一定会对物质产生影响,特别是在没有防护的状态下长时间暴露在外面。好比如果我们长时间暴露在太阳下,就会被晒伤。

波长是光线的特有属性,它与能量成反比。因此,波长越短,能量越大。如下图所示电磁光谱,你可以看到近红外光谱的区域位于可见光区域(相对较高高能量)和红外光谱区域(相对较低能量)之间。


红外光谱和近红外光谱区域(800-2500nm)发出的光会引起分子特定部分(被称为官能团)的振动。因此,红外和近红外属于振动光谱。下图展示了在近红外光谱区域较活跃的官能团和分子。许多化学和生物产品展现了*的吸收能力,可用来进行定性和定量分析。

引起红外光谱或近红外光谱的振动差异的原因是由于近红外光谱波长区域的能量高于红外光谱区域。

发生在红外区域的振动被归类为基频的变化——意味着从基态到激发态的转变。另一方面,近红外区域的振动是组合谱带(两种振动的激发相结合)或谐波。谐波是指从基态到高于刚开始那个激发态的振动(如下图所示)。这些组合谱带和谐波比基频振动的发生概率低,因此近红外区域的峰强度低于红外区域的峰强度。

如果用爬楼梯来类比可能更好理解。大多数人每次只爬一级台阶,但是有时人因为着急会一次爬两级或三级台阶。这就类似红外光谱和近红外光谱:一次爬一级台阶(红外光谱——基频振动)比一次爬两级或更多级台阶(近红外光谱——谐波)更普遍。近红外区域的振动的发生概率比红外区域的低,因此强度也低。


近红外光谱相较于红外光谱的优势是?

  • 近红外光谱带的强度更低,检测器饱和更少。

对于固体样品,可以直接装入适合近红外光谱分析的小瓶进行检测。但是如果使用红外光谱分析,您需要制作溴化钾压片或者小心翼翼的将固体样品放在衰减全反射比(ATR)窗口,还要在测试完成后对窗口进行全面的清洁。

对于液体样品,可以装入直径为4mm(或8mm)的一次性小瓶中进行近红外光谱分析,即使是黏性物质也很容易装入。使用红外光谱分析需要非常短的(<0.5 mm)路径长度,所以需要非常昂贵的石英比色皿或流通池,且都不容易装入样品。


  • 近红外光谱的光线能量更高,因此对样品的穿透力更强。

这意味着近红外光谱与红外光谱相比,可以提供关于颗粒样品的更多内部信息,而不仅是表面特性。

近红外光谱带来更多可能!

  • 近红外光谱技术既可以用来定量,也可以用来定性。

红外光谱技术常被用来探测一个分子中某个官能团的存在。事实上,定量是近红外光谱技术的一大长处。

  • 万能的近红外光谱技术。

近红外光谱技术可用来进行化学物质(如水分、API含量)的定量,测定化学参数(如羟值、总酸值)或物理参数(如密度、粘度、相对粘度和固有粘度)。

  • 近红外光谱可与光纤联用。

这意味着通过一个带有长的低色散光纤电缆和坚固的测量头的近红外光谱分析仪,您可以很轻松地将一个方法从实验室直接应用到工艺流程环境中。由于一些物理限制,光纤电缆不能与红外光谱联用。

NIR ≠ IR

总之,近红外光谱技术不同于红外光谱技术,虽然它们都是振动光谱。就速度而言,近红外光谱技术较红外光谱技术有更多优势,因为它操作简单和无需样品前处理,提供了基体材料的信息和其功能性。近红外光谱技术可以对不同类型的化学和物理参数进行定量,也可应用在工艺流程中。


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瑞士万通实验室型近红外光谱分析仪能助您信心百倍地快速完成常规分析,整个过程无需复杂的样品前处理和额外试剂,不到一分钟就能得出分析结果。

我们的光谱仪覆盖了可见光和近红外谱区,既可以对不同材料做定性鉴别分析,又可以在一次分析中同时对大量的物理和化学参数做定量分析。您可以根据自己的需求从我们的系列光谱仪中选择。


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