ICS 71.040.10 N 53
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T32199—2015
红外光谱定性分析技术通则
Standard practice for general techniques for obtaining infrared spectra
forqualitativeanalysis
2016-07-01实施
2015-12-10发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 32199—2015
目 次
前言
-
范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和符号. 4 总则 5 液体样品的分析 6 固体样品的分析…. 7 气相样品的分析… 8 聚合物的分析· 9 其他类型样品的分析 10 特殊分析技术参考文献
1
10
11
15 15 18 GB/T 32199—2015
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准参照ASTME1252一2002《红外光谱定性分析技术通则》。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本标准起草单位：中国仪器仪表行业协会、北京大学、北京华云分析仪器研究所有限公司、北京华夏
科创仪器技术有限公司、北京农学院、北京分析仪器研究所。
本标准主要起草人：马雅娟、翁诗甫、唐青云、高程达、张新民、娄兴军。
Ⅱ GB/T 32199—2015
红外光谱定性分析技术通则
1范围
1.1本标准所覆盖的光谱范围为4000cm-1～50cm-1，适用于采用红外光谱技术对液体、固体和气体样品进行定性分析，定性分析对样品的用量不作限制。也可用于光谱波数高于4000cm-1的近红外区的定性分析。 1.2本标准并不涉及实际使用过程中有关的安全问题。用户在使用前，确定本标准应用的局限性，并有责任制定适宜的安全及健康规范。具体的预防措施见5.5.1。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
ASTME131分子光谱学相关术语（TerminologyRelatingtoMolecularSpectroscopy） ASTME334红外微量分析通用技术（PracticesforGeneralTechniquesofInfraredMicroanaly
sis)
ASTME573内反射光谱技术（PracticesforInternalReflectionSpectroscopy） ASTME1421傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪的性能表征和测量：0级和1级填充零[Practice
for Describing and Measuring Performance of Fourier Transform Infrared (FT-IR)Spectrometers: Level Zero and Level OneJ
ASTME1642气相色谱-红外联用（GC/IR）分析通用技术［PracticeforGeneralTechniquesof GasChromatographyInfrared(GC/IR)Analysis]
3术语、定义和符号
ASTME131界定的术语、定义和符号适用本文件
4总则
4.1红外(IR)定性分析是通过基团的鉴定[1]~[3]、或者比较未知样品与已知标准样品的红外吸收光谱，或者两者相结合的分析方法。这些光谱可以借助于红外光的透射、反射以及其他技术，如光声光谱 (PAS)等获得[4]~[8]。用于比较的光谱应在同样技术和相同条件下获得。使用者应注意到并非所有公开发表的标准光谱都是完全合适的[9]~[16]。 4.1.1红外定性分析所使用的仪器和附件可以通过商业途径获得。用户应按照制造商所提供的用户手册操作，以确保仪器在最佳状态下安全运行。 4.2将一厚度均匀的样品薄膜放置在与红外光路垂直的位置得到透射光谱（消除样品薄膜产生干涉条纹的方法见8.5.1。样品厚度应合适，在所分析的吸收峰位置到达检测器的红外光能量要降到足够低最强吸收谱带的吸光度最好在1～2之间，其他谱带的吸光度应在0.6左右。由于所测样品分子极性存在差异，会出现例外情况。例如，饱和烃是非极性的，CH反对称伸缩振动在2920cm-1有强吸收，变
1 GB/T32199—2015
角振动谱带在1460cm-1～1440cm-1区间的吸光度在1.5～2.0，其他谱带的吸光度都很弱。为了得到可靠的分析结果，需要测试一系列样品含量不同的光谱。如果由计算机进行谱线匹配来鉴别光谱，那么，最强谱带的吸光度应小于1；否则，受仪器谱线函数的影响，将会导致采用色散型光谱仪测得的光谱和采用切趾函数（特别是三角形切趾函数)的傅里叶变换红外光谱仪测得的光谱谱带的相对强度产生偏差。 4.2.1 测试透射光谱的方法随着样品形态不同而不同。除了自支撑薄膜外，大多数样品需要装在透红外光的窗片或基体中测试。表1给出了各种常用的红外窗片材料的性质。窗片材料的选择取决于所分析的红外光谱的区间，取决于与样品是否发生相互作用，窗片应能重复使用。
表1窗片材料特性（按截止频率从高到低顺序排列）
折射率测
适用范围
截止频率"
窗片
备注
水溶性 折射率 定位置
材料 化学式玻璃 SiO,2- ~2.5 ~4 000 0.352 28 570-5 000 不溶 1.51.9 石英
μm cm~1 μm
cm~1
μm
HF,碱 HFb
~3.5 ~2 857 0.2-4 50 000-2 500 不溶 1.43
4.5
SiOz
(熔融）氮化硅 Sis N. 碳化硅 Sic 方解石 CaCOs 蓝宝石 Alz O: ~5.5 ~1 818 0.2-5.5 50 000-1 818 不溶 1.77
0.3-4.5 33 000-2200 0.65 16 600-2 000 0.25 50 000-2 000
与酸反应
1.65,1.5 0.589°
0.55 强度高，无裂缝 0.6 0.6
9Al2Os: 5AIN
0.2-5.5 50 000-1 700 0.2-6 50 000-1 600 0.396 25 000-1 700 不溶 2.4 0.42-6 24 000-1 700 不溶 2.6-2.9
1.8 1.8
ALON 尖晶石 MgAl, O 钛酸锶 SrTiOs 二氧化钛 TiO2 氟化锂 LiF ~6.0 ~1 667 0.2-7 50 000-1 429 微溶 1.39 1.39
HFb HeSO.和碱
酸 HF和H,SO, 与HF,碱反应
0.36-7 27 000-1 500 不溶 2.15 1.5-7和
氧化锆 ZrO2
Si
11.0
硅氧化钇 Y2Os 氧化钇 0.09LazOs （镧掺杂） 0.91Y,0s IRTRAN MgF2 氧化镁 MgO 萤石
6 600-1 430 不溶 3.4
10-FIR 0.25-8 40 000-1 250
0.6
1.9
0.258 40 000-1 250
1.8
0.6
6.7 5 8.0 胺盐和NH盐
HNO, 酸和NH盐
2-8 0.48 25 000-1 300 不溶
5 000-1 250 微溶 1.3
1.6
~8.0 ~1250 0.2-10 50 000-1 000 不溶 1.4
CaF2
0.13-11 77 000909 微溶 1.4 0.2-11 50 000-909 不溶 1.34 0.5-11 20 000910 0.3-12 3 450833
氟化锶 SrF2 IRTRAN
CaF2
5.0
多晶，无裂缝
I 磷化镓 GaP 氟化铅 PbF2
1.7
1
2 GB/T32199—2015
表1(续)
折射率测
截止频率
适用范围
窗片
水溶性 折射率 定位置
备注
材料 化学式 Servofrax As S; 氟化钡 BaF2 ~11 ~909 0.2-13 50 000769 不溶 1.45
cm~1
cm~1
μm
um
μm 0.67 碱，195℃软化
不溶，微溶(热）
1-12
2.59
10 000833
5.1
硬而易碎，碱腐蚀，良好的ATR材料
GeAsSe Glass
0.9-14 11 000725 不溶 2.5
10
AMTIR
IRTRAN
ZnS
1-14
5.5 不溶于多数溶剂
10 000-714
不溶 2.24
I* 磷化钢 InP 氟化钾 KF 岩盐 NaCI ~16 ~625 0.2-16 50 000-625 可溶 1.52 硫化镉 Cds
1-14 0.1615 62 500666 可溶 1.3
10 000725
极易潮解，不推荐日常使用溶于甘油”
0.3 4.7
0.516 0.8-17 12 500600 微溶 2.8 1-17 10 000600 不溶 3.14 2-20
20 000-625
溶于碱微溶于酸或碱
硒化砷 Asz Ses 砷化镓 GaAs 锗
5 000-500 不溶 4.0
13.0 0.5 1.0 0.35 0.5
Ge
0.3-21 33 333476 可溶 1.49 1-21
钾盐 KC1 IRTRAN
溶于甘油"
多晶
ZnSe
10 000-476 不溶 2.5
IVe 溴化钠 NaBr 碘化钠 Nal 氯化银 AgCl ~22 ~455 0.625 166 667400 不溶 2.0 溴化钾 KBr ~25 ~400 0.2-27 50 000-370 可溶 1.53 碲化镉 CdTe ~28 ~360 0.5-28 20 000-360 不溶 2.67 氯化铊 TIC1
0.2-23 50 000435 可溶 1.7 0.25-25 40 000-400 可溶 1.7
柔软，遇光变
3.8 黑"，与金属反应 8.6 溶于酒精，发雾 10
酸，硝酸有毒有毒柔软，遇光变黑"，与金属反应有毒，柔软，溶于酒精，硝酸柔软，发雾，
0.4-30 25000330 溶微 2.2 0.4-32 25 000310 微溶 2.0-2.3 0.6-24
0.75
KRS-6 Tlz CIBr
不溶
溴化银
AgBr ~35 ~286 2-35
5000-286
KRS-5 Tl, BrI ~40 ~250 0.738 14 286263 微溶 2.38
4.0
CsBr ~35 ~286 0.340 33 333250 可溶 1.66 KI
8.0
溴化铠
溶于酒精
碘化钾溴化铊 TIBr 碘化艳 CsI ~52 ～192 0.3-50 33 330-220 可溶 1.74 8.0
0.15-45 66 600-220 0.4545 22 000-220 微溶 2.3 0.6~25
有毒
3 GB/T32199—2015
表1(续)
折射率测
截止频率" μtn cm=1 μm
适用范围
窗片
备注
水溶性 折射率 定位置
材料 化学式低密度
cm~1
μm
非常柔软，室温下有机液体可渗人聚合物 90℃时软化 200℃下短期可用 K,CrzOn,
500-45
20-220
(CH,CH,),
不溶 1.52
聚乙烯 Type61*(CF2CF2) Type 62 (CF,CF2), 金刚石
2-220 5 000-45 不溶 1.52 2-220
5 000-45 4500-2500和
不溶 1.52
10
2-4 和 6-300
不溶 2.4
1 66733
H,SO,b
截止频率的定义是，在截止频率以上，2mm厚窗片的百分透射率大于0.5。FT-IR光谱仪在截止频率以下可以使用。 与窗片反应。 。普通和特殊光束。 d低频端取决于纯度。 ：伊斯曼-柯达公司的注册商标。 「美国伺服公司的注册商标。 窗片材料会与某些无机物发生反应[如SO2、HNO:、Pb(NO：)]。 五这些窗片材料在不使用时应存放在暗处，并且不能与金属接触。 13M公司的注册商标。 」微孔聚四氟乙烯。
4.3利用反射附件测试得到的光谱通常出现反射和吸收双重特性，光谱会受介质折射率和界面的影响。在解析光谱时，应参考在相同实验条件下测得的光谱。特别应该注意的是，采用反射法测试所得到的样品表面的光谱通常不同于采用透射法测试样品本身所得到的光谱。这是由于样品表面的化学性质不同于样品本身的化学性质，例如样品表面被氧化，样品中的某些成分从样品内部迁移到样品表面，样品表面可能被污染。样品表面存在的少量物质对某些表面测试极为敏感，而对这些少量物质采用透射光谱法测试相对不敏感。 4.3.1采用以下五种方式可以得到反射光谱。 4.3.1.1镜面反射法（见6.5）。 4.3.1.2 ：漫反射法（见6.6）。 4.3.1.3 反射-吸收法（见6.7）。 4.3.1.4 内反射法（见6.9），参见ASTME573，该方法也称为衰减全反射（ATR)法。 4.3.1.5掠角反射法。 4.4光声红外光谱（见10.2)。 4.5 红外发射光谱（见10.4）。
5液体样品的分析
5.1固定厚度液池 黏度低和黏度适中的液体样品可以装在密封的固定厚度液池里。可选择不同材料的窗片或不同厚度的液池。按4.2的要求可选择不同材料的窗片或不同厚度的液池，液池厚度从
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4 GB/T32199—2015
0.05mm~0.2mm。 5.2液膜法一 一有些液体由于太黏稠，很难装人和清洗密封液池。测试黏稠液体时，在平放的窗片中间滴12滴液体，然后将另一片窗片放在液体上面。施加一定的压力，以便形成无气泡的液膜，该液膜所覆盖的面积要足够大，让所有红外光都能通过液膜。液膜的厚度可以通过压力来调节，也可以通过液体的用量来调节。用这种方式制备的液膜光程长约0.01mm。挥发性很强和流动性很好的样品可能会从液膜中跑掉。当需要较长光程才能得到有用的光谱时，可在两片窗片之间垫上垫片。 5.3内反射光谱法(IRS)一黏稠液体可涂在内反射晶体(IRE)的一侧或两侧进行测试，具体方法见 ASTME573。 5.4一次性红外窗片一这种窗片可以用来测试非挥发性液体的光谱。在窗片的边缘附近滴1小滴液体（通常小于10μL），如果样品不容易布满窗片表面，可使用合适的工具使其散开。样品应涂成一层薄层，薄层的面积要足够大，以便使整个光束穿过样品。应注意，混合物中挥发性成分在这个过程中都可能挥发掉，因此使用一次性窗片测试样品不是很好的选择。 5.5．溶液样品测试技术 5.5.1红外透明溶剂中可溶性样品的分析：溶剂分区互补技术
许多液体和固体样品可溶于溶剂中，这些溶剂在红外光谱区的某些区间是透明的。表2列出用于测试溶液光谱的常用溶剂。溶剂的选择取决于几个因素：样品在溶剂中应有足够的溶解度；样品不与溶剂发生反应；溶剂应有足够宽的红外透明区间，以确保得到有用的光谱。将各种溶剂和各种窗片进行组合，就可以在整个红外区得到一张用于定性分析的溶液光谱。四氯化碳（CCl4）和二硫化碳（CS）作为溶剂是“溶剂分区互补”技术的一个典型例子。
注；警告：四氯化碳（CCL）和二硫化碳(CS）都有毒性，必须存放在通风良好的通风橱中。许多实验室禁止使用这
些溶剂。另外，二硫化碳(CS,)极易燃烧，应远离火源，甚至远离蒸汽水浴。而且，二硫化碳(CS）也容易与一级和二级脂肪胺发生反应(有时剧烈），不能用它溶解这些化合物。同样，四氯化碳（CCI）易与金属铝反应，反应的剧烈程度取决于温度和金属铝颗粒的大小，
表2常用红外溶剂
透明区间 cm=1
光程长 mm 0.1 0.1 1.0 2.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.5 0.1 1.0
分子式
溶剂名称*
5 000-909,666366 5000-1316（在1666-1429之间有吸收峰） 5 000-1 666,1 499-1 299 250-36 5 000-1 042§ 5000-1408 5 000-3125,2 941-1 299,1136-870 5 000-3 226,2 941-2 532,2 222-1 587b
CCL
四氯化碳
C,Cl,
四氯乙烯
CHCl,
氯仿
CDCl, 5 000-1 000b
氯仿-d,
5 0003 225,2 778-2 439,2 000-1 538
CH,Cl 5 000-1449,1 205-854,6252005 CD,Cl 5 000-2 500,2 000-1 449,1 333-1177,625-400b
二氯甲烷二氯甲烷-dz
5000-3225,2000-1538,1111-1000,625-500
5 000-3 125,2 941-1 250,1 111-800,500-200 5 000-3 125,2 941-1 408,11111 000
CHBr3
三漠甲烷
5