第36卷，第4期 2016年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral A nalysis
厚度或浓度分布不均匀样品的红外光谱
白沙沙，王海水”
华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640
Vol. 36 ,No. 4 -pp943-947
April,2016
摘要红外光谱(IR)测量中对制样的基本要求是样品要均勾。实际工作中经常遇到厚度或浓度分布不均勾的样品，如含气泡的液体等。通过理论模型结合实验结果定量分析了厚度或浓度分布不均勾样品的红外光谱失真问题，对此类不均勾样品的光谱性质做了深人研究和系统分析。理论计算和实验结果均表明，只要能够合适地控制实验条件，如制备足够薄的样品或选择吸收较弱的IR峰做分析对象，则厚度或浓度分布不
均勾样品的光谱与均勾样品的光谱是高度相似的，完全可以满足定性或定量分析的要求。关键调红外光谱；浓度分布；厚度分布；光谱失真；定量分析
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI : 10, 3964/j. issn, 1000-0593(2016 )04-0943-05
即个分区具有相同的透光率，则该样品就称为均勾样品，光照射区域单位面积上样品物质的数量和状态是相司的。不满足上述公式的为不均勾样品。特别强调的是此处不均勾样
红外光谱是用来鉴别化合物和分析物质结构的有效手段
之一，广泛应用于化工、材料、环境、生物、医药、农业等领域1-}。现阶段，随若各种功能强大的红外附件和色谱-红外等联用技术的发展，以及与化学计量学方法相结合，红外光谱技术更是得到了广泛的应用-。根据样品的性质和测试目标，选用不同的制样方法和制样技术，红外光谱可以用来测量包括固体、液体、气体和薄膜等在内的各类样品。制备均勾样品是红外光谱测量的基本要求。厚度或浓度分布不均勾样品的光谱与均匀样品的光谱往往存在明显差别。因此，制备均勾的红外样品是测量工作的一个重要任务。但是，某些样品获得其厚度或浓度均匀的红外制样是高度困难或需要高昂的成本，比如带气泡的粘稠蜂蜜样品和带气泡的高分子膜样品等。因此，必须面对厚度或浓度分布不均匀样品的红外光谱测量问题。与均勾样品的光谱图比较，不均匀样品的红外光谱存在失真现象口，某些情形下会出现严重的谱图失真-13]，进而严重影响分析结果，对于红外均匀样品与不均匀样品，可如下定义：假设一束平行单色光通过样品时，光照射区域可分为n个（足够多个)分区，总人射光的强度为=i十十*十s，总透射光强度I=Ia十Ie十... 十1，只要满足
T-=常数j=1,2….n Toy
收稿日期：2014-11-24，修订日期：2015-03-15
基金项目：国家自然科学基金项目(20873136)资助
品不包括组成不均一的异质性样品1-13]。此不均匀样品包括两类；有厚度梯度的样品和有浓度梯度的样品，即每个单位面积分区内样品物质的数量是不等的但其存在状态相同，
在满足朗伯比尔定律情况下，如果和分别对应厚度为和同一物质的均匀样品的光谱，则和的谱图称为完全相似型（包括相应透过率T谱和吸光率A谱），显然，厚度为10um氯仿谱与厚度40um氯仿谱就属于完全相似型，本文研究了厚度分布不均勾样品的红外光谱失真问题，通过建立理论模型来分析厚度不均勾样品的光谱性质，目的是通过选择合理的实验条件，获得与均勾样品光谱高度相似的不均勾样品的光谱，进而满足定性或定量分析工作的要求，解决实际工作中遇到的不均勾样品的光谱偏差问题。
计算方法
首先从简单模型开始讨论厚度不均勾样品的光谱。假设不均勾样品由两部分组成，一部分为真空（或空气气泡），占光照射区域面积百分比为1一3另一部分光照射区域（面积百分比3)为均匀样品，其简图见图1，
图1所示厚度不均勾样品的单光束谱可表示为
=e+(1(0≤≤1)
(1)
式（1)中，6代表区域样品（均勾)的厚度，是样品的线性
作者简介：白沙沙，女，1990年生，华南理工大学化学与化工学院硕士研究生
*通讯联系人
e-mail : w anghsh@ seut, edu, cn
e-mail : baisha0706@ 163 .con