红外ATR晶体选择实例：硅油检测与改性

衰减全反射(ATR)附件与传统采用透射溴化钾压片法相比，具备无需繁琐的制样过程、操作简单、耗费时间短等优势，使其受到越来越多用户的青睐。在红外附件丨ATR附件的结构简介一文中我们就讲到ATR附件有不同的晶体，如何选择合适的晶体呢？今天我们就讲讲实际应用中的ATR晶体的选择。

学化学的人应该大多使用过油浴加热锅，其中的油一般会使用硅油。硅油中的Si-H键伸缩振动的红外吸收一般在2000—2300cm^–1，如果我们使用常用的金刚石晶体ATR附件测试，会得到图1的红色谱图，我们在2000—2300cm^–1未观察到Si-H键伸缩振动的红外吸收峰。这是因为金刚石在这个区间有强吸收，使得该区无法使用，一般选择数据处理该区让其和基线一致。如果想要观察此区域的吸收峰，则应该换用其它晶体，如下图1的蓝色谱图(基线整体上移便于对比)是采用硒化锌晶体的ATR附件测试得到的，可以观察到Si-H键伸缩振动的红外吸收峰。当做硅油改性将其变为无氢硅油时，我们可以通过该吸收峰来判断转化的程度。

图1 硅油ATR光谱

红色：金刚石晶体；蓝色：硒化锌晶体

除Si-H键伸缩振动在此区域有吸收峰外，还有异氰酸酯–NCO基团、氰基–CN基团都在此区域有吸收峰。在使用ATR附件测试这些在2000—2300cm^–1有吸收峰的样品时则不能够使用金刚石晶体ATR附件。

在之前介绍ATR附件的文章中我们还提到有其他晶体，那为什么要选择硒化锌晶体呢？你是否有思考过这个问题呢。

答案也在我们的文章介绍中，比如锗晶体还有硅晶体的ATR也可以观察到Si-H键伸缩振动的红外吸收峰，但是这两个晶体的折射率大，导致入射深度浅，这时候吸收峰会更弱了，图1中我们可以观察到Si-H键红外吸收强度一般，换成锗晶体还有硅晶体的ATR吸收峰会更弱。当对硅油做改性变为无氢硅油时，当含量变低想要定量分析时就更难了。