【摘要】 红外光谱定性分析的三要素是峰位，峰强和峰形。

红外光谱定性分析的三要素是峰位，峰强和峰形。

但对于初学红外的同学，往往又很难应用这三个要素进行分析，碰到的困难往往是如下几条：

 

基础困难：

 

1.为什么实测材料与文献中材料的峰位有几个或十几个波数的差异，单独通过峰位来进行官能团判别可靠吗？

2.红外官能团表中，峰强的集中表达形式：很强，中强，很弱，该怎么把握

3.峰形？什么是宽峰，什么是尖峰？

 

进阶困难：

 

4.相同材料中不同官能团的峰位发生重叠怎么办？

5.不同材料中相同官能团难以区分怎么办

 

接下来的系列推文，我们将针对这几点，由浅到深，专门破解这些难题

 

 

首先，我们将会用几期推文带着大家用红外三要素进行常见官能团的分析；

之后，我们将带大家解决一些进阶的困难。

 

下面是一个简单的官能团峰位表，我们将用几组案例带大家区分O-H，N-H，C=O，C=C等几种常见的官能团。

 

 

这一期推文，我们将主要介绍4000~2500 cm-1的几种常见官能团。

 

首先是O-H。

 

材料中O-H受氢键作用，一般会在3200~3600cm-1处出现一个峰强高的大宽峰，这里的O-H来源可能是材料分子式中自带的O-H，也可能是材料吸附的自由水中O-H。

 

下图分别为纸张和双酚A的红外光谱图。纸张中3200~3600 cm-1处峰强高的大宽峰主要对应纤维素中O-H和纸张中吸附的自由水中O-H；双酚A中3200~3600 cm-1对应的O-H主要来源于酚羟基。

 

 

无机盐容易吸水，因此一般无机盐中会有自由水的O-H宽峰（峰强高），结合水的O-H尖峰（峰强低）。下图为Al(OH)3·9H2O的红外光谱。

 

 

此外，N-H也会在3000以上出峰，一般峰强为中强。当材料里同时有O-H和N-H时，N-H在3000以上的吸收峰容易被O-H掩盖。但N-H的吸收峰一般为尖峰，在3300左右出峰，有时在3200会出现一个弱峰。

 

下图分别为硬脂酰胺和尼龙6的N-H出峰位置。

 

 

3200~2800 cm-1出峰的另一归属则为C-H。一般C-H的来源有苯环中C-H和亚甲基（甲基）中C-H。苯环中C-H的峰强一般较弱，峰位在3000 cm-1以上，峰形为向上的阶梯峰（3个吸收峰）；亚甲基中C-H的峰强要强于苯环中的，峰位在3000 cm-1以下，峰形为向下的阶梯峰（2个吸收峰）。

 

 

拓展阅读：

 

对于相互掩盖的吸收峰，可以用分峰拟合进行区分。

 

 

参考文献：

C. Branca, G. D'Angelo, C. Crupi, K. Khouzami, S. Rifici, G. Ruello, U. Wanderlingh, Role of the OH and NH vibrational groups in polysaccharide-nanocomposite interactions: A FTIR-ATR study on chitosan and chitosan/clay films, Polymer, Volume 99, 2016, Pages 614-622

 

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