Kbr 法和 Atr 法有什么区别？为您的实验室选择正确的 Ftir 技术

从根本上说，KBr 法和 ATR 法之间的区别在于红外 (IR) 光与样品相互作用的方式。KBr 压片法是一种传统的透射技术，红外光直接穿过精心制备的固体样品。相比之下，衰减全反射 (ATR) 是一种表面技术，红外光从内部晶体反射，并且只穿透放置在晶体上方的样品几微米深。

核心的权衡在于控制与便利性之间。KBr 法提供高度受控的定量光谱数据，但需要大量且对湿气敏感的样品制备。ATR 为常规分析提供了无与伦比的速度和易用性，但仅提供有关样品表面的信息。

每种方法的工作原理

要选择正确的技术，您必须首先了解它们生成光谱的基本原理差异。

在这种经典方法中，少量固体样品被精细研磨并与干燥的溴化钾 (KBr) 粉末充分混合。使用 KBr 是因为它对红外辐射是透明的。

然后，将这种混合物在高压下压制成一个小而薄的透明圆盘或“压片”。光谱仪的红外光束直接穿过此压片，检测器测量样品在不同波长下吸收的光量。

ATR 基于完全不同的原理。ATR 附件包含一个高折射率晶体，通常由金刚石或锗制成。

红外光束以特定角度射入此晶体。光束在晶体顶部表面（放置样品的位置）发生反弹或内部反射。在每次反射时，一种称为“倏逝波”的能量场会延伸出晶体表面很短的距离（通常为 0.5 至 2 微米），进入样品。样品吸收该波的能量，然后将衰减（减弱）的红外光束导向检测器。

这两种机制的实际影响直接影响您的工作流程和可以收集的数据类型。

这是最显著的实际区别。ATR 非常简单。您将固体或液体样品直接放在晶体上，施加压力以确保良好接触，然后开始测量。整个过程可能不到一分钟。

KBr 法费时且对技术敏感。它需要精确称量、广泛研磨以减小颗粒尺寸，以及小心压制以形成均匀的压片。该过程还极易受到湿气污染，因为 KBr 是吸湿性的。

KBr 法让您可以直接控制信号强度。您可以调整 KBr 基质中样品的浓度或改变压片本身的厚度（光程）。

这种控制是定量分析的关键优势，在定量分析中，遵守比尔-朗伯定律至关重要。

如果制备得当，KBr 压片可以产生具有高信噪比的、质量极高的光谱。由此产生的“经典”透射光谱通常被认为是创建光谱库的黄金标准。

ATR 光谱的质量通常也非常高，但信号强度取决于样品与晶体接触的质量。

在 KBr 法中，光程由压片的厚度决定。这使得峰值强度与浓度直接成正比。

在 ATR 中，有效光程与波长相关。倏逝波在较长波长（较低波数）处穿透样品更深。这会使光谱产生倾斜，使较低波数的峰值相对于真正的透射光谱显得人为地增强。现代 FTIR 软件包含一个简单的数学“ATR 校正”来解决这种影响。

没有一种方法是普遍优越的；最佳选择完全取决于您的分析目标和样品的性质。

KBr 法的主要缺点是它依赖于操作员的技能。研磨不当会导致红外光束散射，而从空气中吸收的水分会引入大而宽的水峰，从而遮盖样品光谱。获得可重复的结果需要一致且仔细的制备。

ATR 最大的优点也是其主要限制：它是一种表面分析技术。您获得的光谱仅代表材料最表面的几微米。如果表面有涂层、被污染或与主体材料的化学性质不同，ATR 将无法为您提供整个样品的代表性分析。

使用您的主要目标来指导您在这两种强大技术之间的选择。

了解这种在为定量深度进行细致准备与为表面表征进行快速分析之间的基本权衡，是有效利用 FTIR 工作的关键。