简而言之，您必须避免水污染，因为FTIR中常用的氯化钠（NaCl）和溴化钾（KBr）盐片极易溶于水。与湿气接触，即使是空气中的湿度，也会通过使盐片起雾或溶解而损坏它们，而水本身强烈的红外信号会压倒您样品的谱图，使您的数据不可靠。
这不仅仅是一个小麻烦的问题；这是关于设备完整性和数据有效性的一个根本性问题。水污染同时会损坏您昂贵的的光学元件并使您的科学测量无效。
水对盐片造成的物理影响
核心问题始于NaCl和KBr的材料特性。它们是碱金属卤化物盐，因其对中红外辐射的透明性而被选中，但这带来了一个重大的缺点。
吸湿性和溶解性
吸湿性材料会积极地从大气中吸收水分。NaCl和KBr是典型例子。
就像食盐在潮湿的日子里会结块一样，这些盐片会从空气中吸收水蒸气到其表面。如果它们接触到液态水，它们会立即开始溶解。
起雾和蚀刻
水分损坏的第一个迹象是“起雾”。盐片曾经清晰、抛光的表面会显得模糊或乳白色。
这是因为盐片的最顶层溶解并重新不均匀地结晶。更严重的水接触会导致蚀刻或点蚀，在表面形成肉眼可见的缺陷，这些缺陷不易抛光去除。
后果：透射率受损
起雾或被蚀刻的盐片不再对红外光束透明。表面缺陷会散射红外光，而不是让其干净地通过。
这种散射会大大减少到达探测器的能量（通量），导致信噪比低，谱图质量差且充满噪声。
水造成的光谱干扰
除了物理损坏之外，水还会引入严重的数据污染问题，因为它是一种非常强的红外吸收物质。
水的强红外特征
水（H₂O）在红外光谱中有两个主要的吸收区域，它们占据主导地位：
- 在3400 cm⁻¹附近一个非常宽且强的O-H伸缩振动带。
- 在1640 cm⁻¹附近一个中等强度的H-O-H弯曲振动带。
这些峰非常强烈，即使是微量的水也会产生显著的信号。
掩盖样品信号
如果您的目标样品在这些区域有关键的官能团（如带有O-H或N-H伸缩振动的醇或胺），巨大的水峰将完全掩盖或扭曲它们。
这使得无法准确识别或定量样品组分，从而失去了测量的目的。
背景扣除的问题
尽管FTIR软件使用背景扫描来扣除来自大气（如CO₂和水蒸气）的信号，但此过程对于水来说通常不完美。
在运行背景和运行样品之间，水蒸气的水平可能会波动。这会导致扣除不佳，从而在您的最终谱图中产生大的、导数形状的“波浪状”伪影，这是水污染的典型迹象。
理解权衡：何时应避免使用盐片
选择NaCl或KBr是一种故意的权衡：它们具有出色的透明性且价格便宜，但要求一个完全干燥的环境。
水溶液的局限性
必须明确说明：NaCl和KBr盐片与水溶液或含有大量水的样品在根本上是不相容的。尝试使用它们将损坏盐片并产生无用的数据。
替代窗口材料
当您必须分析含有水的样品时，您需要更换为水不溶性材料。常见的替代品包括：
- 硒化锌 (ZnSe)：一种非常常见的耐水材料，但它很脆，容易被强酸或强碱损坏。
- 衰减全反射 (ATR)：ATR-FTIR附件通常是最佳解决方案。它使用一个坚固的内反射晶体（如金刚石或ZnSe），您将样品压在上面。该晶体坚固且惰性，非常适合液体、糊状物和湿样品。
如何将此应用于您的项目
您的窗口材料和处理程序的选择完全取决于您样品的性质。
- 如果您的主要重点是干燥的有机固体或非水溶性液体： NaCl和KBr是经济高效且极好的选择。您的首要任务必须是勤勉地处理并在干燥器中储存。
- 如果您的主要重点是分析可能潮湿的粉末： 您必须在分析前彻底干燥样品，或者，如果制备KBr压片，则在低湿度环境下快速操作。
- 如果您的主要重点是任何含有水的样品： 您必须使用水不溶性光学元件。带有金刚石或ZnSe晶体的ATR-FTIR是此任务的标准且最可靠的方法。
选择正确的实验条件是获取有意义的光谱数据的第一步，也是最关键的一步。
总结表：
| 水污染的后果 | 对FTIR测量的影响 |
|---|---|
| 盐片起雾/蚀刻 | 散射红外光，降低信噪比 |
| 强水红外峰 (~3400 cm⁻¹, ~1640 cm⁻¹) | 掩盖样品信号，扭曲谱图 |
| 背景扣除不佳 | 引入波浪状伪影，使数据无效 |
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