Using the Agilent Cary 670 FTIR Spectrometer to observe rotational and isotopic bands in CO through high resolution FTIR Spectroscopy

Význam tématu

FTIR spektroskopie v oblasti vysokého spektralniho rozliseni otevirá moznosti detailniho sledovani rotačně-vibračních pásu v plynné fázi. Monitorování izotopomerů CO s nízkou abundanci je klíčové pro environmentální analýzy, slouží geochemii i základnímu výzkumu. Agilent Cary 670 FTIR díky velké optické apertuře a retroreflektorovému zdroji zvyšuje množství infračervené energie dopadající na vzorek a zlepšuje poměr signál šum při vysokém rozlišení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikacni poznámky je demonstrovat schopnost Agilent Cary 670 FTIR spektrometru rychle a přesně rozlišit rotačně-vibrační pásy CO a jejich izotopomery C13O16 a C12O18. Studie popisuje nastavení experimentu včetně parametrů sběru spekter, zpracování dat a porovnání s referenčními hodnotami z databáze HITRAN.

Použitá metodika a instrumentace

Spektra byla získána za použití MCT detektoru s úzkým pásmem, retroreflektorového MIR zdroje, asymetrické apodizace boxcar a zero filling faktoru 16. Rozlišení bylo nastaveno na 0.09 cm-1 a aperture 0.10 cm-1. Vzorek CO o tlaku 4 Torr v buňce s KBr okny (10 cm délka cesty) byl analyzován po předchozím vyprázdnění komory dusikem. Každé spektrum vzniklo z průměru 4 vzorkových a 4 pozadových skenů během 40 s sběru.

Hlavní výsledky a diskuse

Region 2250 až 2000 cm-1 odhalil dobře rozlišené P a R větve C12O16 kolem 2143.3 cm-1 a izotopomery C13O16 (2095.7 cm-1) a C12O18 (2092.1 cm-1). Vlnová délka byla určena s přesností lepší než 0.001 cm-1 a spektrální rozlišení lepší než 0.06 cm-1 na přechodech R-5, R-6 a R-7. Vynikající poměr signál šum umožnil detekci slabých izotopických pásů během krátké akvizice.

Přínosy a praktické využití metody

Krátký čas sběru a vysoká stabilita vlnové délky umožňují rychlé environmentální měření stopových izotopomerů CO, kontrolu kvality průmyslových plynů i základní fyzikálně-chemické studie. Metodu lze využít tam, kde je vyžadována vysoká přesnost a citlivost při minimální době analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj FTIR ve vysokém rozlišení povede k integraci s chromatografií, reálnému sledování procesů a použití modulovaných zdrojů pro cílené měření konkrétních přechodů. Vylepšené detektory a výkonnější infračervené zdroje umožní detekci izotopomerů při ještě nižších koncentracích.

Závěr

Studie ukázala, že Agilent Cary 670 FTIR spektrometr poskytuje vynikající výkon pro pozorování rotačně-vibračních pásů a izotopických variant CO s vysokou přesností a krátkým časem sběru. Přístroj kombinující velká optická kola, retroreflektor a stabilní interferometr zajistí výborný poměr signál šum a přesnost vlnové délky.

Použitá instrumentace

• Spektrometr Agilent Cary 670 FTIR
• Detektor MCT narrow band
• MIR zdroj s retroreflektorem
• Buňka CO s KBr okny délky 10 cm
• Dusíkem purgovaný vzduchový systém

Reference

1. Rao KN, Mathews CW Molecular Spectroscopy Modern Research Academic Press New York 1972
2. Rothman LS et al HITRAN 2004 molecular spectroscopic database J Quantitative Spectroscopy Radiative Transfer 96 241-250 2004