Kbr（溴化钾）在红外光谱中的作用是什么？解锁高分辨率样品分析

溴化钾 (KBr) 在固态红外光谱中充当基本的光学载体基质。其主要功能是将固体样品悬浮在透明介质中，使红外辐射能够穿过材料而不会受到干扰、吸收或化学变化。

核心见解 固体太致密和不透明，无法直接通过透射红外光谱进行分析。KBr 通过充当固体形式的“透明溶剂”来解决此问题——它在压力下会变塑，从而将您的样品包裹在一个透明的玻璃状圆片中，使样品的分子振动能够被光谱仪检测到。

KBr 的功能作用

KBr 的效用取决于三个特定的化学和物理性质，这些性质可确保数据的完整性。

KBr 最关键的作用是其缺乏红外吸收。理想情况下，背景材料必须对光谱仪来说是不可见的。

KBr 在很宽的光谱范围内（通常为 4000 至 400 cm⁻¹）是透明的。这确保了您的最终光谱中出现的任何峰都仅属于您的样品，而不是载体基质。

为了获得清晰的信号，样品分子必须分散得又薄又均匀。KBr 充当分散介质。

通过将样品与 KBr 粉末混合（通常比例为 1:100 至 1:200），可以防止样品颗粒结块。这确保了红外光束与分析物分子均匀相互作用，防止了会扭曲基线的散射。

准确的分析要求载体不与分析物发生反应。KBr 对于大多数有机和无机化合物来说是化学惰性的。

这种稳定性确保了混合和压制过程不会引发化学反应，从而改变样品的分子结构或产生错误的谱图数据。

除了化学性质之外，KBr 还起着机械作用，使得测试元件的物理形成成为可能。

KBr 具有一种称为冷流的独特性能。当在高压机中受到高压时，粉末颗粒会在不加热的情况下变形并融合在一起。

这会将松散的粉末混合物转化为固体、透明的圆片（压片）。这种物理转变是将样品颗粒固定在刚性、光学质量窗口中的关键。

由于压片允许光束穿过样品而不是像 ATR 方法那样从表面反射（如 ATR 方法），因此 KBr 压片通常提供更高的灵敏度。

这使得能够检测弱吸收带，并提供有关羟基 (O-H) 或碳氢键 (C-H) 等官能团的高分辨率数据。

虽然 KBr 是固相透射光谱的标准，但它也带来了一些特定的挑战，如果忽略这些挑战，可能会影响数据。

KBr 最显著的缺点是它具有吸湿性，这意味着它很容易吸收空气中的水分。

如果 KBr 粉末未严格保持干燥，或者压片暴露时间过长，水分子就会进入基质。这会导致光谱中出现宽而强的 O-H 吸收峰，可能会掩盖您样品的特征，尤其是在 3400 cm⁻¹ 区域。

只有当悬浮在其中的样品颗粒小于红外光的波长时，KBr 才能充当透明窗口。

如果在与 KBr 混合之前未将样品研磨得足够细，压片将显得浑浊。这会导致光散射（Christiansen 效应），从而导致基线倾斜和峰形失真，使定量分析变得困难。

KBr 压片法在了解其作用和局限性的前提下应用，仍然是一种强大的工具。

通过有效利用 KBr，您可以将不透明的固体转化为可读的光学元件，从而解锁材料中隐藏的分子“指纹”。