Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR là gì? Lợi ích và ứng dụng của Quang Phổ NIR

Quang phổ hấp thụ cận hồng ngoại, còn được gọi là quang phổ NIR hoặc NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy), là một kỹ thuật phân tích đã được thiết lập trong hơn 30 năm. Đây là một phương pháp nhanh chóng và đáng tin cậy để đo các tính chất vật lý và hóa học trong chất rắn và chất lỏng. Trong bài viết sẽ trình bày về tổng quan quang phổ cận hồng ngoại NIR, cách hoạt động của nó cũng như những ưu điểm và ứng dụng của kỹ thuật này.

Bài viết gồm những nội dung sau:

1. Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR là gì?
   
2. Kỹ thuật đo mẫu rắn và lỏng
   
3. Ưu điểm của Quang Phổ Cận Hồng Ngoại
4. Ứng dụng của Quang Phổ Cận Hồng Ngoại

1. Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR là gì?

Điều này tương tự với NIRS: trước tiên, bạn cần đo một số phổ có nồng độ đã biết hoặc các giá trị thông số đã biết được thu thập từ phương pháp chính như chuẩn độ. Một mô hình dự đoán được tạo ra từ những phổ đã thu thập bằng phần mềm thuật toán hóa học (ví dụ: phần mềm Metrohm OMNIS). Sau đó, việc phân tích thường xuyên các mẫu chưa biết có thể bắt đầu. Chúng tôi giải thích chi tiết hơn về cách tạo ra các mô hình dự đoán trong bài viết blog  «Cách triển khai quang phổ NIR trong quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm của bạn».

Quang phổ NIR đặc biệt nhạy cảm với sự hiện diện của một số nhóm chức bao gồm -CH, -NH, -OH và -SH. Do đó, đây là một phương pháp lý tưởng để định lượng các thông số hóa học như hàm lượng nước (độ ẩm), giá trị hydroxyl, số axit và hàm lượng amin, ở đây chỉ kể tên một vài thông số.

Ngoài ra, sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất cũng phụ thuộc vào nền mẫu, cho phép phát hiện các thông số vật lý và lưu biến như kích thước hạt, mật độ, độ nhớt nội tại và tốc độ dòng chảy.

2. Kỹ thuật đo mẫu rắn và lỏng

Để hiểu được lợi ích của quang phổ cận hồng ngoại, điểm khởi đầu tốt là hiểu cách đo phổ cận hồng ngoại. Quang phổ cận hồng ngoại có thể được sử dụng để phân tích các loại mẫu khác nhau. Tuy nhiên, cần có các thiết bị đo khác nhau tùy thuộc vào loại mẫu. 

Một số phương pháp đo có sẵn cho các mẫu khác nhau, từ chất lỏng đến bột nhão và bột. Chọn đúng phương pháp đo, mô-đun lấy mẫu và phụ kiện là bước quan trọng nhất để phát triển các phương pháp cận hồng ngoại mạnh mẽ. Dưới đây, các phương pháp khác nhau được hiển thị cho các loại mẫu khác nhau (phản xạ khuếch tán, truyền phản xạ và truyền quang).

2.1 Kỹ thuật đo mẫu rắn

Phản xạ khuyến tán: Mẫu dạng kem, bùn nhão, dạng hạt , bột tho hoặc nghiền mịn

Ví dụ về kỹ thuật đo mẫu rắn

2.2 Kỹ thuật đo mẫu lỏng

Truyền phản xạ: Chất lỏng và gel

Truyền quang: Chất lỏng

Ví dụ kỹ thuật đo mẫu lỏng

3. Ưu điểm của Quang Phổ Cận Hồng Ngoại

Quy trình quét phổ quang phổ cận hồng ngoại đã chỉ ra hai ưu điểm chính của thiết bị quang phổ cận hồng ngoại: tính đơn giản về tốc độ và phép đo mẫu. Những ưu điểm này và những ưu điểm khác của quang phổ cận hồng ngoại được liệt kê ở đây:

• Kỹ thuật nhanh chóng với kết quả chỉ sau chưa đầy 1 phút.
• Không cần chuẩn bị mẫu - chất rắn và chất lỏng có thể được sử dụng ở dạng tinh khiết.
• Chi phí cho mỗi mẫu thấp - không cần hóa chất hoặc dung môi.
• Kỹ thuật thân thiện với môi trường - không phát sinh chất thải.
• Không phá hủy - các mẫu quý có thể được sử dụng lại sau khi phân tích.
• Dễ vận hành - người dùng chưa có kinh nghiệm sẽ thành công ngay lập tức.

4. Ứng dụng của Quang Phổ Cận Hồng Ngoại

Quang phổ cận hồng ngoại là một kỹ thuật linh hoạt và có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, cả để phân tích các thông số hóa học và vật lý. Phân tích NIR được thực hiện trong các ngành công nghiệp hóa chất, polyol, polymer, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, dược phẩm, bột giấy và giấy, ngành công nghiệp sơn, hóa dầu, nhiên liệu sinh học, dệt may và bán dẫn. Thông thường, các thiết bị NIR được sử dụng để đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng, xác định nguyên liệu thô hoặc xác minh thành phần hóa học, kiểm soát quy trình và theo dõi phản ứng theo thời gian thực cũng như sàng lọc.

Bạn cũng có thể truy cập để Tìm Kiếm Ứng Dụng của chúng tôi để tìm các ứng dụng quang phổ NIR:

Đi đến Tìm Kiếm Ứng Dụng

Nhìn chung, quang phổ cận hồng ngoại là một kỹ thuật thay thế mạnh mẽ để xác định các thông số hóa học và vật lý trong chất rắn và chất lỏng. Đây là một phương pháp nhanh cũng có thể được thực hiện thành công để phân tích định kỳ bởi nhân viên mà không cần bất kỳ sự huấn luyện phòng thí nghiệm nào.

Bây giờ bạn đã biết quang phổ NIR là gì, hãy tìm hiểu cách triển khai nó dễ dàng vào quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm của bạn:

How to implement NIR spectroscopy in your laboratory workflow

Your knowledge take-aways

Learn more about our NIR spectrometers for lab and process analysis, as well as Raman solutions