傅里叶红外光谱（FT-IR）和原位红外（In Situ FTIR）应用案例

应用实例一

SimranJindal等人利用FTIR验证合成的聚酯ZCSX（由姜酚（Zing-OH）与柠檬酸（CA）、癸二酸（SA）、木糖醇（Xy）合成）的结构和组成。FTIR光谱显示，随着Zing-OH含量的增加，聚酯中的羟基（-OH）峰变宽，表明结构中存在更多的自由羟基。此外，随着Zing-OH含量的增加，酯基（C=O）伸缩振动峰的强度增加，这表明酯键的形成。FTIR结果还显示，与预聚物相比，后聚物在3100-3500 cm−1范围内的羟基峰消失，而在1700 cm−1处的酯基峰强度显著增加，这表明后聚物中形成了更加交联的聚合物网络。这些结果证实了ZCSX聚酯的成功合成，并且其化学结构符合设计要求。

图7 姜油酮，Zing-OH和ZCSX聚酯，ZCSX预聚物和后固化ZCSX聚酯的FTIR光谱

应用实例二

香港科技大学邵敏华教授团队探讨了铜表面上的二氧化碳电化学还原反应的机制及电解质(KHCO₃)的作用。背景上，Cu是唯一生产大量碳氢化合物燃料的单金属催化剂，但CO₂ RR的机制和电解质影响尚不明确。研究通过表面增强红外吸收光谱(ATR-SEIRAS)技术，首次观察到多种反应中间体，而不仅仅是常见的CO。实验显示，CO₂分子通过与碳酸氢根离子的平衡，而非直接从溶液中吸附到Cu表面。这表明碳酸氢根离子在CO₂ RR中不仅是pH缓冲剂或质子来源，还可能扮演关键角色。

图8 铜表面的原位红外光谱

在Ar饱和的0.1 M（a）KH12CO3和（b）KH13CO3溶液中循环扫描电极期间记录的实时ATR-SEIRAS光谱。参考光谱是在0.3 V vs RHE的电压下拍摄的。

应用实例三

西安交通大学郭烈锦院士团队借用漫反射原位红外研究样品的高温光催化CO2RR过程。结果表明在120 °C下探测双齿碳酸氢盐（1430、1628和1655 cm−1处的b-CO32−）、单齿碳酸酯（1409 cm−1时的m-CO32−）和CO2化学吸附（1130 cm−1）的形成，并随着温度的升高而增强，这意味着在高温光催化CO2RR过程中CO2吸附增强。此外，在高温（240°C）下延长光照时间后，CO2的吸附量逐渐增加。值得注意的是，随着加热和辐照，出现了两个IR峰（在1341和1460 cm−1处）并逐渐增强，这可能归因于关键的*CHO中间体。此外，位于1341 cm−1处的信号归因于Cu−*CHO57−59，直到温度升高到210°C以上，这表明*CHO与暴露在Cu2O上的Cu位点结合，而Cu在超过210°C的温度下作为光催化CO2RR中的CO2RR位点。

CH4生成的反应途径。(a) 在Xe灯照射和加热下的可变温度原位DRIFTS光谱。(b) 240°C下10、30、60、90、120和150分钟的时间分辨原位DRIFTS光谱。