Reflektanční techniky Zpět
Difúzní reflektance (DRIFT)

Pro studium rutinní analýzy práškových vzorků byla vyvinuta difúzní reflektace. Při této technice se infračervené záření přivádí na práškový vzorek, část je absorbována, část je odražena ve formě spekulární složky a část je rozptýlena. Poslední efekt je nazýván jako difúzní reflektance a bývá v literatuře označována jako DRIFT nebo DRIFTS (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy). První FTIR spektrometr vybavený DRIFT celou popsal Willey v roce 1976. 
Technika difúzní reflektance spočívá ve fokusaci infračerveného paprsku na pevný vzorek a difúzně rozptýlené záření je převedeno vhodným optickým zařízením na detektor spektroskopu. Difúzně reflektanční spektra jsou vyjádřena v lineárních jednotkách Kubelka - Munk, které odpovídají jednotkám absorbance ve spektru měřeného KBr technikou. Spekulární a reflektanční složka záření je závislá na velikosti částic a distribuci velikosti částic. Pro reprodukovatelnost měření je proto důležité mlít vzorek na velikost částic mezi 10 a 20 mm a reprodukovatelně plnit vzorkovací kelímek. Důležitá je též úprava výšky vzorkovacího kelímku pro maximální zisk energie. 
Při použití DRIFTS techniky jsou vzorky měřeny v práškovém stavu ve směsi se substráty, které jsou obvyklé v konvenční infračervené spektroskopii (KBr, KCl apod.) nebo jsou vzorky měřeny v čísté formě. Vzhled spekter studovaných vzorků bez přítomnosti substrátu není ovlivněn přítomností vody v substrátu a nedochází k reakcím mezi substrátem a vzorkem např. k iontové výměně. 

Difúzně reflektanční infračervené spektrum huminové kyseliny, DRIFT

Obr. 16 Difúzně reflektanční infračervené spektrum huminové kyseliny z postsedimentárně oxidovaného hnědého uhlí (oxihumolitu), měřeného v čísté formě (FTIR spektrometr Nicolet 740, DRIFT cela SpectraTech, úhel dopadu 45o)

Mezi další výhody difúzní reflektance je rychlá příprava vzorku pro analýzu zahrnující pouze mletí vzorku nebo přímé měření pevných vzorků, široká škála forem vzorků od práškových, pevných až po měření vzorků adjustovaných na brusném papíře z karbidu křemíku, nebo přímé měření skvrn získaných tenkovrstvou chromatografií. Technika DRIFTS je vysoce citlivá a je vhodná pro mikroměření. Další vyhodou je horizontální, reprodukovatelná základní linie spektra, vhodná pro přesné odečítání spekter. 

Difúzně reflektanční spektrum brusného kotoučku s karbidem křemíku (FTIR spektrometr Nicolet 740, DRIFT cela SpectraTech,  Sicarb Paper – SpectraTech)

Obr. 39 Difúzně reflektanční spektrum brusného kotoučku s karbidem křemíku (FTIR spektrometr Nicolet 740, DRIFT cela SpectraTech, úhel dopadu 45o, Sicarb Paper – SpectraTech)

Relativní poměr spektrálních pásů neodpovídá vždy transmitančnímu spektru a to ztěžuje použití SEARCH programů. Reflektanční spektrum analyzované látky má ve srovnání s transmitančním spektrem velmi intenzivní pásy, přičemž relativní rozdíly v jejich intenzitách jsou poměrně malé. Rozdíl ve vzhledu DRIFT spektra může být odstraněn ředěním vzorku ve vhodné matrici např. KBr, KCl, CsI) při dodržení konstantní velikosti částic. Na druhé straně je tento efekt vhodný pro rozlišení spekter, které mají transmitanční spektra velmi podobná např. spektra minerálů kalcitu a aragonitu.
Technika difúzní reflektance se v poslední době uplatňuje v „on-line“ analýze v provozní a výstupní kontrole výrobků a řízení průmyslového procesu. Pro analýzu se uplatňují dotykové sondy, které jsou propojeny s FTIR spektrometrem optickými vlákny. Měření probíhají převážně v blízké infračervené oblasti.

 Difúzně reflektanční infračervené spektrum hnědého uhlí, near

Obr. 46. Difúzně reflektanční infračervené spektrum hnědého uhlí v blízké oblasti měřeného reflexní dotykovou sondou (analyzováno FT-NIR spektrometr Protege 460 s CaF2 beamsplitrem a SabIR příslušenstvím s PbS detektorem, referenční materiál byl použit SpectralonTM)

Závislost mezi obsahem uhlíku v hnědých a černých uhlí stanoveným klasickou elementární analýzou a hodnotami z stanovenými difuzní reflektancí v blízké infračervené oblasti oblasti spektra

Obr. 56 Závislost mezi obsahem uhlíku v hnědých a černých uhlí stanoveným klasickou elementární analýzou a hodnotami z stanovenými difuzní reflektancí v blízké infračervené oblasti oblasti spektra

Zpět