科普知識丨TG - FTIR 聯用原理解析

TG - FTIR 聯用技術，即熱重分析與傅里葉變換紅外光譜聯用技術，是材料熱分析領域常用的聯用手段，其原理圍繞 “熱行為監測 - 揮發物捕獲 - 成分識別” 的核心邏輯展開。

熱重分析（TG）作為聯用系統的 “熱行為監測端”，核心原理是利用高精度天平實時記錄樣品在程序升溫、恒溫或降溫過程中的質量變化。當樣品受熱發生分解、氧化、脫水等反應時，會釋放揮發性氣體產物，導致質量下降，TG 曲線便以 “溫度 - 質量保留率” 的形式直觀呈現這一過程，精準標記樣品發生熱變化的溫度區間，為后續成分分析鎖定目標階段。

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）則承擔 “揮發物成分識別” 的角色，其原理基于不同分子官能團對特定波長紅外光的選擇性吸收。不同氣體產物的分子結構存在差異，對應的紅外吸收峰位置、強度和形狀各不相同，通過對比標準紅外光譜庫，可反向推導氣體成分。

二者聯用的關鍵在于 “接口裝置”，它需實現兩大功能：一是高效捕獲 TG 釋放的微量揮發物，避免樣品殘留或交叉污染；二是對氣體進行加熱保溫，防止易冷凝組分在傳輸過程中液化，確保氣體以穩定狀態進入 FTIR 檢測池。當 TG 監測到樣品質量變化時，接口裝置同步將揮發物導入 FTIR，FTIR 實時采集紅外光譜，最終實現 “熱重曲線與紅外光譜” 的時間 - 溫度關聯，既明確樣品熱分解的溫度規律，又精準識別分解產物成分，為材料熱穩定性、反應機制研究提供完整數據支撐。