FT-IR

FT-IRの原理

FT-IRは、赤外線を物質に照射してその吸収特性を測定する分光法です。赤外線は物質中の分子の振動や回転と相互作用し、特定の波長で吸収されます。この吸収パターンは分子固有のものであり、フーリエ変換によって時間領域の干渉パターンから周波数領域のスペクトルに変換されます。これにより、物質の分子構造や化学結合の種類、量を特定することができます。FT-IRは、有機化合物の定性分析や定量分析に広く利用されています。

FT-IRの構成要素

FT-IR分光計は主に光源、干渉計、試料室、検出器から構成されています。光源は赤外線を発生させ、干渉計は光を干渉させてフーリエ変換を行うための装置です。試料室では、試料が赤外線を吸収することでスペクトルが生成されます。検出器は、試料を通過した後の赤外線を検出し、その強度を測定します。これらの構成要素が協力して、物質の赤外線吸収スペクトルを正確に測定します。

FT-IR分光計の光源としては、赤外線を発生させるために白熱電球やレーザーが使用されます。干渉計は、赤外線を2つの光路に分けて再結合させ、干渉パターンを生成する装置で、これがフーリエ変換の基礎となります。試料室では、試料に赤外線を照射して吸収スペクトルを生成します。検出器は、通常、赤外線に対して高感度の材料（例：MCT検出器）で構成され、赤外線の強度を電気信号に変換します。これにより、試料の分子構造や化学結合に関する詳細な情報を取得できます。

水処理における活用

水処理におけるFT-IRの活用例として、水中の有機汚染物質の検出が挙げられます。FT-IRは、有機分子の特定の振動モードに対応する赤外線吸収バンドを検出することで、微量の有機化合物を特定し、定量することができます。例えば、河川や湖沼の水質モニタリングでは、FT-IRを使用して水中の有機物や有害物質の濃度を迅速に測定することができます。さらに、膜分離技術の評価にもFT-IRが用いられ、膜の汚染や劣化をリアルタイムで監視することで、効率的な運用とメンテナンスが可能となります。また、浄水場では、FT-IRによるオンラインモニタリングシステムを導入することで、水質の変動に迅速に対応し、安全な飲料水供給を実現しています。