主题：【第十一届原创】【官人按】热分析/红外光谱联用数据分析时三维图的作图方法

热分析/红外光谱联用数据分析时三维图的作图方法

丁延伟

中国科学技术大学理化科学实验中心

（安徽省合肥市金寨路96号）

使用热分析/红外光谱联用技术，在得到样品在温度变化过程中质量的变化信息的同时还可以得到逸出气体随温度变化的信息。通过红外光谱测定，可以判定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。
在通过热分析/红外光谱联用技术得到数据后，为了便于分析通常会在作图软件如Origin软件中进行重新作图，许多人在得到由仪器的分析软件导出的数据后，不知如何做出如图1所示的三维图。当然通过热分析/红外光谱联用技术得到的信息不仅仅局限于三维图，还可以得到总吸光值、不同官能团的吸光值等随温度和/或时间的变化关系曲线，据此可以分析样品随温度变化过程中结构的变化过程，这些内容将在以后的文章中进行介绍。
在本文中将介绍如何通过PE公司的热重/红外光谱联用仪得到的导出的ASCII文件（通常为txt或者excel格式）在Origin软件中得到三维图的方法。

                                           
图1仪器分析软件得到的三维FTIR图

由于热分析时间较长，对于逸出气体在使用红外光谱仪进行实时监测时，通常采用较快的分析时间（8波数分辨率时，DTGS检测器，平均1s得到一张谱图）。因此，对于一个普通的热分析实验来说（例如，20℃/min加热速率，室温-800摄氏度的试验温度范围），一次实验平均得到2000张以上的红外光谱图。由此得到的excel文件通常为20M左右，在excel软件中直接打开时往往无法显示所有的谱图数据。因此，通常在Origin软件中直接导入该文件，打开方式如图2所示。

图2 Origin软件中导入Excel文件的方法示意图

点击图中选项后会弹出以下窗口（图3）：

图3

点击open即可将文件在origin软件中打开，如图4所示。

图4

图4中，黄色区域为实验时的时间列，由于软件设置的问题显示在了标题栏，不过这不会影响后期的分析，第一列为波数。点击左上方空白栏全选图中所有数据（注意图中黑色箭头），如图5所示。

图5

将选中的数据复制在新建的一个窗口中，并删除第一列波数数据，如图6所示。

图6

然后按照图7所示将表中所有格式转换为矩阵形式。

图7

点击open dialog选项，弹出以下对话窗口（图8）。

图8

继续点击ok选项，在新的窗口中生成了矩阵形式的数据（图9）。

图9

按照图10的方法设定X和Y坐标的信息，例如X轴为波数，Y轴为温度。

图10

在弹出的窗口中输入X轴和Y轴的起止范围，如图11所示。

图11

点击ok，接下来就可以作图了。点击图下方的图标，例如以图12的方式生成三维图。

图12

点击选项后，生成以下三维图（图13）。

图13

可以点击图中曲线改变曲线的颜色，点击XYZ轴的图注信息编辑不同坐标的信息，编辑后如图14所示。

图14

还可以点击图中三维图的显示方式来达到更好的效果，如图15所示。

图15

顺时针旋转后，变为图16。

图16

还有其他的形式，可以根据具体需要来进行调整，不再详述。