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在我们关于近红外光谱系列的第一章节中，我们已经解释了什么是近红外光谱。作为本系列的第二章节，本文将重点讨论近红外（NIR）光谱和红外（IR）光谱之间的区别，后者通常也被称为中红外（MIR）光谱。此外，我们还将讨论为什么近红外光谱比红外光谱可能更适合您在实验室和工业生产过程中遇到的分析难题。
波长和能量的差异
我们将近红外光谱定义为分析近红外光与物质之间的相互作用。在光谱分析中，光是通过波长来描述的，而非能量。如果您对此还不太了解，可以参考本系列的第一章节：
光的波长与其能量成反比，因此，波长越小，能量越高。电磁波谱如图1所示。近红外区域介于可见光区域（能量较高）和红外区域（能量较低）之间，波长为780~2500 nm。
电磁波谱中红外区域和近红外区域的光都会引起分子官能团的振动。因此，红外光谱和近红外光谱均属于振动光谱。图2显示了在近红外区域活跃的一些官能团和分子。
红外光和近红外光引起的振动之所以不同，是因为近红外光的能量高于红外光。
红外区域的振动为基频振动，即从基态到第一激发态的跃迁所引起的振动。而近红外区域的振动则为合频振动或倍频振动。合频振动是两种或多种基频振动的耦合，倍频振动则是从基态到高于第一激发态水平的跃迁所引起的振动（图3）。与基频振动相比，合频振动和倍频振动发生的概率较低，因此近红外区域的吸收峰或吸收谱带的强度低于红外区域的吸收峰。
打个爬楼梯的比方，可以帮助大家更好地理解这一点：我们大多数人一次只爬一个台阶，但有时你会看到行色匆匆的人同时爬两三个台阶。这一点与红外光谱和近红外光谱十分相似：与一次爬两个或更多个台阶（近红外光谱—倍频振动和合频振动）的行为相比，一次爬一个台阶（红外光谱—基频振动）的行为则要常见得多。由于近红外区域的振动比红外区域的振动概率低，因此其吸收谱带的强度较低。
近红外光谱相对于红外光谱的优势
通过上述理论概述，我们可以得出近红外光谱与红外光谱相比所具有的优势：
近红外光谱的吸收谱带强度较低，因此检测器的饱和度较低
对于固体，您可以将样品直接放在适合近红外分析的样品瓶中。而在红外分析中，则需要制作溴化钾压片，或小心地将固体样品放在衰减全反射（ATR）窗口，而且分析完成后还需要进行繁琐的清洗工作。
对于液体，其近红外光谱应在直径为4 mm或8 mm的一次性样品瓶中进行测量，这种样品瓶易于填充，即使是粘性物质也不例外。而红外分析则需要非常短的光程(＜0.5mm)，这就要求使用昂贵的石英比色皿或流动池，两者均不易填充。
近红外光的能量更高，因此样品穿透力更强
近红外光谱可以提供样品主体的相关信息，而红外光谱只能提供样品的表面特征。
近红外光谱可用于定量分析和鉴定分析
红外光谱通常用于检测分子中是否存在某些官能团（仅用于鉴定分析）；而近红外光谱除了可用于鉴定分析外，还可用于定量分析，且定量分析是使用近红外光谱的优势之一（详见下文）。
近红外光谱的用途十分广泛
近红外光谱可用于化学物质（如，水分、API含量）的定量分析、化学参数（如，羟值、总酸值 ）或物理参数（如，密度, 粘度, 相对粘度, 特性粘度）的测定。您可点击示例链接免费下载相关应用报告。
近红外光谱可与光纤联用
通过使用带有较长的低色散型光纤和坚固探头的近红外光谱分析仪，可以轻松地将应用方法从实验室直接转移到过程环境中。由于物理限制，红外光谱则无法与光纤联用。
近红外（NIR）光谱 ≠ 红外（IR）光谱
综上所述，近红外光谱是一种不同于红外光谱的分析方法，尽管两者都属于振动光谱。近红外光谱比红外光谱的分析速度更快、更容易操作，还无需样品前处理，还可提供样品主体的有关信息。近红外光谱的用途十分广泛，不仅可以定量分析不同类型的化学参数和物理参数，还可以在过程环境中使用。
观看下方视频，了解红外光谱和近红外光谱的主要区别。
工业生产过程中的近红外光谱分析指南
如欲了解近红外光谱的更多详细信息，如：倍频和合频、多元数据分析和化学计量学，可下载此专题著作。
