衰减全反射法（ATR） 是一种取样方法，它将光线引入样品中来获取结构和成分信息。 ATR是FTIR光谱法 较常用的取样技术之一。普遍使用 ATR的原因在于：它能够对固体和液体样品直接分析——几乎简化了所有物质的测量。
与另外一个广泛使用的取样方法——透射不同，其测量光程与样品厚度无关。 ATR是一种基于内部反射的方法，样品光程取决于红外能量在样品中的穿透深度。 固体样品厚度可以是100微米，也可以是100毫米，记录的红外光谱看起来基本是相同的。 如果流体或浆体样品接触ATR表面，则会记录液体部分的红外光谱。 正是由于后一种现象，才使得衰减全反射法（ATR）在化学反应监测方面的表现如此强劲。
因为ATR无需进行样品制备或稀释即可达到测量光谱的目的，所以它适用于分析固体和液体物料。 ATR的较早用途之一是获取聚合物样品和薄膜的红外光谱。 大约25年前，DiComp钻石ATR [1]得以发明，ATR的用途因此扩展到了很多新的应用，其中包括化学反应监测。
[1] Milosevic, M. Sting, D., Rein, A., “Diamond Composite Sensor for ATR Spectroscopy”, Spectroscopy, 1995, 10, 44-49
在衰减全反射法（ATR）中，光能会通过一个光学材料（即ATR传感器），该材料有两个主要特性：
根据所选光学材料和传感器制造方式的不同，可以对反射或节点数目进行仔细控制。 ATR传感器的有效光程由内部反射数目乘以隐失波的穿透深度来定义。 在每个节点处，都有一个能量驻波在表面处进行发射。
此能量将隐失，因为它的强度会随着与传感器表面的距离而逐渐减弱。 因此，任何直接接触该传感器的物质均可通过该能量来检测。
穿透深度也取决于能量的特定波长，因此使用调制后辐射扫描样品来获取光谱时，波峰的位置与透射/吸收光谱的波峰位置相似，然而各个波段的强度与透射/吸收光谱不同。
ATR红外光谱法：纯净或光学致密物质的理想之选
衰减全反射法（ATR）采用一种光学传感器材料，该材料具有足够高的折射率，可在传感器内部进行反射。 根据所选光学材料和传感器制造方式的不同，可以对反射或节点数目进行仔细控制，获取与光学致密样品完美匹配的有效光程。 任何直接接触该传感器的物质均可通过该能量来检测。 FTIR光谱的强度主要取决于折射次数、隐失波进入样品的穿透深度、样品中待研究分子的数目，以及它们各自的吸光率。
在透射技术中，光必须横向穿过样品，而在FTIR ATR中，样品厚度并不重要。 液体或固体样品厚度可以为10微米，也可以是10厘米，无论厚度如何，均可获取有用的FTIR光谱。 因为无需样品制备或稀释即可获取有用的光谱，所以ATR适用于研究多种化学反应。 另外，ATR传感器具有耐磨性，能够耐受与许多化学物质相关的严苛反应条件。
相反，透射红外光谱法通常需要制备样品才能获得有用的光谱
为了获取液体的透射光谱，将样品封闭在一个配备红外光可穿透窗户的测量池内，并且能量必须横向穿过样品。 光谱的强度与测量池和待分析溶液的光程相关。 如果样品光程过长和/或样品包含的溶剂或溶质分子具有较高的红外吸光率或散射率，则不会有任何能量达到红外检测器或到达的能量非常少。 因此，在透射模式下大多数化学反应都难以进行分析，或根本无法进行分析。 在正确光程与分析物相匹配的情况下，获取透射光谱。 由于可以构建长光程测量池，因此透射红外光谱法可用于识别和跟踪均质 催化反应 中的低浓度有机金属物质。 要获取大多数固体的红外光谱，需通过在医药用润滑油中研磨，然后压制溴化钾颗粒的方式，或者通过制备超薄材料切片的方式来稀释样品。
衰减全反射法是 FTIR光谱法 的理想补充，用于对化学反应进行原位实时分析和监测。 反应混合物通常对于中红外辐射来说具有光学活性。 在接触ATR传感器的反应溶液中，红外能量的穿透深度受限，因此可以记录高质量的FTIR光谱。
采用恰当材料制成的FTIR-ATR传感器安装在管探头的端部，或安装为流通池的一部分，可分别对间歇模式或连续流动模式的反应进行分析。 适合进行分析化学反应的FTIR-ATR传感器必须具有实现内部反射所需的折射率，还必须在严苛化学环境下运行而不会发生性能下降。 钻石和硅均为适用于FTIR-ATR化学物质分析的传感器材料，具体选择哪种材料取决于化学物质的类型，以及需要跟踪的红外波峰位置。
采用ATR和FTIR具有以下优点：
由于FTIR获取光谱的速度，以及新一代耐化学耐受性ATR传感器的开发，这种组合技术的使用实现了化学动力学和机制信息获取方式的革命性发展。
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