未知樣品成分鑒定：對于未知液體、固體或氣體樣品（如化工生產(chǎn)中的不明雜質(zhì)、環(huán)境檢測中的可疑污染物），紅外光譜儀可在幾分鐘內(nèi)完成檢測，生成光譜圖后，通過與國際通用標(biāo)準(zhǔn)光譜庫（如 NIST、Sadtler 光譜庫，包含數(shù)十萬種化合物的標(biāo)準(zhǔn)光譜）比對，快速匹配出樣品的可能成分。例如，在環(huán)保領(lǐng)域，若檢測到某工廠排放氣體的紅外光譜圖中，在 3050cm?1（苯環(huán) C-H 伸縮振動(dòng)）、1600cm?1（苯環(huán)骨架振動(dòng)）處出現(xiàn)特征峰，可初步判斷氣體中含有苯系化合物；在醫(yī)藥領(lǐng)域，若未知白色粉末的光譜圖與阿司匹林標(biāo)準(zhǔn)光譜吻合，可確定該粉末為阿司匹林。

已知樣品真?zhèn)?/ 純度驗(yàn)證：對于已知成分的樣品，可通過對比 “樣品光譜圖" 與 “純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)光譜圖" 的一致性，判斷樣品是否為目標(biāo)物質(zhì)、是否存在雜質(zhì)。例如，食品行業(yè)中驗(yàn)證食用油是否摻假：純花生油的紅外光譜在 1745cm?1（酯基 C=O 伸縮振動(dòng)）、1160cm?1（C-O 伸縮振動(dòng)）處有特定峰形，若樣品光譜中額外出現(xiàn) 2920cm?1（飽和 C-H 伸縮振動(dòng)，可能來自棕櫚油）的強(qiáng)吸收峰，可判斷食用油中摻有棕櫚油；醫(yī)藥行業(yè)中，通過對比藥品原料光譜與標(biāo)準(zhǔn)品光譜，可快速排查是否存在偽品或雜質(zhì)超標(biāo)問題。

官能團(tuán)識(shí)別：不同官能團(tuán)對應(yīng)固定的紅外吸收波數(shù)范圍，例如：羥基（-OH）的伸縮振動(dòng)峰在 3200-3600cm?1，羧基（-COOH）的 O-H 伸縮振動(dòng)峰在 2500-3300cm?1（寬峰）、C=O 伸縮振動(dòng)峰在 1710cm?1，羰基（C=O）在 1650-1850cm?1，甲基（-CH?）在 2800-3000cm?1。通過觀察光譜圖中這些特征峰的有無，可確定分子中含有的官能團(tuán)。例如，某未知有機(jī)化合物的光譜圖中，若在 3300cm?1（-OH）、1050cm?1（C-O）處有吸收峰，且無 1700cm?1 左右的 C=O 峰，可初步判斷該化合物為醇類（而非羧酸或酮類）。

分子結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)推斷：除官能團(tuán)外，紅外光譜還能反映分子的空間結(jié)構(gòu)、取代基位置等細(xì)節(jié)。例如，在烯烴類化合物中，順式烯烴的 C=C 伸縮振動(dòng)峰約在 1660cm?1，而反式烯烴約在 1675cm?1，通過峰位差異可區(qū)分順反異構(gòu)體；在苯環(huán)衍生物中，單取代苯的特征峰在 700cm?1 和 750cm?1，對位雙取代苯在 800-820cm?1，通過這些峰的出現(xiàn)可推斷苯環(huán)上取代基的位置。這種結(jié)構(gòu)解析能力，為新藥研發(fā)、新材料合成等科研工作提供了關(guān)鍵的分子結(jié)構(gòu)信息。

快速、無損檢測：相較于高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）等需要復(fù)雜樣品前處理的方法，紅外光譜定量分析通常無需破壞樣品，且檢測速度快（幾分鐘內(nèi)完成），適用于批量樣品的快速篩查。例如，在石油化工行業(yè)，可通過紅外光譜快速測定汽油中的烯烴含量、柴油中的硫含量：烯烴的 C=C 伸縮振動(dòng)峰（1620-1680cm?1）強(qiáng)度與烯烴濃度正相關(guān)，通過校準(zhǔn)曲線可直接計(jì)算含量，無需復(fù)雜的色譜分離過程。

多組分同時(shí)定量：若樣品中多種成分均有互不干擾的特征吸收峰，紅外光譜儀可同時(shí)測定這些成分的含量。例如，在食品行業(yè)，可同時(shí)測定飲料中的蔗糖（特征峰約 1100cm?1）、檸檬酸（特征峰約 1720cm?1）含量；在高分子材料領(lǐng)域，可同時(shí)測定塑料中增塑劑（如鄰苯二甲酸酯，特征峰約 1730cm?1）與基體樹脂的比例，實(shí)現(xiàn)材料配方的快速驗(yàn)證。

過程實(shí)時(shí)監(jiān)測：紅外光譜儀（尤其是在線紅外光譜儀）可用于生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)定量監(jiān)測，通過連續(xù)采集樣品光譜，動(dòng)態(tài)跟蹤反應(yīng)體系中反應(yīng)物、產(chǎn)物的濃度變化，幫助優(yōu)化反應(yīng)條件。例如，在醫(yī)藥合成過程中，可實(shí)時(shí)監(jiān)測原料（如某中間體）的消耗速度與產(chǎn)物的生成量，當(dāng)原料特征峰強(qiáng)度降至閾值時(shí)，判斷反應(yīng)終點(diǎn)，避免過度反應(yīng)導(dǎo)致雜質(zhì)生成。

物質(zhì)純度檢測：若純物質(zhì)的紅外光譜圖中無雜質(zhì)峰，而樣品光譜圖中出現(xiàn)額外的吸收峰（來自雜質(zhì)），可通過雜質(zhì)峰的強(qiáng)度判斷樣品純度。例如，分析乙醇樣品時(shí)，若光譜圖中在 3600cm?1（水的 - OH 峰）處出現(xiàn)明顯吸收，說明乙醇中含有水分，峰強(qiáng)度越高，水分含量越高，據(jù)此可評(píng)估乙醇的純度等級(jí)。

動(dòng)態(tài)過程監(jiān)測：在化學(xué)反應(yīng)、材料老化、相變等動(dòng)態(tài)過程中，紅外光譜儀可通過連續(xù)采集光譜，觀察特征峰的變化（如峰位移動(dòng)、強(qiáng)度增減、新峰出現(xiàn)），實(shí)時(shí)跟蹤過程進(jìn)展。例如，在高分子材料老化研究中，可監(jiān)測材料在高溫或紫外線照射下，羰基（C=O，老化產(chǎn)物）特征峰的強(qiáng)度變化，判斷老化程度；在催化反應(yīng)研究中，觀察反應(yīng)物特征峰的消失與產(chǎn)物特征峰的出現(xiàn)，分析反應(yīng)速率與催化效率。