The influence of particle size and concentration in transmission and diffuse reflectance spectroscopy of wood

Abstract

FTIR spectra of the tropical hardwood Guibourtia sp. (Caesalpinia-ceae) have been recorded using the KBr pellet technique and diffuse reflection (DRIFT) in KBr powder. It was demonstrated by variation of the wood concentration in KBr and the particle size of the milled wood that the spectroscopic data of wood- mainly those of the intense carbohydrate band around 1100 cm⁻¹—are strongly influenced by these parameters. The KBr pellet technique gives reproducible results for concentrations between 0.1 and 0.5% with a particle size below 25 μm. The. DRIFT spectra of wood powders in KBr are very much influenced both by particle size and concentration. Wood spectra are also presented which were obtained by transmission spectroscopy and FTIR microscopy of 25 μm microtome cuts and by reflectance on solid wood surfaces. The influence of heterogeneous dispersion of wood in KBr and the roughness of wood surfaces on reflectance spectroscopy is discussed. A simple baseline correction is recommended to increase interlaboratory comparability of wood spectra.

Zusammenfassung

FTIR-Spektren des tropischen Laubholzes Guiburtia sp. (Caesalpiniaceae) wurden mit der KBr-Preßlingstechnik und in diffuser Reflexion (DRIFT) in KBr-Pulver aufgenommen. Es wird gezeigt, daß die spektralen Daten, besonders die ausgeprägte Kohlenhydratbande um 1100 cm⁻¹, stark von Konzentration und Korngröße des gamahlenen Holzes abhängen. Die Preßlingstechnik ergibt reproduzierbare Ergebnisse in einem Konzentrationsbereich zwischen 0,1 und 0,5% mit einer Korngröße unter 25 μm. DRIFT-Spektren von Holzpulvern in KBr werden sowohl durch die Größe der Teilchen als auch durch die Probenkonzentration stark beeinflußt. Ergänzend werden Spektren von 25 μm dicken Mikrotomschnitten, aufgenommen in direkter Transmission und mit dem IR-Mikroskop, und Reflexionsspektren von Holzoberflächen gezeigt. Der Einfluß ungleichmäßiger Probenverteilung in KBr und der Rauhigkeit der Holzoberflächen wird diskutiert. Eine einfache Basislinienkorrektur wird empfohlen, um die interlaboratorielle Vergleichbarkeit von Holzspektren zu verbessern.