近红外光谱分析方法研究:从传统数据到大数据

近红外光谱分析技术作为一种绿色分析技术,在许多领域中已得到广泛应用.随着应用的深入和拓展,近红外光谱的数据类型逐渐从传统数据变成近红外光谱大数据.本文总结了近红外光谱的预处理、奇异样本筛选、多元校正和模型转移等技术及其在相关领域的应用.对近红外光谱大数据分析技术的初步研究,包括近红外光谱在工业品在线检测、不同批次产品鉴别中的应用以及近红外光谱物联网系统等也进行了综述.此外,对于近红外光谱大数据未来的发展及近红外光谱大数据云平台的基本功能、软硬件的设计与开发、建设过程中需要解决的问题等进行了详细阐述.     

基于太赫兹时域光谱的3种中药材真伪鉴别

基于太赫兹时域光谱对3组物理形态区分度很小的中药材进行光谱检测,并结合主成分分析(PCA)与K均值聚类算法(K-means)对光谱数据进行差异性对比. 研究结果表明所测真伪品中药的时域信号相对于参考信号有了明显的延迟,真伪品的频域吸收谱差别明显,3组中药的吸收系数及折射率在0.2~1.5 THz内存在明显差异. 对得到的吸收光谱数据进行降维处理,并应用K均值聚类算法得到主成分得分图,3组真伪中药的差别判断率高达100%. 太赫兹时域光谱结合主成分分析在中药真伪的鉴别中具有很好的应用前景,可以直观地得到真伪中草药的差别,具有快速、稳定、准确、无损的优点,对未来相关便携式太赫兹中药品质检测仪器的开发也具有很高的研究价值.     

基于LIF技术的煤矿水源识别系统应用

本文主要叙述LIF(激光诱导荧光光谱分析)技术的基本原理以及在水源识别中的应用,重点分析LIF技术的系统构成和主要模块的选择设计。通过该系统对某矿的送检水样和标准水样进行荧光实验,得到水样的荧光光谱图。传统的水源识别主要依据水中代表离子的离子浓度进行分析,但是从荧光光谱分析水中代表离子的离子浓度难度较大。本文提出一种较为简单且实用的方法由荧光光谱进行水源的精确识别,即使用相应分析软件分别测量未知水样与标准水样的欧氏距离,得出未知水样的精确分类。对未知水样的水源识别验证了该系统的可行性,解决了当前煤矿无法对突水情况进行实时在线监测的难题,对于煤矿的安全生产具有重要意义。     

黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹时域光谱分析

黄曲霉毒素的物理检测是目前国内外食品安全检测的一个研究热点。针对近红外和传感器方法检测精度差的问题,采用太赫兹时域光谱技术,研究了黄曲霉毒素B1溶液对太赫兹波的响应。首先根据B1溶液在不同频率范围内的光学参数(主要是折射率和吸收系数)的不同,对B1溶液的太赫兹光谱进行定性分析;再利用最小二乘支持向量机对其进行定量分析。实验和分析结果表明,利用太赫兹时域光谱技术能够对黄曲霉毒素B1溶液的不同浓度进行精确识别,为以后建立黄曲霉毒素太赫兹谱库和快速检测食品中的黄曲霉毒素提供了理论依据。     

稀土镝-槲皮素配合物的合成及光谱分析

根据配位化学及中药学的研究理论,结合槲皮素稀土配合物的结构特点,将槲皮素与稀土Dy3＋离子按1：1比例配合形成稳定二元体系配合物,其分子式为DyC15H8O7Cl2＆#183;6H2O。研究表明,在紫外光谱中,配合物的吸收波长分别红移了11nm和38nm;红外光谱显示槲皮素分子中1656.42 cm-1上的苯环骨架在槲皮素-Dy3＋配合物中消失,表明槲皮素羰基中的氧与Dy3＋发生了反应;在荧光光谱中,配合物在最大激发波长为253 nm及最大发射波长为582 nm时表现出强的荧光效应;在二元体系中加入表面活性剂（曲拉通X-100和Tween 20）形成三元配合物,当加入量为2.0 mL时,三元配合物的荧光强度分别是二元体系的荧光强度的1.5倍和2倍。     

雾霾天室内灰尘化学组成的红外光谱研究

雾霾问题是当前危害中国人民群众健康的严重环境问题.由于雾霾天人们倾向于逗留于室内,室内空气质量便成为一个值得关注的问题.有鉴于此,本文中拟用红外光谱分析法对雾霾天采集的室内灰尘的化学组成进行研究.在中国雾霾污染最为严重的河北省保定市、雾霾污染相对严重的时间段选取不同日期采集了一系列室内灰尘样品.之后,对采集的样品进行红外光谱研究.通过红外光谱分析,对雾霾天室内灰尘的化学组成有了一个较为清晰的认识.实验结果表明,室内颗粒物由无机物和有机物组成.通过和标准物的红外谱图的对比,发现无机盐成分主要含有硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、铵盐等.对于有机物,笔者发现浮尘中存在蛋白类物质.本文的研究结果对理解雾霾污染对人民群众健康的危害具有一定的参考价值.     

直喷汽油机喷嘴积碳对喷雾的影响

利用纹影法,在定容燃烧弹中对直喷汽油机喷油器进行喷雾特性试验,对比了未积碳喷油器、积碳喷油器和物理清洗过的积碳喷油器在不同喷射压力下的喷雾形态、喷雾锥角以及贯穿距离.结果表明:积碳后喷油器雾化质量较差,喷雾锥角和贯穿距离明显小于未积碳喷油器的喷雾锥角和贯穿距离,提高喷射压力后这种差距有所缩小;积碳喷油器单束油束贯穿距离差别较大,积碳后喷油器流量显著降低,且随喷油压力的增加,积碳喷油器流量的变化更为显著;扫描电子显微镜显示喷油器各喷孔积碳程度不一致,经X射线能谱分析检测后发现,机油中的某些成分以及摩擦产生的金属碎屑对积碳的形成起到促进作用.     

原生中草药中微痕有害元素砷的快速检测方法应用研究

甘肃省中草药种植广泛,历史悠久且品种繁多,成为甘肃经济发展的支柱产业之一。在产业化发展的同时必须控制原产地的生态环境与种植技术,以形成系列化、高品质的中药产品,特别是浓缩型中药制剂对有害元素(As、Hg、Pb、Cd、Cr)的含量控制更为严格。应用氢化物发生-原子荧光光谱法对原生中草药中砷的测定方法进行了研究,建立了硝酸-高氯酸消化体系,在10%的盐酸介质中用硫脲-抗坏血酸做混合还原剂,还原As+5~As+3。方法检出限达到1.8×10-10g/ml,精密度在:1.2%~10.4%之间,加标回收率在:95.3%~112.0%之间。完全可以满足中草药极其相关产品中痕量砷的检测技术要求。     

叶青 教授

叶青，女，1963年3月生，江西上饶市人。1980—1984年在江西师范大学化学系学习，获理学学士学位；1984年7月起在上饶师范学院化学系从事分析化学教学与研究工作。1987年9月－1988年7月在武汉大学化学系研究生课程班学习。1997年9月－1998年7月在厦门大学化学系做访问学者，从事光谱分析方向的研究。     

在原子吸收光谱分析中四种背景吸收干扰的比较

背景干扰在原子吸收光谱分析中是每个分析工作者所经常遇到的问题,目前,原子吸收仪器中所采用的背景校正技术最常用的有四种：塞曼效应、氘灯连续光源、邻近线和S-H法四种。本文针对邻近线、氘灯、塞曼和S-H法作了比较,给出了四种背景校正的优缺点。