基于AOTF的在线红外光谱测量系统

介绍了一种新型的红外光谱测量系统,它由准直发射系统和聚焦接收系统两大部分组成,以声光可调谐滤光器(AOTF)为色散元件,连续改变AOTF的驱动频率就能实现快速波长扫描,达到实时测量目的。该系统具有结构简单、测量快速等特点,可用于在线有害气体检测和红外光谱分析。实验表明,系统光谱测量范围为2.5～5μm,光谱分辨力为10nm。

在线红外光谱对2,3-丁二酮单肟钠盐的合成反应过程研究

利用在线红外光谱对2,3-丁二酮单肟钠盐的合成反应进行了在线监测,通过监测反应物2-丁酮(1719cm-1)、中间体2,3-丁二酮单肟(1693cm-1和3249cm-1)和乙醇(1026cm-1)以及最终产物2,3-丁二酮单肟钠盐(1643cm-1)特征峰的变化,推断了反应体系中各组分浓度的变化规律,从而比较清楚地了解了该反应的进程。结果表明,在线红外光谱能够快速、简便、准确地确定出反应结束时间,从而达到对合成反应过程进行控制的目的。

在线红外光谱技术研究乌洛托品与醋酸体系的反应

生产奥克托今(HMX)的过程中,醋酸是回收循环利用的,其中可能含有HNO3和H2O等杂质,因此醋酸与乌洛托品(HA)的反应会影响HMX生产工艺稳定性。采用在线红外光谱技术针对HA和醋酸体系的反应进行研究,结果表明:HA加入醋酸中后,在2 700～2 300 cm-1处有新的N—H键吸收峰出现,在1 557 cm-1处有—CO2-的吸收峰出现,HA C—N键在671 cm-1和809 cm-1处的吸收峰发生了红移,HAc的O—H键在3 026 cm-1处的吸收峰发生了红移,HA和醋酸反应生成了盐。同时利用高斯软件包对HA、醋酸以及HA醋酸盐进行了结构优化,结果显示HA醋酸盐能稳定存在。高斯模拟计算的结果与试验分析结果一致。

在线红外光谱研究取代苯酚的氨酯化反应动力学

以甲苯-2,4-二异氰酸酯作标准化合物,用在线红外光谱研究了取代苯酚的氨酯化反应。研究发现,苯环上的取代基对反应速率影响较大,吸电基能够加速其氨酯化反应,取代苯酚的反应速率依次为对硝基苯酚>苯酚>对甲基苯酚。而且,在不同极性溶剂中进行两者的反应,均得到相同的反应规律。溶剂对反应速率影响也较大,极性溶剂可增大反应速率(二甲基亚砜>环己酮>1,4-二氧六环>二甲苯),呈现出与醇-异氰酸酯相反的反应规律,这可能是反应机理不同所致。

多元曲线分辨结合在线红外光谱用于3-氨基-4-氨基肟基呋咱的合成反应机理

利用红外光谱在线监测丙二睛、亚硝酸钠和盐酸羟胺合成3-氨基-4-氨基肟基呋咱的反应过程,采用多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)、直观推导式演进特征投影法(HELP)等化学计量学方法对反应过程所获得的实时红外光谱数据矩阵进行解析,得到了各组分纯物质的浓度变化曲线和对应的红外光谱,并将多元曲线分辨-交替最小二乘法与直观推导式演进特征投影法的分析结果进行比较,得出可相互验证的一致结论,据此推出该反应合理的反应机理。2种方法得到的反应物与生成物的光谱与原光谱的相似度近似于1,说明该解析方法具有准确性和可靠性。结果表明,化学计量学结合红外光谱可有效的应用于3-氨基-4-氨基肟基呋咱合成过程的机理推断。

在线红外光谱研究乌洛托品成盐机理

为了解乌洛托品(HA)和硝酸(NA)体系的成盐反应过程,明确成盐机理,采用在线红外技术跟踪监测分析了HA与NA生成乌洛托品一硝酸盐(HAMN)和乌洛托品二硝酸盐(HADN)过程中主要官能团特征吸收峰随时间的变化,用计算化学方法研究了HA与NA之间的相互作用。结果表明,在HA的成盐过程中,HNO_3与HA生成HAMN的反应很快,而HAMN到HADN的反应相对较慢。当硝酸达到5.97 mol·L^(-1)时,才有HADN生成。在HAMN红外光谱中,1002,1236,690,806 cm_(-1)处出现了颠倒峰,这些峰为HA中C—N键的特征吸收峰。由于生成了HAMN,引起了C—N键的力常数的改变,在倒峰左右两边对应处出现了波数为979,1024,1219,1259 cm^(-1)的吸收峰。当有HADN析出时,不滴加硝酸,依然有HADN生成并析出,且溶液中硝酸的量呈现缓慢上升趋势。在HAMN生成在过程中,HAMN吸附了周围的硝酸分子,当有HADN生成时,释放硝酸分子到溶液中,供给HAMN分子继续反应生成新的HADN分子。用高斯软件得到了HA和NA、HA与H_2O的优化结构和计算结合能值,显示HA的硝酸体系更稳定,该结果与实验结果一致。

在线红外光谱法检测汽油中的烯烃和芳烃(苯)

阐述了利用红外光谱检测技术建立烯烃、芳烃和苯等组分的红外光谱图库 ,实现汽油组分中烯烃。

多元曲线分辨结合在线红外光谱用于4-氨基-3,5二甲基吡唑的合成机理研究

应用红外光谱在线监测2,3,4-戊三酮-3-肟和水合肼合成4-氨基-3,5-二甲基吡唑的反应过程,采用多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)以及直观推导式演进特征投影法(HELP)等化学计量学方法对所获得的实时动力学红外光谱数据矩阵进行解析,获得了反应物、中间体及产物的浓度变化曲线和对应的红外光谱。并将两种方法的分析结果进行比较,得出可相互验证的一致结论,以此推出该反应的合理机理。结果表明实验所选的化学计量学方法结合在线红外可以快速、有效反映4-氨基-3,5-二甲基吡唑合成过程中各组分的浓度变化和红外光谱的变化,对其反应机理的研究具有重要的指导意义。

三甲基苯醌氢化过程的在线红外光谱控制

本研究利用在线红外光谱仪监测三甲基苯醌氢化反应过程并进行终点判断。选取原料三甲基苯醌和产物三甲基氢醌的特征红外光谱,分别建立三甲基氢醌在1 718 cm^(-1)、三甲基苯醌在1 652 cm^(-1)处吸光度值与浓度的标准曲线。在4种反应参数下,用建立的标准曲线模拟三甲基苯醌氢化过程中不同时刻反应液中产物和原料的浓度值,结果表明建立的标准曲线模型能较好地预测反应液中原料及产物浓度的变化,从而快速判断氢化反应终点。

在线近红外光谱在我国中药研究和生产中应用现状与展望

中药生产过程具有多单元复杂性特点,制剂生产的各个环节均会影响中药产品的最终质量,在线近红外光谱技术具有快速、无损和不污染环境等优势,能够作为一种快速评价中药生产过程中关键质量属性的分析技术。以院校相关研究为切入点,系统阐述了在线近红外光谱技术在中药生产过程分析与控制方面的应用,并结合院校中药生产在线近红外光谱分析平台搭建为例,以此为依据阐明中药在线近红外光谱分析技术应用的可行性。进而,从企业应用角度出发,较为全面的综述了目前国内大多数应用在线近红外光谱技术的中药生产企业的研究成果及其中药产品。按照中药产品的两大剂型(液体制剂与固体制剂)进行分类,以液体制剂不同生产环节(提取、浓缩及醇沉等)为区分点,以固体制剂不同成品剂型(片剂、胶囊剂及膏剂等)为区分点,分别对近10年来中药生产过程中在线近红外应用进行系统综述,阐明中药生产全过程在线近红外技术应用的可靠性,为中药生产现代化提供有效的技术支撑。

一种新型在线近红外光谱分析仪的研制

研制了一种新型的电荷耦合器件 (CCD)在线近红外光谱分析仪 ,它由光谱仪系统、电源电路与控制系统、光纤及其附件与流通池系统、防爆系统、样品前处理系统、模型界外样品抓样系统、实时光谱测量和化学计量学软件等部分组成。在兰州炼油厂联合重整装置上连续 5个月的工业实验表明 ,该仪表测定汽油辛烷值的准确性为 0 .3个辛烷值单位 ,重复性为 0 .2个辛烷值单位 ,具有准确性高、稳定性好、测量速度快、安全性强、自动化程度高和分析测试项目扩展性宽等特点。该仪表可与APC技术或其它自动化系统联用 。

基于在线近红外光谱的堆肥全过程关键参数快速检测

为探究在线近红外光谱仪对堆肥全过程含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比等关键参数进行实时分析的可行性,以采集的60个堆肥全过程样品为研究对象,利用在线近红外光谱仪、结合偏最小二乘法,建立了有机肥堆肥过程中含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比的近红外定量分析模型。研究结果显示:在线近红外光谱仪可实现堆肥全过程上述关键参数的速测(RSD<10%),其中,含水率和总氮质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 94和3. 62、0. 92和3. 14,模型效果优秀; pH值、总碳质量分数和碳氮比的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 90和1. 89、0. 83和2. 12、0. 82和2. 15,模型效果良好;电导率和有机质质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 79和1. 85、0. 80和1. 93,模型效果一般,模型精度有待提高。各参数近红外预测值与实际测量值之间的偏差很小,并且近红外预测值与实际测量值随堆肥时间的变化趋势具有较好的一致性。

原位红外光谱研究聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)醇解反应过程

以醋酸锌(ZnAc2)为催化剂,甲醇(CH3OH)为醇解剂,采用在线红外光谱仪跟踪了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚反应过程中产物红外特征峰强度随时间的变化关系,研究了催化剂用量和反应温度对PET解聚过程的影响,并给出了可能的解聚机理。红外光谱跟踪结果表明,解聚过程中C-O,C=O基团的红外吸光强度随时间不断增强,解聚完成后吸光强度趋于定值。同时二者表现出相同的变化趋势,可以用其表征PET的解聚率。通过比较不同反应条件下的PET解聚速率发现,催化剂ZnAc2的适宜用量为PET质量的0.8%;提高反应温度可显著缩短PET解聚所需的时间,在190℃条件下,PET完全解聚仅用时15 min,具有良好的工业应用价值。PET解聚的主要产物是对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG),解聚过程中PET存在多种断链机制,产生不同的中间产物,可继续与甲醇发生酯交换反应生成DMT和EG。

Pt与PtRu催化剂上甲醇氧化反应的红外光谱

采用热分解方法,利用氯铂酸和三氯化钌为原材料在特定条件下制作了直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极PtRu催化剂,这种催化剂被制作成薄膜型均匀附着在特制的圆形钛金属反射电极上,为PtRu/Ti电极。为了与该新型电极作比较性研究,同样采用了热分解方法利用氯铂酸为原材料使用同样的制作条件制作了Pt催化剂,这种催化剂也被制作成薄膜型均匀附着在特制的圆形钛金属反射电极上,为Pt/Ti电极。利用在线傅里叶变换红外(FTIR)光谱对Pt和PtRu催化剂上甲醇氧化的反应机理作了研究。结果表明该PtRu催化剂对甲醇氧化生成CO2起着显著的促进作用,并随反应温度的升高而加速。

在线近红外光谱法测定重整生成油的甲苯含量

本文介绍了在线近红外光谱法对重整生成油的甲苯含量进行快速测定的方法。结果表明:在线近红外光谱法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求,再现性和重复性优于气相色谱法的要求。该方法除有测量速度快的优点之外,还具有分析成本低、无污染、操作简单方便等特点,在所建立模型的预测范围内,能对样品进行准确、经济的分析。

在线近红外光谱法快速测定重整生成油中的C_5含量

介绍了在线近红外光谱快速测定重整生成油中的C_5含量的方法。结果表明:在线近红外光谱法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求,再现性和重复性优于气相色谱法的结果。该方法除有测量速度快的优点之外,还具有分析成本低、无污染、操作简单方便等特点,在所建立模型的预测范围内,能对样品进行准确、经济的分析。

在线近红外光谱法测定乙烯装置进料石脑油的芳烃含量

介绍了在线近红外光谱测定乙烯装置进料石脑油的芳烃含量的方法。结果表明:在线近红外光谱法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求,再现性和重复性优于ATSMD5443(多维气相色谱法)的要求。该方法除有测量速度快的优点之外,还具有分析成本低、无污染、操作简单方便等特点,在所建立模型的预测范围内,能对样品进行准确、经济的分析。

近红外光谱在线测定重整生成油二甲苯含量

本文介绍了用在线近红外光谱分析技术在重整装置操作中的应用，在线近红外光谱（NIR）法可对重整生成油的二甲苯含量进行快速测定。实验结果证明：近红外光谱法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求，结果的重复性和再现性也远远优于气相色谱法所得结果，在所建立的分析模型范围内，该方法能对样品进行快速、准确、经济的分析。基于在线近红外光谱方法对塔底重整生成油中二甲苯含量的及时监测，调整塔底温和回流量，尽可能降低重整生成油中二甲苯含量，实现增产二甲苯。

在线近红外光谱法测定石脑油链烷烃含量

石脑油中的链烷烃含量对蒸汽裂解的烯烃收率以及重整工艺的芳构化率有重要影响。利用在线近红外光谱方法可实现实时检测石脑油中链烷烃含量,优化选择了测定正构烷烃和异构烷烃用校正模型的光谱范围,正构烷烃为9002~7497cm^-1以及6101~5449cm^-1,异构烷烃为9002~5449cm^-1。通过对15批次管线石脑油进行测定,近红外光谱预测结果(预测值)和作为基准方法的气相色谱分析结果(实际值)之间的绝对偏差值都小于1.5%,表明近红外光谱法能够得到与色谱法相当的结果,符合气相色谱法的再现性要求,分析时间由约90分钟缩短到1分钟以内,近红外光谱在线分析可以有效指导工艺生产操作,实现质量“卡边”控制,保证石脑油产品质量。

在线近红外光谱测定重整生成油的芳烃含量

本文介绍了用近红外光谱（NIR）法对重整生成油的芳烃含量进行快速测定的方法,实验结果证明：近红外光谱分析方法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求,结果的再现性和重现性效果也远远优于U0P方法744-86（气相色谱法）的要求.另外,该方法除有测量速度快的优点之外,还具有分析成本低、无污染、操作简单方便等特点,在所建立的模型样品范围内,能对样品进行准确、经济的分析.