氢氧化钠分子结构原位漫反射一维及二维漫反射中红外光谱研究

通过原位一维漫反射中红外(MIR)光谱开展了氢氧化钠分子结构研究。实验发现,氢氧化钠分子结构主要红外吸收模式包括OH基团伸缩振动模式(νOH-NaOH-_(一维))和OH基团面内摇摆振动模式(ρOH-NaOH-_(一维))。进一步开展了氢氧化钠分子结构的原位二维漫反射MIR光谱研究。采用原位漫反射一维及二维漫反射MIR光谱开展氢氧化钠结构研究,对氯碱工业具有重要意义。

天然红宝石结构的原位漫反射中红外光谱研究

利用原位漫反射中红外光谱研究天然红宝石的结构,发现红宝石结构的红外吸收模式主要包括:α-Al_(2)O_(3)分子中O^(2-)对静止Al^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-O-Al))、Cr_(2)O_(3)分子中O^(2−)对静止Cr^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(Cr_(2)O_(3)-O-Cr))、Fe_(2)O_(3)分子中O_(2)−对静止Fe3+位移对应的红外吸收模式(ν_(Fe_(2)O_(3)-O-Fe))、α-Al_(2)O_(3)分子中Al^(3+)之间位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-Al-Al))及锌尖晶石特征红外吸收模式(νZnAl_(2)O4);红宝石的主要结构包括:α-Al_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)及少量共生锌尖晶石。采用原位漫反射中红外光谱,研究小颗粒红宝石类矿物结构具有重要的应用价值。

天然粉红蓝宝石结构的漫反射中红外光谱研究

采用漫反射中红外光谱原位开展了天然粉红蓝宝石结构的研究.实验发现:天然粉红蓝宝石主要红外吸收模式包括:Al_(2)O_(3)结构中O^(2-)离子对于静止Al^(3+)离子亚点阵振动对应的红外吸收模式(ν_(Al2O3-O-Al))、Cr2O3结构中O^(2-)离子对于静止Cr^(3+)离子亚点阵振动对应的红外吸收模式(ν_(Cr2O3-O-Cr))和Al_(2)O_(3)结构中Al3+离子之间相对振动对应的红外吸收模式(ν_(Al2O3-Al-Al)).利用漫反射中红外光谱开展粉红蓝宝石结构研究具有一定的应用研究价值.

原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析的应用

对原位漫反射中红外光谱开展了氢氧化钠杂质研究。实验发现:氢氧化钠杂质主要包括:少量碳酸钠和水。碳酸钠分子主要的红外吸收模式包括:C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3))和CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3))的合频峰(νC=O-Na_(2)CO_(3)+βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团不对称伸缩振动模式(νasCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团对称伸缩振动模式(νsCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团面外弯曲振动模式(rCO_(3)-Na_(2)CO_(3))及CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));水分子主要的红外吸收模式包括:OH基团伸缩振动模式(νOH-H_(2)O)。原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析领域,具有重要的应用研究价值。

漫反射傅里叶变换红外光谱法测定维生素C制剂中抗坏血酸的含量

采用漫反射傅里叶变换红外光谱法（DRIFTS）测定维生素C制剂中抗坏血酸的含量。选择合适的分析峰1660～l680cm^-1,可排除其它成分的影响，吸光度与抗坏血酸的浓度呈良好线性关系。以镜面为背景，以75μm筛过筛后的KBr为稀释剂，用DRIFTS法分别测定了3种市售维生素C制剂中的抗坏血酸含量，测定结果分别为75．60％，9．80％，6．72％；相对标准偏差（n=6）分别为6．6％，4．9％，8．2％，与碘量法测定结果接近。样品加标回收率为94．0％。DRIFTS法测定维生素c中的抗坏血酸方法简便、准确，无试剂消耗，无废液产生，是非破坏和非污染的绿色分析方法。但其测定结果的精密度不如碘量法，而且其测定结果的准确程度受样品的性状限制，对于白色粉末或可研磨为粉末的样品分析结果准确度较高。

漫反射傅里叶变换红外光谱法测定注射液中的维生素C

采用漫反射傅里叶变换红外光谱法测定注射液中维生素C的含量。将稀释后的注射液直接注射到溴化钾基质中,烘干、研磨、过筛。以波数1 702cm^(-1)酯羰基伸缩振动吸收峰作为定量吸收峰,在波数1 685~1 736cm^(-1)范围内以峰面积积分测量吸光度。以维生素C钠为标准物质。维生素C钠的线性范围为0.2%~2.0%,方法的检出限(3s/k)为0.64mg·g^(-1)。方法应用于维生素C注射液的测定,测定值与碘量法的测定结果一致,测定值的相对标准偏差(n=10)在1.9%~2.5%之间。

基于红外光谱技术对不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱特征分析

植物通过根际分泌物介导根际有益菌和病原菌差异性变化导致的连作障碍是制约丹参栽培发展的主要因素。提出一种基于红外光谱技术结合二维相关光谱的方法,快速检测丹参根际分泌物组成及含量变化。采集同一地区本底土(未种植丹参CK)、正在种植丹参(19-ING)、丹参刚采收(19-ED、23-ED)、轮休1年(23-One)、轮休2年(23-Two)、轮休5年(19-Five)等7种丹参土壤样品的光谱,进行平滑降噪、一阶导数等,提取特征图谱,分析土壤化合物指纹图谱。不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱峰位和峰形相同,主要差异波段在特征吸收峰3622、3380、1638、995、777、693、524和463 cm^(-1)附近,分别表征酚酸中酚羟基—OH、酯类和有机酸类中羰基C=O、亚甲基、苯环的吸收取代、环状酮类等物质的官能团,轮休1年的土壤在各个特征峰处吸光度增强,表明种植过程中酚酸类、酯类等自毒物质不断积累。不同茬次丹参种植土壤2维相关光谱在波段3750~3600、2170~2145、2060~2030和530~585 cm^(-1)处吸收峰的位置、个数、以及颜色都不相同,清晰地表征出官能团的差异。表明采用红外光谱和2D相关光谱相结合的方法能够实现土壤中有机化合物的快速检测和监测土壤化合物动态变化,为探索丹参连作障碍的形成机理及消减机制提供理论依据。

泥质烃源岩中蒙皂石与有机质的水桥结合作用——来自原位漫反射红外光谱的证据

对济阳坳陷东营凹陷古近系渐新统沙河街组粘土矿物含量较高的烃源岩粉碎后,提取粒径小于2μm的粘土组分,运用原位漫反射红外光谱技术研究有机质与蒙皂石结合作用机制。当升温至250℃以上时,谱图显示水与羧基振动峰位置发生同步性对应变化,在400℃附近两峰同时消失。将每50℃间水和羧基振动峰面积的差值量作对比发现,在250℃以上温度段面积损失量具有明显的相关性。X-射线衍射结果显示,蒙皂石层间由于物质柱撑作用,d001衍射峰直到450℃才收缩至1.0 nm,表明含羧基有机分子主要通过氢键与蒙皂石层间水合阳离子相互作用,层间水分子作为"桥梁"将有机质和蒙皂石联结起来。由于"水桥"的联结作用,"水桥"水分子的脱附温度和所联结羧酸分子的分解温度均明显升高,在较高温度下水桥断裂,二者才从蒙皂石层间一同排出。泥质烃源岩中有机质-粘土相互作用机制——水桥机理及其排水滞后性特征,对源岩的生烃、排烃和油气的初次运移具有十分重要的影响。

褐煤中水分的原位漫反射红外光谱研究

采用漫反射红外光谱 ( DRIFT)法 ,以 1 4 0℃时褐煤的单光束图为背景研究了两种褐煤中的水分 .结果表明 ,褐煤中水分的含量与光谱图相应区域的积分面积呈线性关系 ;在计算煤中水分形成的氢键键能的基础上 ,讨论了水分与煤表面间的氢键相互作用 ;根据 DRIFT谱 ,将煤中的水分分为游离态的水与以弱氢键与煤表面结合的水和与煤形成强氢键的水 .低于 80℃时主要脱除前者 ,而高于 80℃则主要脱除后者 .

近红外光谱漫反射和漫透射测量方法在玉米品种真实性鉴定中的应用研究

研究了适合进行玉米群体样品品种真实性鉴定的光谱测量方法。分别用近红外光谱仪的全波漫反射和短波漫透射测量方法采集8个玉米品种的光谱数据,对预处理后的数据做偏最小二乘分析(PLS-DA),建立8个玉米品种的仿生模式识别模型。分别统计用两种方法所测数据建立的品种识别模型对本类样品的平均正确识别率和对异类样品的平均正确拒识率,漫反射方法达到94.5%和96.71%,漫透射方法达到98.50%和98.00%,均满足玉米品种初筛所要求的精度,其中短波漫透射方法建立的模型对测试样本的平均正确识别率和拒识率分别比全波漫反射方法高出4%和1.3%。

高温漫反射红外光谱及探针分子识别分子筛中的羟基

采用高温漫反射红外光谱法研究分子筛羟基 ,考察了温度、加热时间对高温光谱的影响。该方法结合NH3 和C5H5N分子探针在 2 98～ 82 3K对磷酸硅铝分子筛SAPO 34中的羟基进行了表征。结果表明 ,36 12cm- 1 和 35 97cm- 1 吸收峰表征的羟基位于SAPO 34分子筛的晶格中 ,归属于两种桥联羟基 (Si OH Al)。两种羟基均具有酸性 ,在 82 3K时仍然稳定。

原位漫反射红外光谱中采用新的实验手段研究煤岩显微组分中的氢键

首次提出采用小瓷片反应器 ,结合增大载气流量的方法进行产生挥发组分固体的原位漫反射红外光谱实验 ,研究了两种煤的镜质组和丝质组中的氢键分布及热稳定性 .两种显微组分间氢键分布的规律相似 ;镜质组中 SH—N、羧酸二聚体和自缔合羟基等的热稳定性比丝质组中的高 .但对 OH— N、羟基四聚体和OH— OR2 的热稳定性随煤岩组分的变化无明显规律 ;随着温度的升高 ,OH-π含量先升高后降低 ,于 3 5 0～3 80℃达最大值 ,其中镜质组 OH-π的含量增加较快 .

漫反射近红外光谱法同时测定液体咖啡中的速溶咖啡、植脂末、糖含量

采用傅里叶变换近红外光谱仪结合积分球附件对20个液体咖啡样品以漫反射方式采集近红外光谱,分别针对速溶咖啡、植脂末、糖建立定量校正模型。结果表明,速溶咖啡、植脂末、糖的模型因子数分别为4,5和4;测定系数(R2)分别为98.97%,99.94%和99.18%;校正均方根误差(root mean square error ofcalibration,RMSEC)分别为1.62,0.42和1.58;交互验证均方根误差(root mean square error of cross vali-dation,RMSECV)分别为2.12,0.72和2.01;F检验结果表明,三个模型的预测值-化学值之间存在极显著的相关关系。研究表明,近红外光谱法可以快速、准确地对液体咖啡中的三种主要成分同时进行定量测定,可为液体咖啡质量控制以及液体配方食品中具有一定组成的混合物的定量测定提供一定的参考。

重金属在黄铁矿中的相态及其释放的分级提取和漫反射红外光谱分析

以分级提取-电感耦合等离子体质谱考察了黄铁矿中重金属的相态分布。结果表明,黄铁矿中的重金属以Pb为主,总量达830mg/kg,并且酸可交换态Pb主要存在于碳酸盐相中或直接以PbS形式存在,这部分Pb达56.9%;易还原态Pb主要存在于铁氧化物相中,为29.7%;可氧化态和残余态Pb存在于硫化物相和硅酸盐相中,分别为3.5%和9.9%。黄铁矿在自然条件下以Pb释放为主,Cr和Cd的释放也不容忽视。漫反射红外光谱表征发现,黄铁矿在表面氧化过程中,其表面羟基增强,表明存在表面溶解及表面酸化现象。进一步的机理探讨认为,重金属在黄铁矿表面存在一种“溶解-吸附”平衡,这一平衡由黄铁矿表面氧化和碳酸盐中和作用共同控制,并决定重金属的释放及迁移。

高硼硅玻璃结构漫反射三级中红外光谱研究

分别采用漫反射一维中红外(MIR)光谱、漫反射二阶导数中红外(MIR)光谱及漫反射二维中红外(2D-MIR)光谱开展了高硼硅玻璃的结构研究.实验发现,高硼硅玻璃的红外吸收模式主要包括:Si-O键的不对称伸缩振动模式(νas_(Si-O)),Si-O键的对称伸缩振动模式(ν_(s Si-O)),Si-O键的弯曲振动模式(δ_(Si-O)),B-O键的不对称伸缩振动模式(ν_(as B-O))和B-O键的不对称变角振动模式(δ_(as B-O)).进一步研究了在时间扰动因素下,高硼硅玻璃主要官能团对应吸收峰变化的快慢顺序.该项研究拓展了漫反射三级中红外(MIR)光谱在重要的玻璃材料(高硼硅玻璃)结构的研究范围.

基于傅里叶变换中红外光谱的不同维度光谱图像结合残差神经网络鉴别黄精属物种

将不同维度光谱图像的概念首次应用于物种鉴别,建立了快速准确的黄精属鉴别方法。采集6种黄精属共计563批样品,基于傅里叶变换中红外光谱(FT-MIR)的一阶导数(1st)、二阶导数(2nd)、乘法散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)和Savitzky-Golay(SG)5种预处理方法,构建了决策树(DT)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)3种机器学习算法。同时构建了深度学习残差神经网络(ResNet)模型,绘制了不同维度的光谱图像,包括一维MIR,同步、异步和综合二维相关光谱、三维相关光谱、三维相关光谱投影图像的10个数据集,并将其与ResNet模型相结合进行分类。结果表明,不同预处理方法对模型结果的影响不同,MSC预处理方法可显著提高DT、RF和SVM 3种算法的准确率。基于同步二维相关光谱数据集的ResNet算法建模效果最好,准确率达到100%,损失值较小,不需要复杂的预处理,时间成本低,可以准确鉴别黄精属物种,为食品、中草药等其他领域的鉴别提供了参考。

漫反射傅里叶变换红外光谱法定量分析食盐中的硫酸根

采用漫反射傅里叶变换红外光谱法(DRS-FTIR)定量测定食盐中硫酸根含量。选择硫酸根1138cm-1特征吸收峰作为定量分析峰,吸光度与硫酸根浓度5~480μg(SO_4^(2-))/0.1g NaCl,呈良好线性关系,相关系数0.9645。以NaCl为背景,分辨率8cm^(-1),扫描次数30次,用DRS-FTIR法测定了3种食盐样品中硫酸根的含量,测定结果(μg/0.1g NaCl)分别为9.78±0.15,86.39±4.95,288.40±9.35,RSD(n=6)分别为1.4%,4.7%,3.1%,与国家标准方法重量法结果一致,样品加标回收率分别为100.81%,100.33%,96.94%。漫反射法测定食盐中的硫酸根除需对样品研磨外无需任何其他前处理,分析速度快,分析过程无需任何试剂,无废液产生,是非破坏和非污染的绿色分析方法。

葡萄糖漫反射二维红外光谱

采用漫反射红外光谱技术,研究葡萄糖的结构。结果表明,葡萄糖同时存在OH伸缩振动模式(ν_(OH))、CH_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCH_2))、CH_2对称伸缩振动模式(ν_(sCH_2))、C—O伸缩振动模式(νC—O)、OH面内弯曲振动模式(δOH)、葡萄糖环振动模式(νⅠ型)、葡萄糖环呼吸振动模式(νⅢ型)等。采用漫反射二维红外光谱技术研究葡萄糖νⅠ型和νⅢ型的二维红外光谱。结果表明,葡萄糖存在α-D-(+)-吡喃葡萄糖及β-D-(+)-吡喃葡萄糖2种异构体,并进一步研究室温对于葡萄糖异构体结构的影响。

维C银翘片中维生素C含量的中红外漫反射光谱技术定量分析研究

目的 :建立维C银翘片中维生素C的含量的检测方法。方法 :采用中红外漫反射定量分析技术 ,测定了维C银翘片中维生素C的含量。结果 :可直接测定出样品中维生素C的含量 ,且吸收度与维生素C的浓度成良好的线性关系 ,平均回收率为 98.6 9% ,RSD为 0 .33%。结论 :本方法简便、准确、可靠 ,可用于维C银翘片中维生素C的含量测定。