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。

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。

应用衰减全反射红外光谱无损鉴别中国传统手工纸的方法研究

纤维种类鉴别是古代纸张保护的重要基础工作。探究中国传统手工纸的无损纤维鉴别的方法对中国古籍、档案及纸质文物的研究和保护具有重要意义。该研究应用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATRFTIR)对已知纤维成分的17类64种中国传统手工纸标准样品进行了无损分析,参考纤维素和木质素的红外峰位及部分纸样的X射线衍射(XRD)分析结果确认纸样中的所有红外谱峰归属;并采用分波段比较分析的方法对相似度极高的谱图进行比对分析,分别总结各类纸张在4000~1800、1800~1500、1500~1200和1200~600cm^(-1)四个波段的谱图特征;同时对4cm^(-1)精度的谱图进行二阶导数处理,分别总结各类纸张在1500~1200和1200~900cm^(-1)两个波段的二阶导数谱图特征;最后通过红外结晶指数及其他峰高和峰面积比值计算结果实现对纸类更细致的区分。应用上述方法对16个盲测样品进行了有效性测试,红外分析结果与显微纤维鉴别结果一致,初步证明了该方法在中国传统手工纸无损纤维鉴别上的可行性和有效性。实验结果表明,应用ATR-FTIR无损分析法可对麻、桑构皮、檀皮、瑞香皮和竹几大类原料的传统手工纸纤维类型作出快速而准确的鉴别,对于混料的宣纸也同样适用;但对于显微分析也难以鉴别的亲缘关系较近的植物原料如桑、构皮之间的精细鉴别仍有一定局限性。

鸡精结构中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术(包括:一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱和退卷积MIR光谱)分别开展了鸡精结构的研究。实验发现:鸡精结构的主要红外吸收模式包括:谷氨酸钠分子NH3+官能团不对称弯曲振动模式(δasNH_(3)^(+)-谷氨酸钠)、谷氨酸钠分子COO-官能团不对称伸缩振动模式(ν_(asCOO)^(-)-谷氨酸钠)、谷氨酸钠分子NH_(3)^(+)官能团对称弯曲振动模式(δ_(sNH_(3)^(+)-谷氨酸钠))、谷氨酸钠分子CH_(2)官能团弯曲振动模式(δ_(CH_(2-谷氨酸钠)))和谷氨酸钠分子COO-官能团对称伸缩振动模式(ν_(sCOO-_(谷氨酸钠)))。研究发现,鸡精的主要成分是谷氨酸钠。为鸡精结构的鉴别研究,建立一个新的方法学,具有重要的应用研究价值。

二阶导数预处理法在中红外光谱定量分析中的应用研究

介绍了运用最小二乘法建立傅立叶变换中红外光谱定量分析模型的原理和方法。以苯甲酸和邻苯二甲酸氢钾为实验材料获取红外吸收光谱，采用MAT—LAB工程语言编程，分别以吸收光谱和二阶导数光谱，进行中红外光谱定量分析建模波数信息选择，优选出2-4个波数点的光谱信息，建立了中红外光谱定量分析模型。用此模型预测混合物的量，预测值与实际值的相对误差小于5．0％。

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.

主成分分析和二阶导数用于混合物含量的傅里叶变换中红外光谱测定

采用傅里叶变换中红外光谱法测定苯甲酸和邻苯二甲酸氢钾混合物试样,再利用二阶导数重构图谱。分别以吸收光谱和二阶导数光谱为校正集样本,采用主成分分析法对光谱数据进行优选压缩,建立了定量分析模型。结果表明:所建立的方法用于苯甲酸和邻苯二甲酸氢钾混合物的成分含量测定,所得预测值与实际值相符。

主成分分析-二阶导数在中红外光谱定量分析中的应用

介绍了运用最小二乘法建立傅立叶变换中红外光谱定量分析模型的原理和方法。以苯甲酸和邻苯二甲酸氢钾为实验材料获取红外吸收光谱,采用MATLAB工程语言编程,分别以吸收光谱和二阶导数光谱为校正集样本,采用主成分分析方法对样本进行优选压缩,以建立了中红外光谱定量分析模型。用此模型预测混合物的含量,预测值与实际值的相对误差小于5.0%。

阿瑞匹坦结构中红外光谱研究

建立了阿瑞匹坦结构的研究方法。采用中红外光谱分别开展了阿瑞匹坦结构研究。结果表明,阿瑞匹坦结构的红外吸收模式主要包括:C=O结构伸缩振动模式(■)、C=C结构伸缩振动模式(■)、CF_(3)结构不对称伸缩振动模式(■)、C-F结构伸缩振动模式(■)和C-O结构伸缩振动模式(■)。阿瑞匹坦结构去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱,并能提供更加丰富的光谱系信息。

阿瑞匹坦结构中红外光谱研究

建立了阿瑞匹坦结构的研究方法。分别开展了阿瑞匹坦结构研究。结果表明,阿瑞匹坦结构的红外吸收模式主要包括:C=O结构伸缩振动模式(ν(C=O-阿瑞匹坦))、C=C结构伸缩振动模式(ν_(C=O-阿瑞匹坦))、CF3结构不对称伸缩振动模式(ν_(asCF3(-阿瑞匹坦)))、C-F结构伸缩振动模式(ν_(C-F阿瑞匹坦))和C-O结构伸缩振动模式(ν_(C-O-阿瑞匹坦))。阿瑞匹坦结构去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱,并能提供更加丰富的光谱系信息。

葡萄糖漫反射近红外光谱研究

首先采用一维漫反射近红外(NIR)光谱开展了葡萄糖的结构研究,实验发现:葡萄糖一维漫反射NIR光谱包括3种红外吸收模式(ν1-一维,ν2-一维和ν3-一维).进一步开展了葡萄糖的二阶导数漫反射NIR光谱研究.选择不同的数量平滑点(包括:5个平滑点、9个平滑点、13个平滑点、19个平滑点、25个平滑点、37个平滑点、49个平滑点和149个平滑点)进行实验,结果发现:37个平滑点是适合的选择,而葡萄糖二阶导数漫反射NIR光谱包括4种红外吸收模式(ν1-二阶导数,ν2-二阶导数,ν3-二阶导数和ν4-二阶导数).研究葡萄糖一维漫反射NIR光谱和二阶导数漫反射NIR光谱的吸收频率及标准差,实验发现:葡萄糖二阶导数漫反射NIR光谱的谱图分辨能力及数据平行性要优于相应的一维漫反射NIR光谱.

基于负二阶导数红外光谱的反式脂肪酸的快速测定

建立了基于负二阶导数红外光谱的反式脂肪酸的快速测定方法。以三反油酸甘油酯和三油酸甘油酯混合标样系列为校正集,使用带有水平衰减全反射(HATR)附件的傅里叶变换红外光谱仪采集校正集样品在1 050～900 cm-1波段范围的吸收光谱,求二阶导数,乘以-10 000,得负二阶导数谱(-2D-HATR-FTIR)。以970～960 cm-1波段范围的最大峰高为X轴,以三反油酸甘油酯含量为Y轴,构建定标方程为Y=0.348 8X-0.918 5,相关系数0.999 5。在0.5%～60%范围,验证集样品反式脂肪酸含量预测值与实际指定值显著相关,验证相关系数0.999 0,相对残差的绝对值小于10%,表明方法定标模型预测性能良好。方法检测下限达0.5%,改善了现有红外光谱法的灵敏度,适用于较低含量反式脂肪酸的快速测定。

近红外光谱法测定茶多酚中总儿茶素含量

以高效液相色谱(HPLC)分析结果为参考值,建立了快速测量茶多酚中总儿茶素含量的近红外光谱定标模型.将48份茶多酚样品组成定标样品集,在1000～2500nm(4000～10000cm-1)的近红外漫反射光谱为定标波长范围内,光谱经一阶导数(Firstderivative)、二阶导数(Secondderivative)、标准归一化(Stan-dardnormalvariate,SNV)和多元散射校正(multiplicativesignalcorrection,MSC)处理后结合偏最小二乘回归(PLS)定标.经内部交叉验证表明,光谱经SNV处理后建模结果最佳.模型的相关系数Corr.Coeff=0.997,校正均方根RMSEC=1.71%.比较了经典最小二乘法(CLS)、偏最小二乘法(PLS)和主成分回归(PCR)等方法建模结果,以偏最小二乘回归建模效果最好.

二阶导数光谱预处理在用FTIR/ATR方法定量测定葡萄糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸中的应用

利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和衰减全反射（ATR）技术，建立了一种葡萄糖-6-磷酸（G6P）和果糖-6-磷酸（F6P）同时定量测量的方法。作为磷酸己糖异构酶（PGI）反应系的模拟，G6P-F6P-Tris混合溶液被作为定量对象，并通过采集组分浓度已知的G6P-F6P-Tris混合溶液的光谱来建立定标方法。分别用吸光度光谱或二阶导数光谱，并分别用G6P，F6P，Tris的主要吸收峰（1086cm^-1、1082cm^-1、1065cm^-1、1036cm^-1和978cm^-1）的数据或指纹领域（1200～900cm^-1）全段数据，共进行了4种模式的多元线性回归分析，比较各种模式下浓度的预测值与实测值的相关系数、平均相对误差和交叉检验均方误差（RMSECV值）。结果表明，采用二阶导数光谱比采用吸光度光谱所得到的预测值具有更高的精度，而采用指纹领域全段数据比采用G6P，F6P，Fris主要吸收峰的数据所得到预测值具有更高的精度。

红外光谱在定量分析中的应用

本文对近十年红外光谱在定量分析中的应用进行了概述。偏最小二乘法,一阶导数、二阶导数等化学计量法在定量分析中得到了普遍的应用,反射、探针、漫反射等技术的发展拓宽了红外光谱定量分析的领域。固体、液体、气体均可计量的优势更加突出。实现了单一物质,二元或多元物质的定量测定。

聚对苯二甲酸乙二醇酯变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱研究

在303～ 393 K温度范围内,采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）,分别测定聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的一维红外光谱、二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱.研究发现,在1 800～600 cm-1的频率范围内,PET主要存在着C=O伸缩振动模式（vC=O）、苯环C=C伸缩振动模式（vc=c）、CH2变角振动模式（δCH2）、CH2面外摇摆振动模式（ωCH,）、苯环CH面内弯曲振动模式（δCH）和苯环CH面外弯曲振动模式（γCH）.并进一步研究温度对PET分子结构的影响,拓展了ATR-FTIR技术在PET材料热变性方面的研究范围.

硅氧树脂变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),研究了硅氧树脂的一维红外光谱和二阶导数红外光谱。结果发现:聚硅氧树脂主要存在着CH3伸缩振动模式(νCH3)、CH3变形振动模式(δCH3)、CH3摇摆振动模式(ρCH3)、Si—O伸缩振动模式(νSi-O)和Si—C伸缩振动模式(νSi-C);同时,研究了温度对硅氧树脂分子结构的影响,拓展了变温ATR-FTIR技术在硅氧树脂材料热变性方面的研究范围。

控温水平衰减全反射-红外光谱快速鉴别茅台酒真假

本文将控温式水平衰减全反射(HATR)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合,成功实现了茅台酒的快速检测。与传统的KBr压片法相比,本方法大大简化了浓缩、干燥、压片等流程,检测时间少于5min。此外,通过分析茅台酒的一维红外图谱及二阶导数谱,成功鉴别了茅台酒的真假,为客观评价酒类产品的质量提供了新方法。

4种食用植物油脂三级中红外光谱鉴别研究

在4 000～600 cm^(-1)的频率范围内,采用一维及二阶导数中红外光谱技术,研究解析了豆油、花生油、玉米油和橄榄油等4种食用植物油脂的结构。实验发现,食用植物油脂同时存在着CH_3不对称伸缩振动模式(ν_(as CH3)),CH_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCH2)),CH_3对称伸缩振动模式(ν_(sCH3)),CH_2对称伸缩振动模式(ν_(sCH2)),C=O伸缩振动模式(ν_(C=O)),CH_2弯曲振动模式(δ_(CH2)),CH_3对称弯曲振动模式(δ_(sCH3)),C-O-C伸缩振动模式(ν_(C-O-C)),CH_2平面摇摆振动模式(ρ_(CH2))等。研究发现,采用一维及二阶导数中红外光谱难以鉴别区分上述4种食用植物油脂。为此,依次研究解析了4种食用植物油脂的二维中红外光谱,包括ν_(asCH3)、ν_(asCH2)、νs_(CH3)、ν_(sCH2)、ν_(C=O)、δ_(CH2)、δ_(sCH3)、ν_(C-O-C)和ρ_(CH2)等。实验发现,以ρ_(CH2)为研究对象,在780～700 cm^(-1)的频率范围内,采用二维中红外光谱技术可以有效鉴别4种食用植物油脂。本项研究拓展了三级中红外光谱技术在食用植物油脂鉴别的应用范围。

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:Al2O3结构中O2-离子对于静止Al3+离子亚点阵振动对应的红外吸收模式(淄Al2O3-O-Al)、Cr2O3结构中O2-离子对于静止Cr3+离子亚点阵振动对应的红外吸收模式(淄Cr2O3-O-Cr)和Al2O3结构中Al3+离子之间相对振动对应的红外吸收模式(淄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.