紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术测定甲基红酸离解常数(英文)

在一定pH值范围内,甲基红(MR)水溶液紫外-可见吸收光谱特征是酸式甲基红(HMR)最大吸收峰((530±15)nm)与碱式甲基红(MR-)最大吸收峰((435±20)nm)叠合在一起.本文用高斯多峰拟合技术实现了HMR和MR-叠合峰的分峰拟合计算.拟合计算输出两个吸收峰的积分面积即峰强度A1和A2,A1和A2之比与MR-和HMR浓度之比.进而计算甲基红水溶液酸离解平衡常数pKa.用本方法测量298.15K时的pKa值为4.76.拟合优度高,拟合度R2、拟合优度χ2分别达到0.998和10-5以下.深入探讨了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)聚集行为对甲基红pKa的影响.与传统分光光度测量方法相比,紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术结果更可靠,测量步骤和数据处理过程更简单,更具有普适性.

高斯多峰拟合用于烷基葡萄糖苷临界胶束浓度测量

报道了可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合用于新型非离子表面活性剂烷基葡萄糖苷（APG）,如辛基--βD-葡萄糖单苷（C8G1）和癸基--βD-葡萄糖单苷（C10G1）的临界胶束浓度（CMC）的测定。具体作法是以结晶紫（crystal violet,CV）为探针,测量一系列不同浓度的APG-CV水溶液体系的可见吸收光谱。其光谱特征是CV单体吸收峰598~609 nm和二聚体吸收峰538~569 nm叠合在一起。用高斯多峰拟合法实现了体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积（积分吸光度）、频移及半高宽等光谱线型参数计算。单体和二聚体峰面积比（相对积分吸光度A2/A1）、频移（Δλ）及半高宽（w1,w2）对APG浓度图形在CMC处发生突变。首次发现可见吸收光谱线型参数半高宽对APG聚集行为敏感,并成功用于APG的CMC测量。

高斯多峰拟合用于生物质热解三组分模型的研究

对稻壳、稻秆、芒属和芦苇的热解过程进行热重分析(TG)。基于生物质热解三组分模型理论,运用高斯多峰拟合法对上述4种生物质的失重速率曲线进行解析。结果表明:4种生物质的热解失重速率曲线均可以分解成4个相互叠加的拟合峰,分别对应水分析出、半纤维素分解、纤维素分解和木质素分解。利用Coats-Redfern法计算了三组分的动力学参数。计算结果表明:半纤维素、纤维素和木质素热解的反应级数分别为2、1和2,活化能分别为152～180kJ/mol、206～248kJ/mol和32～42kJ/mol。最后采用重量加权平均法得到了4种生物质热解主要阶段的活化能。

中性红电离平衡体系吸收光谱的高斯多峰拟合

中性红水溶液电离平衡体系的紫外可见吸收光谱特征是酸式HNR+最大吸收峰542 nm与碱式NR最大吸收峰457～470 nm叠合在一起。当pH值升高时,碱式吸收峰强度逐渐增大,酸式吸收峰强度逐渐减小。首次将高斯多峰拟合技术用于中性红水溶液电离平衡体系紫外可见吸收光谱分析,实现了酸式和碱式叠合峰的分峰拟合计算,得到两个吸收峰的积分面积,即峰强度S1和S2。S1和S2之比与NR-和HNR+浓度之比成正比,进而计算中性红水溶液酸离解常数pKa。26.4℃时,用本方法测量的pKa值为7.20,拟合优度精度高,R2、Chi2分别达到0.999和10-5～10-6。拟合计算结果还表明:随着体系pH值增加,中性红碱式吸收峰发生显著蓝移。这种波长位移引起由固定波长建立起来的浓度与吸光度的线性关系发生偏离,引起约3%系统误差。高斯多峰拟合技术改进的pKa分光光度测量方法可广泛用于此类多组分体系紫外可见吸收光谱研究。

高斯多峰拟合技术测量酸碱指示剂酸离解常数

测量酸碱指示剂水溶液电离平衡体系的紫外可见吸收光谱,酸式与碱式最大吸收峰严重重叠。高斯多峰拟合技术实现酸式和碱式重叠峰的分峰拟合,给出2个吸收峰的积分强度及相应最大吸收波长等光谱参数,进而计算指示剂水溶液酸离解常数pKa。模拟计算结果还证实:随着pH值增加,指示剂碱式峰和酸式峰分别发生显著蓝移和红移,讨论了由此引起的系统测量误差。改进的pKa分光光度测量方法测量步骤和数据处理过程更简单、更具有普适性,结果也更可靠。

Origin软件的高斯多峰拟合方法在物理化学实验中的应用

Origin软件是在Windows系统操作平台下运行的处理数据和图象的软件,由微软公司开发研制。论文通过用Origin进行的高斯多峰拟合方法的实验表明,该方法操作简单,精确度高,具有一定的实用价值。

高斯多峰拟合用于混合表面活性剂十二烷基硫酸钠和吐温80临界胶束浓度的测量

报道了可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合用于混合表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和吐温80临界胶束浓度的测定。具体的做法是以碱性品红(Fuchsin)为探针,测量固定浓度的吐温80对一系列浓度的SDS-碱性品红水溶液体系的可见吸收光谱。其光谱特征是碱性品红二聚体吸收峰和单体吸收峰叠合在一起。用高斯多峰拟合实现了体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积(积分吸光度)、频移及半高宽等光谱线型参数计算。二聚体和单体峰面积比(相对积分吸光度A1/A2)、频移(Δλ)及半高宽(w1,w2)对SDS浓度图形在cm c处发生突变。该突变点对应为表面活性剂的临界胶束浓度。

高斯多峰拟合运用于十二烷基苯磺酸钠聚集状态的研究

分光光度法研究十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)在水中的聚集行为,具体作法是测量一系列不同浓度的SDBS——碱性品红水溶液体系可见吸收光谱,其光谱特征是碱性品红(Fuchsine)单体吸收峰540-570nm和二聚体吸收峰490-530 nm叠合在一起,用Origin软件频谱分析软件包中的高斯多峰拟合法,实现了体系紫外可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积(积分吸光度)、频移及半高宽计算;单体和二聚体峰面积比(相对积分吸光度A2/A1)、频移(△λ)及半高宽(w1,w2)对SDBS浓度敏感,转折点十分明显,且该转折点对应的浓度为SDBS的临界胶束浓度(critical micelle concentration, CMC)。其中体系紫外可见光谱的半高宽对表面活性剂浓度敏感是首次观察到。

吐温-80和十二烷基苯磺酸钠混合溶液的可见吸收光谱特征及其高斯多峰拟合

报道可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合计算,用于研究非离子表面活性剂吐温-80(Polysorbate 80,简称Tween80)和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)混合水溶液中的聚集行为。以孔雀石绿(malachite green,MG)为探针,测量一系列不同浓度的Tween80-SDBS-MG水溶液的可见吸收光谱,其特征是MG单体吸收峰(619～632)nm和二聚体吸收峰(590～606)nm叠合在一起。用Origin软件频谱分析软件包高斯多峰拟合法,计算出体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积(积分吸光度)、频移及半高宽等光谱的线型参数;单体和二聚体峰面积比(相对积分吸光度A_2/A_1)、频移(Δλ)及半高宽(w_1,w_2)使Tween80或SDBS浓度图形,在临界胶束浓度cmc处发生突变。首次发现体系可见吸收光谱线型参数半高宽对吐温-80-十二烷基苯磺酸钠混合表面活性剂相互作用和聚集行为敏感,并成功用于研究该混合表面活性剂体系的聚集行为。

Origin多峰拟合法测定5-羟甲基糠醛和糠醛含量

提出一种基于Origin的Gaussian多峰拟合法对紫外分光光度计测定5-羟甲基糠醛(5-HMF)和糠醛(FFA)混合物吸收叠合峰进行分峰拟合,定量计算它们含量方法。5-HMF和FFA最大吸收峰分别为282 nm和275 nm,在波长240~320 nm有叠合峰,利用Origin的高斯多峰拟合方法可以有效地将两者的峰分开。实验结果表明:在5-HMF和FFA质量浓度范围分别为0.896~11.175μg·mL^-1和0.806~10.075μg·mL^-1内,用高斯多峰拟合方法得出的质量浓度与吸光度之间有良好的线性关系,其相关系数分别为0.999 3和0.999 5。该方法测定前无须加入显色剂,并且快速,操作简单,5-HMF和FFA的回收率均在95%~105%之间,以及相对标准偏差分别为0.16%和0.06%,可以用于5-HMF和FFA混合物定量检测。

高斯拟合在污泥热重曲线解析中的应用

对2种不同种类污泥的燃烧过程进行热重分析（TG）,研究升温速率对燃烧特性的影响,运用高斯多峰拟合方法对热重曲线解析,基于平行反应机理将燃烧过程分解为3个独立的平行反应。根据平行反应机理建立动力学模型,计算不同升温速率下各组分活化能。研究结果表明：热重曲线可以分解为3个彼此交叉的高斯拟合峰,分别对应污泥中挥发分、生物可降解物质和固定碳的燃烧过程,挥发分的燃烧区间为200-400℃,生物可降解物质的燃烧区间为400-500℃,固定碳的燃烧区间为500-800℃。各组分活化能随升温速率的变化趋势表明：无限制增加升温速率反而不利于各组分活化能的降低。

集中式补给—排泄的组合裂隙溶质运移模拟试验

为揭示复杂裂隙中溶质运移的特性,基于不同的水文情景,针对裂隙宽度为0. 5、1和2 mm的两两组合方式,共进行9组裂隙溶质运移模拟试验。分析结果表明:①不同的组合中穿透曲线(BTCs)呈现出尖瘦、矮胖、宽缓等形状,不同裂隙组合的峰值浓度也存在差异;②由于示踪剂运移通过不同的含水通道,所以穿透曲线存在双峰现象;③出口流量的大小对穿透曲线和示踪剂的回收率都有影响,在相同的观测时间内,流量越大,回收率越小;④高斯多峰拟合曲线与试验结果有很高的拟合度。该试验的研究成果在地下水溶质运移的试验研究领域具有重要的参考意义,同时可为野外示踪试验的设计提供指导依据。

菠菜PSII核心复合物激发能传递与温度的关系

采用基于延时分次扫描单光子计数器为探测装置的皮秒时间分辨荧光光谱测试系统研究了菠菜光系统 (PSⅡ )核心复合物光能传递与温度的关系。分别对PSII核心复合物样品在 2 0℃、42℃、48℃下做温浴处理 ,然后以脉宽为 1 2 0 ps,重复率为 4MHz ,波长为 5 1 4nm的Ar+激光作为光源分别激发处理后样品的荧光。通过对测量结果进行数据处理 ,分析比较发现 :同一温度下 ,呈荧光带的激发能传递速度比副荧光带处的快 ;同一波长下 ,慢组分的时间常量随温度升高而变慢 ,而快速组分的时间常数则变化不大 ;做

吩嗪-5,10-二氮氧化物的合成及光谱性质的研究

在醋酸溶液中用过氧化氢氧化吩嗪合成吩嗪-5,10-二氮氧化物。测量了不同溶剂和浓度条件下吩嗪-5,10-二氮氧化物的荧光发射光谱。其特征是吩嗪-5,10-二氮氧化物二聚体(520~545 nm)发射峰以肩峰方式与单体(500~515 nm)主发射峰叠合在一起。通过高斯多峰拟合实现了单体与二聚体荧光发射光谱叠合峰的分峰拟合计算,得到吩嗪-5,10-二氮氧化物单体与二聚体最大发射峰波长,峰面积等光谱参数,进而求得二聚体与单体相对积分发射强度(I2/I1)与浓度、溶剂的关系。当溶液浓度较低时二聚体/单体相对积分发射强度呈线性增大,随着溶液浓度的增加,单体与二聚体最大发射峰发生显著红移。在四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈、乙醇溶液中二聚体/单体的积分相对发射强度I2/I1随浓度的减少而减小,但在苯、甲苯、冰乙酸溶液中随着溶液浓度的降低I2/I1反而增大。

房地产投资结构与销售总额的回归预测研究——以汝州市为例

采用灰色关联分析、神经网络模型、高斯多峰拟合模型、Slogistic模型等方法对房地产投资结构与销售额之间的关系进行分析研究,得到如下结论:(1)由灰色关联分析可知,建筑工程费是房地产销售总额的最大影响因素,其变化趋势对房地产销售总额有直接影响;(2)神经网络模型预测结果显示,在输入层中,建筑工程因素占比最大,与灰色关联性分析结果一致,神经网络预测曲线的拟合精度达到0.862,模型预测效果整体较好;(3)采用高斯多峰拟合方法,选取2018年和2020年作为局部峰中心,对房地产销售总额进行回归拟合,较好地展示了8年内房地产销售总额的变化规律;(4)采用Slogistic模型对高斯多峰拟合和神经网络向后预测结果进行逼近分析,预测了未来五年汝州市房地产销售总额的变化趋势。研究结果可为汝州市房地产市场调控政策提供理论参考,对其他城市也有一定借鉴意义。

牛奶水溶液的荧光光谱研究

采集伊利、蒙牛公司生产的纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶,向5mL去离子水中分别加入0.17mL、0.20mL、0.23mL、0.26mL、0.29mL、0.32mL、0.35mL这6种牛奶样品,得到42份牛奶水溶液.采用日立F-4600荧光光谱仪测定样品在波长为315nm、320nm、325nm、330nm、335nm、340nm、345nm激发光诱导下的荧光发射光谱,对所得荧光光谱进行Savitzky-Golay平滑、FFT低通滤波后,利用高斯分解法对荧光谱线进行分解,将每个荧光光谱分解为5个基元高斯峰.讨论了各种牛奶发射光谱的规律和变化趋势,结果表明:所有牛奶水溶液的各个基元高斯峰,在相同激发波长下,其峰值位基本不变,当激发波长变化时,所有基元高斯峰会随激发波长的增加而红移;高钙低脂奶在波长较长的激发光照射下,各个基元高斯峰强度均大于纯牛奶和高钙奶;牛奶的浓度对总荧光光谱的影响较小.

油砂燃烧过程的TG-DSC分析

采用热重分析仪,对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性试验。由热重DTG曲线可知,油砂燃烧过程分为4个阶段:燃烧低温、中温、过渡及高温段。采用"非对称高斯多峰拟合法"对油砂燃烧放热峰进行分离拟合,将实验DSC曲线复杂峰分离成为多个高斯函数峰。并结合Malek法确定了油砂燃烧时其伪组分的最概然机理函数。为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。

汪清油页岩燃烧动力学模型

采用热重分析仪(thermogravimetric analysis,TGA)进行了汪清油页岩在升温速率为50 K/min下的燃烧热分析实验,并利用热重峰值分析进行油页岩燃烧动力学研究。该方法借助热重谱峰上几个特征点的数据来确定动力学参数。根据油页岩燃烧热重TG/DTG(thermogravimetry/differential thermogravimetry)曲线的特点,即在TG曲线上会发生曲率的明显改变,表现在DTG曲线上则为明显的"肩"或者"峰",从而得出整个燃烧过程是由多个阶段组成的,因此利用高斯多峰拟合法简单有效地将实验DTG曲线复杂峰分离成为多个高斯函数峰,把油页岩的燃烧过程分解为不同阶段,并利用峰值分析法对每个反应阶段分别进行建模,最后利用峰值分析法与高斯峰拟合法求解了该油页岩的燃烧动力学参数:活化能E,指前因子A与反应级数n,并通过各个反应阶段的叠加得到了油页岩分阶段燃烧动力学模型。结果表明,模拟结果与实验结果吻合很好。

印尼油砂热解动力学新探

印尼油砂在350~520℃区间内,热失重与铝甑含油率相吻合,因此该区间被认为是主产油阶段,对该阶段进行热解动力学分析具有普遍意义。该文基于传统的单组分全局反应模型,用等转化率法求解活化能分布,得出该模型不适用于描述具有双峰重叠特征的主产油阶段。继而先后用双组分叠加反应模型来描述该阶段,用非对称高斯多峰拟合法来分离重叠峰,在此基础上用分布活化能模型和非线性等转化率积分法相结合来计算并提升所求活化能值的可靠性。结果表明,非对称高斯法在拟合效果上优于经典的高斯法,且子峰近似遵循单一的反应机制等结论验证了双组分叠加反应模型的适用性。

吸收光谱线型分析用于十六烷基溴化铵临界胶束浓度的测量

以曙红（Eosin Y简称EY）染料为探针,测量一系列不同浓度的CTAB-EY水溶液体系可见吸收光谱,其光谱特征为EY最大吸收峰529-532nm和肩峰506-508nm叠合在一起,用Origin软件频谱分析软件包中的高斯多峰拟合工具实现了体系可见吸收光谱叠合峰的分峰拟合计算,给出了吸收峰线型参数峰面积（积分吸光度）、频移及半高宽;最大吸收峰与肩峰面积比（相对积分吸光度A2/A1）、频移（△λ1,△λ2）及半高宽（w1,w2）对CTAB浓度图形在cmc处发生突变。观察到可见吸收光谱半高宽对表面活性剂浓度的敏感性,并成功应用于cmc测定。