傅里叶变换红外光谱在葡萄酒品质劣变检测中的应用

葡萄酒如果贮存方法不当极易发生劣变,失去原有的风味和质感,影响品质,因此对葡萄酒劣变进行检测,具有重要意义。在红葡萄酒劣变过程中,主要发生了酸败现象,产生了过量的有机酸类物质,致使葡萄酒原有性状发生变化。利用傅里叶变换红外光谱技术研究红葡萄酒特征光谱及其品质劣变的判别方法。对劣变过程的理化特性进行了分析,并对葡萄酒的FTIR光谱的主要吸收峰进行了解析。在劣变判别过程中,创新性的采用了比较多个吸收峰之间的吸光度比值之间大小关系的方法实现对劣变的判定,但此方法具有一定的相对性。通过对变质红葡萄酒与未变质红葡萄酒的FTIR光谱数据进行对比分析,发现在3 020～2 790,1 760～1 620以及1 550～800 cm-1三个波段内,在光谱特征上具有一定的差异,为了能够将这些光谱差异与葡萄酒的劣变情况建立联系并能够实现判别分析,引入了化学计量学方法。采用主成分分析(PCA)结合软独立建模聚类分析法(SIMCA)分别对以上三个特征波段内光谱数据进行了分类,最后利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对验证集数据在这三个波段进行了判别,结果表明FTIR结合化学计量学方法能够成功区分开变质和未变质的红葡萄酒样本,且具有很好的识别率,其中利用1 550～800 cm-1波段来建模分析效果最好,SIMCA和PLS-DA识别率分别为94%和100%。     

MALT-CLS方法在大气痕量气体FTIR定量分析中的应用

对MALT-CLS方法在大气痕量气体FTIR定量分析中的应用进行了研究,介绍了一些定量分析的实验,如长光程怀特池、机载被动遥测。该方法的特点是其校准光谱是采用MALT程序通过计算HITRAN数据库中吸收线参数、环境参数和仪器参数而得到。它尤其适用于无法采用样品池来产生校准光谱的长光程开放光路和以太阳、天空、地物为背景的被动FTIR测量。     

小米的傅里叶变换红外光谱研究

本文利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析和聚类分析对白小米、黄小米、糯小米、青小米、陈黄小米、黑小米和大黄米进行鉴别研究。所有样品的傅里叶变换红外光谱整体相似,二阶导数光谱存在明显的差异。选取1800~1400cm-1范围内的二阶导数光谱数据对52份小米样品做多变量分析,结果显示,主成分分析的分类准确率为84.6%,系统聚类分析的分类准确率为92.3%。结果表明傅里叶变换红外光谱技术结合化学计量学能有效地区分不同品种的小米,为不同小米的分类鉴定提供新的方法与途径。     

基于近红外光谱技术的小龙虾新鲜度快速检测研究

小龙虾是近年来广受消费者欢迎的淡水产品，相关产业迅猛发展，产生巨大的经济利益。小龙虾整虾及虾仁、虾尾在运输过程中极易腐败变质，产生有害物质。如果不能对小龙虾新鲜度进行及时检测，任由腐败小龙虾进入食品流通环节，极易酿成食品安全事故，危害消费者生命安全，对整个产业链造成不良影响。挥发性盐基氮(TVBN)是衡量水产品新鲜度的主要指标，也可以用于衡量小龙虾的新鲜度，但传统的挥发性盐基氮检测方法存在步骤复杂、检测时间长和化学试剂污染的等问题，无法满足小龙虾庞大产业链的检测需求。近红外光谱技术是一种快速、无损、环境友好的分析技术，在食品分析领域中已有较为广泛的应用。本研究基于近红外光谱分析技术(NIR),结合化学计量学方法提出一种小龙虾新鲜度的快速检测方法。使用偏最小二乘算法(PLS)建立小龙虾虾尾挥发性盐基氮定量分析模型。为了提高模型的预测能力，使用多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)、连续小波变换(CWT)和1阶导数(1st)法对光谱进行预处理，扣除光谱背景；使用蒙特卡洛-无信息消除(MC-UVE)和随机检测(RT)算法进行波长筛选，选择光谱中有效变量。结果显示，光谱预处理和波长筛选...     

六种速溶咖啡的傅里叶变换红外光谱鉴别研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二阶导数、聚类分析等化学计量学方法对六种速溶咖啡共30个样品进行鉴别分析。根据各官能团的红外光谱特征峰得出各品牌速溶咖啡的主要成分,选取1 800~1 000cm~(-1)范围原始光谱进行二阶导数处理,并对该范围内的六种速溶咖啡进行相关性分析,得出六种咖啡之间的亲缘关系。利用1 800~1 000cm~(-1)范围内的二阶导数光谱数据对六种速溶咖啡进行聚类分析(HCA),准确率达到93.3%,结果表明,傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二阶导数、聚类分析的方法可以有效、快速的将六种速溶咖啡区分开来。     

光程变化对基于近红外光谱的黄酒品质检测的影响

以绍兴酒为研究对象,利用近红外光谱分析技术和化学计量学分析方法,开展了光程变化对基于近红外光谱的黄酒品质检测影响的研究,建立了黄酒酒精度、糖度和pH值3个品质指标的分析模型.通过比较0.5,1,1.5,2,2.5和3 mm 6个不同光程,并比较原始光谱、一阶微分光谱和二阶微分光谱三种光谱预处理方式对模型性能的影响,确定了这3个指标的最佳检测方式.黄酒酒精度和pH的最佳检测方式为:光程2 mm,采用偏最小二乘回归结合原始光谱;糖度的最佳检测方式为光程1mm,采用偏最小二乘回归结合原始光谱.这一研究表明光程变化对基于近红外光谱的黄酒品质检测有影响,选择合适的光程能够有效地提高检测精度.     

基于拉曼光谱和多元统计学研究蓝色中性笔油墨

拉曼光谱作为一种无损检验的技术手段,近年来广泛用于文件检验领域中的书写材料种类检验。本实验采集了市面上收集到的28支蓝色中性笔油墨的拉曼光谱图,结合化学计量学中的相似度分析法和主成分分析法对谱图进行了分析,两种分析方法得到的分类结果基本一致,采用两种方法可以将28支蓝色中性笔油墨分为五类。实验结果表明,将拉曼光谱法得到的数据结合化学计量学分析方法进行数据分析,比直接比较谱图得到的分类结果更加客观、准确。     

一种植物叶片生化成分光谱无损检测的光程长校正方法

利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实测光谱精确建模,根据实际需要,减去相应干扰因子,得到校正光谱。选择叶绿素含量基本相同,厚度不同的16个叶片样本以及叶绿素含量和厚度均不同的32个样本分别使用改进的EMSC方法校正,对处理前后光谱变异系数和主成分贡献率进行比较和分析,并比较了预处理前后的模型预测精度。结果表明,采用改进的EMSC预处理方法能够有效地校正光散射效应和叶片厚度差异导致的光程长差异引起的光谱误差,增强光谱数据对浓度的灵敏度,可提高预测模型的精度。     

FTIR比较分析与鉴定3种金花茶叶片中的化学成分

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法结合二阶导数和半定量分析对普通金花茶、毛瓣金花茶和龙州金花茶这3种金花茶叶片的红外光谱特征及其化学组分差异进行了研究。结果表明,3种金花茶组植物叶中均含有酚类、酯类或羧酸类、蛋白质、黄酮、皂苷、多糖类以及草酸钙等化学成分,但其同类化学组分在含量上存在一定差异,其中黄酮类物质含量最高的是毛瓣金花茶,最低的是普通金花茶,皂苷和多糖类物质含量最高的是龙州金花茶,最低的是普通金花茶。因此,采用FTIR技术可以明显区分不同种质金花茶化学组分差异,为金花茶品质鉴定和种类鉴别提供理论依据。     

SIMCA法在中红外癌症检测技术中的应用

人体肿瘤的中红外光谱法早期检测是生物医学领域的前沿课题之一。研究了中红外FTIR光谱技术与化学计量方法 (模式识别技术 )相结合对人体恶性肿瘤进行检测的方法 ,并讨论了如何通过采用光谱预处理方法以及波长范围的选择来提高模式识别技术 (SIMCA法 )分类判别效果。研究了 6 3个胃癌病人的癌变组织和癌旁正常组织光谱 ,选择有代表性的 4 0个样品作为训练集 ,剩余的 2 3个样品作为预测集 ,该方法的准确率为 91%。这一研究结果表明傅里叶变换红外光谱法与化学计量学方法相结合可以对良、恶性组织进行鉴别诊断 ,有希望发展成为一种肿瘤快速诊断的新方法。     

通过挥发物鉴别葡萄变质状态-基于长光程红外光谱和简易电子鼻阵列

葡萄在劣变时会挥发出特定成分和浓度的气体。在变质葡萄的挥发物红外光谱中发现了乙醇、乙酸乙酯和二氧化碳的光谱特征。通过多次反射的光学系统提高了光谱测量的光程,从而获得了更高的探测灵敏度。利用新型光谱测量系统进一步研究了葡萄劣变过程中挥发物的精细化特征,并证实了其中含有多种醇类、酯类、醛类和乙烯的光谱特征。部分挥发物的浓度随贮藏时间展现规律性的变化,可以以其为生物标志物来表征葡萄的变质程度。进一步以光谱观测规律为基础研制了由传感器阵列组成的电子鼻,通过对特定挥发物的定量化测量实现葡萄变质的分类和预警。揭示了更为精细的葡萄劣变过程中挥发物的光谱特征变化规律,证实了通过挥发物测量鉴别水果变质的可行性,为开展水果变质的实时监测技术研究提供了理论和技术参考。     

塑料挥发物长光程FTIR测量方法

塑料产品除了在自然环境中可降解为微塑料污染环境之外,还会产生挥发性有机物,同样对环境造成巨大的污染和危害,因此对塑料挥发物的测量就显得尤为重要。目前传统挥发物的测量方法,如环境质谱法和色谱法等,存在测量过程复杂,成本高,无法实时测量等缺点,因而需要一种快速有效的针对塑料挥发物的测量方法。采用傅里叶变换红外光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer,FTIR Spectrometer）结合怀特池对塑料挥发物进行测量,但是由于抽取式傅里叶变换红外光谱仪本身灵敏度有限,很难实现微量的塑料挥发物的测量,所以针对这一问题,尝试通过长光程气体池提高常规傅里叶变换红外光谱仪的灵敏度从而实现不同种类塑料挥发物的测量。选取了5种塑料产品,分别是低密度聚乙烯（LDPE）,高密度聚乙烯（HDPE）,聚乙烯（PE）,聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,聚丙烯（PP）,利用光程长为20 m的怀特池结合傅里叶变换红外光谱仪实现了其中一些挥发物的光谱特征观测,实验观察到所有种类的塑料在2个光谱波数段具有明显的光谱特征,分别为800~850和1 050~1 150 cm-1。除聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）外,其余4种塑料挥发物在2 800~3 000 cm-1还存在明显的光谱吸收波段。进一步又研究了不同温度条件下塑料产生的挥发物,通过分析不同温度条件下的塑料产生的挥发物的红外光谱,发现除低密度聚乙烯（LDPE）在两种温度条件下光谱差异较大外,其他种类的塑料挥发物红外光谱差异较小。该研究提出了一种新型的基于长光程FTIR的塑料挥发物的测量方法,证实了其在塑料挥发物测量方面的有效性,这种方法具有测量成本低,可连续观测,实时在线等优点,为实现连续在线的塑料挥发物排放通量监测奠定了基础。     

A Novel Measurement Method of the Emission Rules of Greenhouse Gases from Fertilized Soil Based on Fourier Transform Infrared Spectrometry with Long Optical Path

Farm soil is the main source of greenhouse gas emission. We developed an optical system for measuring nitrous oxide and carbon dioxide from soil using infrared spectrometer and long optical path gas cell based on multi-reflecting mirrors. The spectral characteristics of nitrous oxide at 2198–2223 cm^?1 and of carbon dioxide at 2258–2283 cm^?1 were observed with the system. We studied the rules of greenhouse gas emission and found that nitrous oxide increased with soil moisture whereas carbon dioxide showed no obvious relationship with moisture. We also studied the diurnal variation rules of nitrous oxide and carbon dioxide from fertilized soil. These results are consistent to the previous results obtained with other analytical methods. The results indicate that the infrared spectroscopy with long optical path is an effective way to measure greenhouse gas emission from soil.     

Effect of Annealing Treatment on Meta-poly(arylene sulfide sulfone amide)

A useful annealing treatment above glass transition temperature of high molecular weight amorphous m-poly(arylene sulfide sulfone amide) (m-PASSA) was employed in this work. No crystalline or cross-link structures were formed according to X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, and nuclear magnetic resonance results; nevertheless, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis results showed that the number of terminal carboxyl groups of annealed m-PASSA decreased after the annealing treatment. The volatiles formed in the decomposition of m-PASSA were investigated by combined thermogravimetric analysis and online FTIR. The initial volatile products in the decomposition experiments supported a process that involved the cleavage of an aromatic carboxyl group, followed by the emission of major volatile products—carbon dioxide, sulfur dioxide, and benzenthiol—released from the amide, sulfone, and diphenyl sulphide groups in m-PASSA. Annealed m-PASSA exhibited different thermal properties, as evidenced by thermogravimetric analysis, compared to the untreated polymer. The degradation activation energy increased from 154.4 kJ/mol to 173.6 kJ/mol after annealing treatment, and the lifetime was extended by more than 1000 times.     

开放光程FTIR光谱的葡萄品质劣变监测方法

前期的研究报道了红外光谱能够监测水果变质产生的挥发物质,其方法是将挥发物收集在气室中,利用多次反射的结构来增强光信号。实验中,我们使用开放光程傅里叶变换红外光谱法监测葡萄变质挥发物,尝试了主动和被动两种测量模式。根据红外光谱特征对葡萄品劣变过程中产生的挥发物进行了定性分析,并在研究中测量了葡萄储藏期间挥发物质的红外光谱特征的强度变化,并且根据这种变化规律建立了不同变质阶段的分类方法。此外,还尝试直接从原始光谱中分析挥发物质,证明了挥发物在原始光谱上仍然具有明显的光谱特征。这一研究证实了现场开放式傅里叶变换红外光谱法监测水果变质的可行性。开放光程傅里叶变换红外光谱法所具有的灵活使用性和非接触式在线测量的优点,使其有可能应用于大面积监测储藏中的水果变质问题,并具有进一步定位劣变源的潜力。     

利用配置长程气池的FTIR技术研究挥发份中氮赋存形态

利用FTIR分析技术,对3种不同煤阶的我国电站典型动力用煤——神木烟煤、铜川贫煤和宜宾无烟煤的挥发份中氮的赋存形态进行了研究。为克服研究工作中的微氮现象,在研究过程中采用了16 m光程的长程气池。研究结果显示,红外光线在16 m长程气池构造作用下多次穿过挥发份,检测出含量微少的氮元素,成功地克服了微氮现象,取得了较好的研究结果;我国电站用煤的挥发分中氮的赋存形态有4种,分别为吡啶型氮化合物、吡咯型氮化合物、吡啶-N氧化物和腈类化合物。氮在煤与挥发分中赋存形态的差别主要是由于煤分子中的大分子量含氮结构在温度作用下发生分解所致。     

不同干燥法制备纳米TiO2光催化剂的光谱研究

本文分别用常态、超临界乙醇和超临界CO2干燥法干燥钛酸正丁酯的醇凝胶，制备纳米TiO2光催化剂。应用XRD，FTIR，FT－Raman和Fluorescent spectrum(FS)等光谱技术对催化剂进行了表征。以光催化降解罗丹明B为模型反应，比较所得样品光催化活性。实验结果表明，不同干燥方法对催化剂的晶相结构、半导体能带结构、光吸收性能、表面性质及光催化活性均产生显著的影响，用超临界CO2干燥法制备的TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。     

利用TG-FTIR联用技术对Kevlar纤维的热解过程的分析

现代工业应用与技术领域要求材料具有良好的机械性质与热学性质,Kevlar纤维做为近年来材料领域研究的热点纤维材料,具有高强度、耐高温等良好的性能。纤维材料的性质依赖于自身的结构和组成,热分解过程对于研究材料的结构和热学性质有着十分重要的意义。热红联用技术做为一种新型的联用技术,既能定量又能定性地进行分析,在研究材料的热分解过程中具有明显的优势。由于Kevlar纤维的热分解过程在文献中少有报道,本文首次利用TG-FTIR联用技术对Kevlar纤维在室温到800 ℃的热解过程进行分析,得到了Kevlar纤维热解过程的详细步骤及各个步骤的反应产物。结果表明,Kevlar纤维的热解经历了3个阶段,分别为100～240,240～420,420～800 ℃。在500 ℃之前Kevlar纤维失重很缓慢,第三个阶段是纤维的主要失重阶段,最终固体的残留质量为56.21%。红外光谱数据表明,Kevlar纤维热解过程先释放出游离水,随后发生脱水反应和解聚反应,使纤维分子链断裂。最后纤维碎片进一步反应生成小分子气体,水、氨气、一氧化碳、二氧化碳为主要产物。其中水的析出量逐渐增大;氨气的析出量保持基本一致;一氧化碳仅在515～630 ℃产生,随后即氧化生成二氧化碳;二氧化碳的析出量经历了一个由于一氧化碳转化而产生的增长后,又下降到一定值保持稳定。     

Thin yttrium and rare earth oxide films produced by plasma enhanced CVD of novel organometallic π-complexes

Novel volatile cyclooctatetraenyl-pentamethylcyclopentadienyl sandwich complexes have been used as precursors to deposit thin yttrium and rare earth oxide films by means of PECVD. These compounds form pure oxide films in plasmas of argon/oxygen or argon/water-vapour, in nitrous oxide, and carbon dioxide at substrate temperatures of 350–400° C and power densities of 1.0–1.5 W/cm².The films were characterized by metal analysis, carbon analysis, XPS, CTEM electron diffraction, SEM micrographs, and FTIR spectra.