化妆品中草药添加剂的光谱特性研究

中草药作为化妆品天然添加剂 ,既能保持化妆品的特色 ,又有养护、保健和治疗的效果。某些中草药具有吸收紫外线的功能 ,而且有修复晒伤的作用。文章主要用紫外 可见分光光度计测定化妆品几种中草药添加剂的光谱特性 ,分析其对紫外光的吸收作用。说明野生绞股蓝对紫外光有较好的吸收作用 ,完全可以作为较好的防晒和保健化妆品的天然添加剂 ;党参、野菊花、黄芩和甘草对紫外光也有一定的吸收作用 ,可以作为一般化妆品的天然添加剂。川芎对紫外光吸收较差 ,不能作为防晒添加剂。     

遮阳护肤品防紫外线性能实验开发

利用组合式多功能光栅光谱仪、澳钨灯和吸收池,对遮阳护肤品进行光谱特性分析,对样品的基线和透射谱进行对比,同时配合对样品透过率的分析,可以得到样品的防紫外线性能,从而开发出一个非常受学生欢迎的综合性应用性实验。     

植物纤维原料的近红外光谱吸收机理的研究

研究发现,植物纤维原料中的木素、纤维素、半纤维素和提取物等主要成分的近红外光谱吸收、同一成分中的不同基团的近红外光谱吸收、不同结构的基团的近红外光谱吸收相互重叠,导致植物纤维原料的近红外吸收光谱十分复杂。然而研究结果表明木素与碳水化合物在C—H键的第一倍频区(1600—1800nm)有明显的吸收差别,木素的苯环在1668nm处有吸收峰,而碳水化合物由于没有苯环C—H键而没有发现有此吸收峰。这反映了植物纤维原料中木素组分在近红外光谱区的信息具有特征吸收,为植物纤维原料的性质分析提供了理论基础。     

山茱萸中防晒成分的提取及其稳定性

以考察山茱萸吸收紫外线防晒能力为目的,以紫外吸收值为指标,研究了超声波提取山茱萸中防晒成分的提取条件及其稳定性。结果表明,提取山茱萸药材中防晒成分的最佳提取方案为50%乙醇,料液比为1:30,超声时间为30min;通过分析发现温度,光照对山茱萸提取液稳定性的影响都不显著。山茱萸有较强紫外线吸收即防晒能力,是具有广谱防晒作用的天然植物。     

基于三维荧光光谱结合二维线性判别分析的油类识别方法的研究

油类污染严重威胁到自然环境及人类健康。因此,识别和处理油类污染非常重要。由于三维荧光光谱能够表征石油的荧光特征,故一般利用三维荧光光谱法检测溶液中存在的油类污染物。但油类的三维荧光光谱数据维度较高且直接分析的难度较大,因此可以利用数据降维方法提取原始油类样本的光谱特征,并利用所得到的光谱特征对样本进行识别。基于此,利用二维线性判别分析（2D-LDA）对油类样本进行特征提取,研究提取的不同样本光谱特征的差别,将得到的光谱特征作为K最近邻（KNN）分类的输入,得到相应的分类结果。首先,分别配制四种不同的油类（柴油、汽油、航空煤油、润滑油）样本各20个,共计得到80个油类样本;然后,利用FS920光谱仪采集所有油类样本的三维荧光光谱数据;其次,对采集到的光谱数据进行预处理,去除光谱中散射的干扰并标准化;最后,利用2D-LDA算法对样本进行特征提取,利用KNN算法进行分类,并将其分类结果与经主成分分析(PCA)进行特征提取后的分类结果比较。研究结果表明,2D-LDA提取特征的分类效果优于PCA。利用2D-LDA分别提取发射和激发特征得到测试集识别的准确率相同且都为95%,而将发射和激发光谱特征的分类距离相结合并重新进行分类的准确率为100%。表明两类光谱相对于三维荧光光谱具有互补性,将发射和激发光谱特征相结合能够更好地对样本进行分类。而利用PCA对测试集识别的准确率仅为85%,表明2D-LDA对三维荧光光谱数据的特征提取效果更好。与PCA相比,2D-LDA通过类内散度和类间散度最大化投影向量来提取样本的特征,使得同类样本尽可能接近,不同样本尽可能分离。因此,2D-LDA具有使降维后的数据更容易被区分的特点,故其鲁棒性好。该研究为油类的降维识别提供了一种参考。     

防晒霜的紫外光谱分析及防护持久性评估

采用光谱分析法,定量研究了各类防晒霜的防晒性能,覆盖UVA和UVB 2个波段,从物理防晒和化学防晒两方面研究其相关机制及防晒效果,并对防晒霜进行紫外照射,通过测量样品反射率及透射率研究其防晒效果随时间的变化.实验表明:所测样品的防晒机制均以物理防晒为主、化学防晒为辅,且不同防晒霜样品防护能力变化率均存在突变点,大多对UVB具有较强的防护作用.实验也表明光谱分析是判断防晒的防晒效果的有效方法.     

防晒霜防晒指数的光谱分析研究

防晒指数SPF是反映防晒用品防晒效果的主要指标,文章采用ASD公司的便携式光谱仪研究了防晒指数与光谱特性之间的关系。选用丁家宜SPF15,SPF20,SPF30三种品种防晒霜共75个样本进行了光谱分析,将样本分为60个试验样本和15个预测样本,用光谱仪获取样本的反射光谱数据。采用主成分分析法对400～960 nm范围内光谱数据进行处理,表明主成分1和主成分2的累计可信度达91%,再用偏最小二乘回归方法建立了校正模型,并用该模型对剩余15个样本进行预测。结果表明,预测相关系数为0.967 7,得到了较好的预测结果。说明文章提出的光谱分析方法具有很好的分类和鉴别作用,为防晒霜SPF值的检测提供了一种新方法。     

虎杖中防晒成分的提取与脱色研究

采用紫外分光光度法,以紫外吸收值为指标,研究了虎杖中防晒成分的超声波提取以及脱色对其防晒能力的影响。50%乙醇为虎杖中防晒成分超声波提取的较好溶剂,虎杖具有较强紫外线吸收即防晒能力,是具有广谱防晒作用的天然植物,但脱色对虎杖防晒能力有较大影响。     

基于激光诱导荧光的油类污染物检测系统研究

油类污染物具有破坏海洋生态系统和间接污染大气及土壤的危害,快速、准确地检测污染物的成分及其浓度具有重要意义。由于油类污染物光谱重叠严重,因此难以通过传统荧光分析准确加以区分。本文基于激光诱导荧光技术,以氙灯作为激发光设计荧光光谱检测系统,并对0#柴油、92#汽油和煤油进行扫描和检测,从而获得激发/发射光谱以及最佳激发/发射波长。并对该系统的软件算法部分进行改进,运用Savitzky-Golay卷积平滑直接获得更加精确的激发/发射光谱,更能全面、准确地反映油类物质的荧光特性信息。并与传统的荧光光谱仪得到的光谱图进行对比,经实验验证激光诱导荧光技术的荧光光谱检测系统的有效性,对油类污染物的荧光光谱信号的检测具有更高的灵敏度。     

低温和室温下除虫脲和高效氯氟氰菊酯的太赫兹谱分析

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对两种常用的卫生杀虫剂除虫脲和高效氯氟氰菊酯在室温(298K)和低温(90K)下进行了光谱测量与分析.实验观察到两种物质存在各自明显的特征吸收峰,可将其作为太赫兹波段的指纹谱用于物质分子识别.低温与室温的太赫兹谱相比无论特征峰频率或特征峰强度都有明显的差别,蓝移和红移现象同时存在,并且低温下的特征吸收强度显著增强.为进一步理解太赫兹光谱振动吸收特性,利用CRYSTAL09软件完成了晶体的密度泛函理论模拟,其模拟结果预测出了两种物质的所有吸收峰.     

Fluorescence of aqueous solutions of commercial humic products

We have studied the spectral luminescence characteristics of aqueous solutions of humic products obtained from different raw material sources, and their behavior as the excitation wavelength increases from 270 nm to 355 nm. We have identified differences in the spectral properties of industrial humic products from coalified materials, lignin-containing organic waste, and humic products from plant raw material (peat, sapropel, vermicompost). We have shown that humic products from plant raw material have spectral properties closer to those for humic substances in natural water or soil than humic products from coalified materials.     

Interfacial effects in short sisal fiber/maleated castor oil foam composites

In this study, bio-foam composites are produced using short sisal fiber as the reinforcement and modified castor oil as the matrix, respectively. The foam composites with an average cell size of 200 μm possess properties similar to those of commercial polyurethane foams. The effects of fiber loading, fiber length and foam density on the compressive properties of the foam composites are reported in relation to the interfacial interaction. It is found that the addition of chopped sisal alters cell structure of the foam. Surface pre-treatment of sisal by alkali or silane coupling agent helps to improve the mechanical properties and interfacial adhesion. The exposure of the fibers to the gas cells of the foam reduces the effectiveness of interfacial effect, which is different from the case of conventional bulk composites. As a result, the reinforcing ability of sisal fibers becomes a function of fiber length and so on.     

Laser spectral analysis of starch products

We have developed laser spectral analysis (LSA) methods for quality control of starch products in the raw material stage and after thermomechanical processing (extrusion). We show that it is possible to plot a common calibration curve for analyte elements in different types of analyte samples, i.e., we have established that there is no matrix effect on the analysis results.     

蓖麻油中无机元素的质谱分析

建立了乙醇稀释-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定蓖麻油中多个无机微量元素的分析方法。蓖麻油样品用乙醇稀释,使用ICP-MS法直接测定。在等离子体氩气流中加入少量氧气,使高浓度有机溶液进入等离子体中完全燃烧,防止了高碳在质谱锥口和离子透镜上的冷凝沉积,采用八极杆碰撞/反应池(ORS)消除了质谱干扰,多元素(Sc,Ge,Rh,Ir)内标溶液的使用消除了基体效应,维持了各元素分析信号的稳定,通过向待测溶液中加入Au标准溶液,使元素Hg形成金汞齐消除了记忆效应。20个待测元素的线性相关系数≥0.999 5,检出限在0.06～20.1 ng·L-1之间,回收率为90.4%～110.2%,相对标准偏差(RSD)≤4.8%。通过对不同来源蓖麻油样品进行分析,结果显示,三个样品中元素的含量存在较大差异。方法能快速、简便、准确测定蓖麻油中的多个无机元素。     

玉米秸秆常压催化液化及产物分析

以玉米秸秆粉末为原料,浓磷酸为反应催化剂,选取多种有机溶剂为液化剂,170 ℃的条件下,在高压反应釜中制备秸秆生物质油。考察了三乙酸甘油酯复配碳酸乙烯酯、甘油复配碳酸乙烯酯以及聚乙二醇复配碳酸乙烯酯(均为6∶1ω/ω)三种不同的混合液化剂对液化得率和生物质油产品性能的影响。采用气质联用仪(GC-MS)分析秸秆生物质油的化学组成;傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析原料和液化残渣的主要官能团。实验结果表明聚乙二醇与碳酸乙烯酯混合溶剂液化时,秸秆生物质油得率为97.84%,三乙酸甘油酯与碳酸乙烯酯混合液化时得率为80.20%,甘油与碳酸乙烯酯混合液化时得率为36.97%。FTIR分析结果表明,以聚乙二醇与碳酸乙烯酯混合溶剂为液化剂,秸秆中纤维素、半纤维素和木素的特征官能团几乎全部消失,液化效果最好。GC-MS分析结果表明,生物质油的成分复杂,主要包括有机酸和酮类、醇和醚类、芳香类、糖类和酯类等化合物。     

Local field enhancement near spherical nanoparticles in absorbing media

It is shown by numerical simulation that the enhancement of the field near metallic nanoparticles is most significant in the transparency region of the matrix material and falls off as the absorption coefficient rises. In an absorbing matrix medium this leads both to an increase in the fraction of energy absorbed by the matrix material and to a substantial transformation in its spectral distribution. This is illustrated for the case of copper phthalocyanine with silver nanoparticles. By choosing the size of the introduced plasmon nanoparticles it is possible to enhance the absorption in the visible for the materials used in solar cells and thereby increase their energy efficiency.     

Preparation and Mechanical Properties of Composites Based on Rigid Polyvinyl Chloride Filled with Organic Modified Illite Powder

Illite powder, modified by an aluminate coupling agent, was used as a filler to strengthen polyvinyl chloride (PVC) resin with mechanical properties of rigid PVC/modified illite composite being tested. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were applied for the structural characterization of the raw materials. SEM and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) measurements were used for demonstrating the effect of modification of the illite powder. Results from tests of mechanical properties showed that, when the dosage of modified illite powder was 2 parts per hundred parts by weight, there was an obvious toughening effect on rigid PVC material; the notched impact strength was increased by 59% in comparison to neat rigid PVC, but the elongation of the composites decreased slightly.     

液体介质快脉冲电压下击穿特性研究

 设计了液体介质快脉冲击穿试验装置和电压电流测量系统，研究了重复频率、电极形状及电极间距与介质击穿场强、击穿电压和击穿时延等击穿特性参数的关系，比较了变压器油、十二烷基苯、蓖麻油三种典型液体绝缘介质在直流及快脉冲电压作用下的绝缘性能。结果表明：短脉冲持续时间下液体绝缘材料有异常高的击穿场强；重复脉冲串作用下的击穿场强比单个脉冲下明显减小，重复频率2 kHz时击穿场强减小了约30％；电极头半径大小对击穿也有影响，半径R＝5 mm时，击穿电压最高；击穿时延随击穿场强减小而变长，在其他条件相同的情况下，测得击穿时延随机波动；蓖麻油的快脉冲电压绝缘性能最好，变压器油次之。     

Electroluminescence and N2 laser excited fluorescence of high field electroformed castor oil and liquid paraffin

The method of preparation of electroluminescent (el) cells using dielectric liquids like castor oil and liquid paraffin by an electroforming process is presented. Theel spectrum of the material derived from castor oil exhibits a large number of sharp lines which can be grouped into four distinct series superposed on a broad background. Theel spectrum of liquid paraffin cells does not show any significant line features. The N₂ laser excited fluorescence spectra of these oils and of the respective electroformed materials are also recorded. The electrical and brightness characteristics of these cells are discussed in detail.     

基于近红外光谱检测技术的水泥生料成分含量检测研究

近红外光谱检测技术已经成功应用于水泥生料成分的快速检测,但我国水泥企业在生产水泥生料时所用原材料品种不一,使用不同的原材料进行生产时对近红外光谱建模带来一定影响。为了研究不同原料生产的水泥生料近红外光谱建模差异,对不同地区水泥生产线所生产的水泥生料进行建模研究。选取两个不同地区水泥生产线的水泥生料样本各95份和82份,各自选取80份和67份作为校正集,15份作为验证集。首先将两条水泥生产线的样本每份重复装样测3次光谱,取平均光谱做为样本的近红外光谱。然后通过采用S-G平滑法对两个不同地区所生产的水泥生料近红外光谱进行预处理。对比发现两个地区水泥生料近红外光谱存在一定差异,采用偏最小二乘回归算法建立检测模型,所建立的模型精度差异较大。采用CARS波段挑选法,分别对两种水泥生料近红外光谱进行挑选,生产线一的水泥生料样本SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃和CaO近红外光谱波段由3 113个变量分别保留了85,89,55和67个变量,生产线二的水泥生料近红外光谱则分别保留了51,55,55和55个变量,且保留的波段明显存在一定区别。最后分别建立了两个地区的水泥生料SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃和CaO近红外光谱检测模型。通过对比发现原材料不同时所挑选的波段不同,且检测模型预测效果良好。生产线一的SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃和CaO检测模型的RMSEP（预测均方根误差）分别为0.109,0.053,0.034和0.185,生产线二 的SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃和CaO检测模型的RMSEP分别为0.084,0.024,0.023和0.184。结果表明当水泥生料的原材料发生变化或者产地不一时,不能仅靠修正模型对水泥生料进行检测,而是需要重新进行近红外光谱建模,且光谱波段选择也会发生变化。采用波段挑选法对水泥生料近红外光谱进行波段挑选能够提高检测模型的模型精度。