中红外光谱结合CA-SDP-DenseNet的木材种类识别研究

光谱分析在木材种类识别领域具有一定的潜力,而其中的中红外光谱也广泛应用于定性及定量分析。该研究中红外光谱法识别木材种类的报道中,基于深度卷积神经网络可以在参数较少的条件下获得较高的识别率。提出了一种聚类分析(CA)、对称点阵图像分析(SDP)与深度学习(DenseNet)相融合的算法,利用DenseNet的优势提高中红外光谱法识别木材的准确率。首先,采集了愈疮木、巴里黄檀、刺猬紫檀、大果紫檀、螺穗木5种木材样本的250组中红外光谱数据,应用欧式距离进行了异常值剔除,剩余240组作为待分析数据并对其进行分类的可行性分析。对光谱数据进行SDP转化分析,确定SDP转化的最优参数;之后,运用CA筛选原始光谱数据的特征,根据CA不同阙值确定了三组维数的特征并进行讨论,通过对比三组特征数据经过SDP转化后图像间的类内相似性和类间差异性,初步确定了最优维数特征;再将初步确定的最优维数特征数据输入到SDP-DenseNet模型中,获得模型识别的准确率;最后通过对比分析验证了模型的有效性,一方面将原始数据及其余两组对照维数的特征数据分别输入到SDP-DenseNet模型中,对比识别的准确率;另一方面以最...     

纳米氧化锰表面功能化木材的制备及性质

采用水热反应法制备了纳米氧化锰负载木材.通过扫描电子显微镜和能谱分析对样本进行了微观形貌和元素含量检测,并探讨了在不同处理条件下得到的纳米氧化锰负载木材在耐腐性和抗菌性方面的表现.数据分析显示,氧化锰负载木材的耐腐性和抗菌性均优于未处理的木材,水热反应中采用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂时木材表面的氧化锰物相最纯净,且木材样本的性能优于其它条件下制备的样本.     

木材中五氯苯酚的检测方法研究进展

综述木材中五氯苯酚的检测方法。高效液相色谱法不需要复杂的衍生化操作,具有良好的选择性与较高的灵敏度,是高沸点、热稳定性较差的五氯苯酚较理想的分析方法,该方法简便,检测成本较低,易于在检测机构及企业推广应用;采取乙酰衍生化,应用毛细管色谱柱进行分离的气相色谱法(电子捕获检测器)是目前五氯苯酚常用的检测方法,该方法简单,但易存在假阳性结果且无法识别;电极法可避免使用有机溶剂,减少环境污染,但苦味酸根离子有明显干扰;气相色谱-质谱法可以准确地进行定性定量分析,有效地去除基质干扰,该方法选择性好,灵敏度高,检出限低,具有良好的发展前景。     

化学改性转化木材为塑性和热固性材料

综述了利用经典的纤维素酯化和醚化改性反应对木材进行化学改性, 使其转化为可溶或可熔的新型热塑性或热固性高分子材料的方法及这些新材料的应用。     

高压消解—ICP-AES测定木材及木制品中的铜铬砷

研究了木材及木制品的制备,样品被制成锯末,过孔径为0.5mm的筛,在105℃烘干4～5 h,采用方差分析法进行样品均匀性试验。比较了湿法、干法、高压消解(包括密闭微波消解系统和钢衬聚四氟乙烯消解罐消解)样品的前处理方法。从比较结果来看,湿法消解适用于测定样品中可溶性的铜铬砷,干法消解和高压消解适用于测定样品中总的铜铬砷,但干法消解使砷有挥发损失。探讨了酸度效应和基体效应。建立了高压消解—ICP-AES测定木材及木制品中铜铬砷总量的方法。铜铬砷的检出限(3σ)分别为：1.2,0.2,7.1 mg·kg-1,相对标准偏差为0.2％～1.5％,回收率为92％～106％。该方法为控制木材、木制品及其废弃物中有害物质提供了更为合理的结果,已应用于实际的检测工作。     

L-半胱氨酸预还原断续流动-HG-AFS法测定木材及木制品中微量砷

采用L-半胱氨酸为预还原剂,建立了断续流动进样氢化物发生-原子荧光光谱法测定木材及木制品中微量砷的方法。确定了仪器的最佳工作条件,考察了介质和载流酸度、硼氢化钠浓度、L-半胱氨酸浓度和载流流速的影响以及共存元素的干扰情况。方法简便、快速。在选定的测定条件下,砷的检出限为0.15μg.L-1,相对标准偏差为5.1%,回收率为95%~102%。     

基于时域核磁共振技术的木材吸湿过程研究

木材吸湿会对其力学性能和尺寸稳定性产生影响,深入了解木材吸湿过程中水分状态的变化有重要意义.利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,以美国黄杨木和红橡木作为研究对象,对木材吸湿过程中水分状态和弛豫特性进行研究.结果显示:吸湿过程的前4h,两种木材试件结合水峰面积迅速增大,自由水峰面积无明显增长,说明在吸湿初期,增加的水分主要以结合水为主;在达到吸湿平衡后,红橡木试件内自由水峰面积约为黄杨木试件内自由水峰面积的2倍,这是由于与黄杨木相比,红橡木管孔孔径较大,因此在吸湿过程中,红橡木的自由水吸湿速度较快,吸湿量大于黄杨木.     

聚芳基乙炔树脂/杉木粉木材陶瓷的制备与表征

用聚芳基乙炔树脂浸渍杉木粉,固化制得聚芳基乙炔/杉木粉复合材料,经高温炭化得到了一种新型木材陶瓷。 用DTG分析了聚芳基乙炔树脂和复合材料的热稳定性,用XRD、LRS和SEM研究了炭化温度和树脂用量对木材陶瓷物相构成、断面微孔形态和抗压强度的影响。 结果表明,木材陶瓷呈三维多孔结构,孔分布比较均匀;复合材料保持了很高的热分解温度(325 ℃)和残碳率(70%)。 随着炭化温度升高,d002晶面间距由0.3895 nm减小至0.3530 nm,而微晶尺寸Lc和La有不同程度增加。 木材陶瓷的开孔率随炭化温度的升高由31.5%减小至20.1%,而抗压强度由3.0 MPa增大至6.2 MPa。 树脂/杉木粉质量比对木材陶瓷的微孔尺寸和形状有较大影响,但对石墨微晶尺寸影响不明显。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定防腐剂及防腐处理后木材中的铜铬砷

欧盟对含砷防腐剂处理木材在民用中的危害进行了风险评估,认为砷具有生殖毒性,是一种已知的致癌物。为了消除含砷防腐剂的危害,欧盟2003/02/EC指令和美国环境保护局(EPA)规定,禁止将     

四种黑檀心材的红外光谱差异化与聚类分析

利用红外光谱结合模式识别和二维相关光谱对乌木、东非黑黄檀、风车木和成对古夷苏木四种黑檀硬木心材进行鉴别和聚类分析。红外光谱显示四种木材中的主体成分为纤维素（特征吸收峰位置在~1 370, ~1 158, ~1 034和~895 cm-1附近）、木质素（特征吸收峰位置~2 935, ~1 510, ~1 462和~1 426 cm-1附近）和草酸钙（特征吸收峰位置~1 615, ~1 318和~781 cm-1附近）。三种主体成分在四种木材红外光谱之间的相对峰强度H表明：乌木和东非黑黄檀中木质素含量较高,风车木中草酸钙含量较高,成对古夷苏木中含有一定量的脂类成分。根据红外光谱的差异性选取不同的波段,优选计算参数,分别对四种硬木心材进行相关系数判别分类和SIMCA聚类分析。相关系数判别分类模式识别中,成对古夷苏木中有一个样本未得到有效的验证,但是其余三个木材样品均得到了有效验证。SIMCA聚类模式识别中,四种木材心材之间的识别率、拒绝率和验证率都达到100%,说明不同木材之间没有重叠区域,可以完全的区分识别。二维相关红外光谱中,乌木与东非黑黄檀在升温过程中纤维素的C—O和C—C基团对温度敏感性较高,风车木中草酸钙热敏性较高,成对古夷苏木中木质素的热敏性高于纤维素。红外光谱结合聚类分析和二维相关红外光谱,不仅可以对木材主体成分进行的定性和相对含量的分析,在完善聚类模型基础上还可以对木材种类进行快速、有效的分类模式识别。