光谱结合主成分分析和模糊聚类方法的样品聚类与识别

针对紫外光谱结合化学计量学方法快速测定渣油烃族组成模型适应性问题,对渣油光谱进行主成分分析,以主成分得分作为聚类的特征变量进行模糊聚类,建立了光谱结合主成分分析和模糊聚类方法的样品聚类与识别方法和识别,为光谱结合化学计量分析方法中构正模型的正确选择提供了依据。     

遗传算法用于偏最小二乘方法建模中的变量筛选

利用全局搜索方法－遗传算法（genetic algorithms,GA)对近红外光谱分析中的波长变量进行筛选,再用偏最小二乘方法（patrial least squares,PLS）建立分析校正模型。对两类样品的近红外光谱分析应用实例表明,这种选取变量进行校正的方法,不仅简化、优化了模型,而且增强了所建模型的预测能力,尤其适用于单纯PLS较以校正关联的体系。     

近红外光谱仪的研制

采用电荷耦合器件（ＣＣＤ）为检测器研制了近红外光谱仪,该仪器具有结构简单,无可移动光学部件,性能稳定和扫描速度快的特点,主要技术性能指标如重复性,分辨率,波长准确性和噪音都可以满意常规分析的要求。并配有基于化学计量学的分析软件。已有多家炼油厂中应用,其分析结果符合标准分析方法的要求。     

小波变换在近红外光谱分析中的应用进展

小波变换(WT)具有很好的时频分离特征,信息处理能力强,已广泛用于分析化学领域;本文就小波变换在近红外光谱领域的应用进行简述。小波变换用于近红外预处理,提取有用信息,消除背景干扰,可以提高近红外的分析精度和模型稳健性;用于数据压缩可以减少数据库存储空间,提高建模速度;小波系数用于模型传递,具有传递速度快,稳健性强,所需标样少等特点;小波变换可以与神经网络、遗传算法等结合,在近红外分析领域呈现出良好的发展前景。     

CCD近红外光谱快速测定喷气燃料的冰点

从化学计量学角度研究了近红外光谱技术测定航空燃料冰点的原理．使用偏最小二乘法分别建立了短波近红外和长波近红外的航空燃料冰点快速测定模型．将近红外法冰点测定结果和标准方法（ＧＢ ２４３０—８１）测定结果进行了比较，两种结果吻合得很好（标准偏差为１．４７℃。），近红外光谱法具有分析精度高（标准偏差为０．５３℃），快速（单个样品分析时间为 ｌｍｉｎ）和操作方便的优点．实际分析结果表明，石油化工科学研究院研制的ＣＣＤ短波近红外光谱仪分析性能达到进口傅立叶近红外光谱仪水平。     

CCD近红外光谱谱图预处理方法研究

研究讨论了多通道电荷偶合器件（ＣＣＤ）检测器测量的近红外光谱谱图预处理方法及处理参数对光谱信噪比及校正模型质量的影响。对７００～１ １００ｎｍ范围内采用２０４８像素ＣＣＤ测定的近红外光谱,为获得较高的信噪比建议平滑一阶微分处理的窗口参数为９,二阶微分的窗口参数为１９。     

衰减全反射红外光谱法快速测定糠醛抽出油烃族组成含量方法研究

提出了一种衰减全反射红外光谱法快速测定糠醛抽出油烃族组成含量的方法,设计了一套重油烃族组成快速分析系统。实验收集了62个减压蜡油经糠醛精制后的抽出油样品,采用NB/SH/T0509-2010方法测定其饱和烃、芳烃含量,由差减法求得胶质和沥青质总含量。采用偏最小二乘法(PLS)分别建立了糠醛抽出油饱和烃、芳烃和胶质+沥青质含量的定量校正模型,其SEC分别为1.43%,0.91%和1.61%,SEP分别为1.56%,1.24%和1.81%,均小于NB/SH/T0509-2010方法规定的再现性误差,模型预测精密度小于标准方法的重复性误差要求。与现行标准方法相比,该方法速度快,操作简单,可显著提高糠醛抽出油烃族组成分析效率。该分析系统也可用于其他重油分析,具有很好的推广应用前景。     

一种基于目标因子分析的模型传递方法

在目标转换因子分析的基础上建立了一种新的模型传递方法,并将该方法与传统的分段直接标准化(PDS)方法进行比较。采用了两个样品集：虚拟样品集和配制样品(含苯,甲苯,二甲苯和异辛烷)的近红外光谱集。结果表明：新方法的传递效果至少与PDS方法的传递效果相同,对于谱图出现非线性变化的情况,新方法的传递效果更好。     

近红外光谱模型传递研究

针对不同型号的近红外光谱仪器(主机：SupNIR-2700,从机：Nicolet Antaris Ⅱ)间的模型传递和同一仪器(Nicolet Antaris Ⅱ)不同分辨率的光谱间的模型传递进行研究,提出了一种改进的PDS算法-SP-SG1st-PDS算法,该方法结合三次样条插值、Savitaky-Golay一阶求导和PDS算法。思路是通过三次样条插值拟在不破坏原始光谱固有的信息的前提下实现了主光谱与从光谱之间的匹配,然后对光谱进行S-G一阶求导去除光谱的基线漂移,再通过PDS算法进行模型传递,有效消除主、从光谱之间的差异,提高多元校正模型的预测精度。该方法用于醋酸乙烯酯在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中含量的研究,并且与小波去噪方法和S-G平滑方法作比较。实验表明：对于不同型号的仪器间的模型传递,新方法采用S-G一阶求导较其他方法有明显的优势,其验证集预测精密度RMSEP从20.595 0降低至0.374 8,明显优于S-G平滑(0.522 1)和小波去噪(0.516 7)方法,预测偏差也同样地被改善。对于同一仪器不同分辨率的光谱之间的模型传递,在模型传递前后其模型预测精密度RMSEP从0.272 2减少至0.255 3。通过提出的SP-SG1st-PDS算法,模型传递能应用于不同类型仪器之间,也能用于相同仪器不同分辨率的光谱之间,并且取得了满意的传递结果。     

磷酸二氢钾插层改性高岭土复合物的制备与表征

实验制备了磷酸二氢钾插层改性高岭土用于新型复合阻燃材料。首先以二甲基亚砜(DMSO)为前驱体,采用超声法制备了高岭土-二甲基亚砜(K-DMSO)插层物,再将醋酸钾(KAc)取代DMSO,制备预插层体高岭土-醋酸钾(K-KAc)。最后通过第三步插层取代法,将磷酸二氢钾(KDP)引入,制备了高岭土-磷酸二氢钾(K-KDP)插层复合物,产物的插层率达到81.3%。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对各步反应产物进行了表征。FTIR谱图显示,K-KDP在1 201 cm-1出现PO的振动峰;XRD显示各步插层反应中高岭土(001)晶面特征衍射峰依次向低角度方向移动,层间距相应从0.716 nm增加到1.59 nm;SEM显示插层后的高岭土粒子分散更为均匀。