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1.
硝酸盐是水中“三氮”(硝酸盐氮、氨氮、总氮)之一,是反映水体受污染程度的一项重要指标。传统 “现场采样-离线分析” 的硝酸盐化学检测方法操作繁琐、耗时长,难以满足现代水环境实时在线检测需求。由于硝酸根在紫外区具有很强的紫外吸收特性,并且紫外吸收光谱法具有简便快速、可实现实时在线监测等特点,近年来被广泛用于硝酸盐浓度的测量。但使用紫外吸收光谱法检测水体硝酸盐含量时,容易受到水体浊度影响,造成谱线非线性抬升,导致测量误差。目前对浊度补偿算法的研究大都用于水中COD含量的检测,对硝酸盐检测中浊度干扰去除研究较少。为此提出一种基于一阶导数紫外吸收光谱的硝酸盐浓度测量方法,该方法可以减小浊度干扰,从而提高紫外光谱快速检测硝酸盐含量的准确度。通过测量福尔马肼与硝酸钠标准溶液和它们混合溶液在190~300 nm波段的紫外吸收光谱并做一阶导数光谱处理,处理后的光谱采用Savitzky-Golay滤波进行去噪平滑处理,比较浊度与硝酸盐紫外吸收一阶导数光谱特征,分波段研究浊度对硝酸盐紫外一阶导数光谱影响,结果表明硝酸盐导数光谱在220~230 nm波段受浊度影响小;选取220~230 nm波段作为光谱分析区间,以30种不同浓度混合的福尔马肼与硝酸钠溶液作为训练样本,利用偏最小二乘算法建立硝酸盐定量分析模型,使用该建模模型预测剩下的6种不同浓度福尔马肼与硝酸钠混合溶液中硝酸盐的浓度,结果表明福尔马肼干扰下硝酸盐测量结果的预测决定系数(correlation coefficient,R2)为0.994 3,预测均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)为0.346 9 mg·L-1。为进一步验证该方法的准确性与稳定性,使用该建模模型预测高岭土与硝酸钾配制的混合水样中硝酸盐的浓度,结果表明该方法对高岭土干扰下硝酸盐测量结果的预测决定系数r2为0.991 5,预测均方根误差RMSEP为0.362 8 mg·L-1。综上所述,提出的硝酸盐浓度紫外导数光谱检测方法,采用220~230 nm波段的紫外导数光谱数据,结合PLS建模,可以快速准确测量在浊度干扰下水体硝酸盐的浓度,为发展实际水体硝酸盐在线监测技术与设备提供方法基础。  相似文献   
2.
紫外吸收方法中,硝酸盐氮(NO-3-N)的紫外吸收峰在202.0 nm左右,而亚硝酸盐氮(NO-2-N)的紫外吸收峰在210.0 nm左右,两者吸收峰位置距离很近,因此,在分析过程中两者的紫外吸收曲线严重重叠,相互之间严重干扰,不经过分离很难用单波长对二者的含量进行测定而常用的国标方法过程又过于繁琐,耗时较长。为了准确、快速、环保的实现环境水体和饮用水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮快速监测,避免国标方法中对二者测定的诸多不足,结合紫外吸收和二阶导数光谱法,在不经过任何预先分离处理的情况下,建立了水体中这两种物质的快速分析方法,实现水样中二者的快速准确测定。研究采用优级纯试剂配制硝酸盐氮和亚硝酸盐氮系列标准溶液。以去离子水做参比,采用紫外-可见光分光光度计扫描其在195~250 nm范围内的紫外吸收光谱,之后采用Origin软件对所获得的光谱图做二阶导数处理,并采用Origin软件中的Savitzky-Golay方法对处理后的二阶导数光谱进行平滑处理以去除其他无关的干扰和噪声。通过观察上述所得两组二阶导数光谱图,得出以下结论,不同浓度的亚硝酸盐氮样品在223.5 nm处吸光度的二阶导数均为0,不同浓度的硝酸盐氮样品在216.5 nm处的吸光度的二阶导数也均为0。通过实验可见硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合样品的紫外吸收光谱的二阶导数在这两个特定波长处符合朗伯比尔定律。实验通过配制硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合样品,并扫描混合样品的紫外吸收光谱,采用上述方法对所得光谱做二阶导数及平滑去噪处理。研究混合样品二阶导数光谱图可以看出在硝酸盐氮浓度相同而亚硝酸盐氮浓度不同时,亚硝酸盐氮的浓度变化会对硝酸盐氮的吸光度的二阶导数有影响,但是各种混合样品的二阶导数光谱在223.5 nm处几乎交叉于一点,说明此处亚硝酸盐氮的浓度不同不会对硝酸盐氮的二阶导数吸光度有影响。且在223.5 nm处硝酸盐氮二阶导数吸光度随浓度增加而线性增加。因此,223.5 nm可作为混合组分中硝酸盐氮的测定波长。参照以上方法,可得亚硝酸盐氮的测定波长为216.5 nm。在223.5 nm处对单组分的硝酸盐氮的浓度值及其相应的吸光度的二阶导数进行线性回归,其线性关系良好,得到标准曲线的回归方程为C=438.69A+0.015,R2=0.995 9。同理,得到亚硝酸盐氮在216.5 nm处回归方程为C=-657.29A+0.068 8,R2=0.998。为了验证这种方法在实际水样测量中能否成立,取秦皇岛市新河、汤河以及戴河三种河水水样进行实验验证,结果表明,回收率在96.7%~103.0%之间,相对标准偏差在1.46~3.68之间。该方法结果较准确,且操作更加简便,成本较低,可同时实现硝酸盐氮和亚硝酸盐氮快速在线监测。  相似文献   
3.
紫外分光光度法(UV法)由于较传统化学方法具有效率高操作简便、无二次污染且可现场原位测试等优点,近些年来被广泛应用到水质参数的测试中。硝酸盐氮是工业废水中的主要污染物之一。基于UV法测量水体中硝酸盐氮浓度的标准方法是分别测量水样在220nm和275nm处的吸光度,然后用275nm处的吸光度对220nm处的吸光度进行校正,进而绘制出校正后的吸光度与硝酸盐氮浓度的标准曲线。然而,当硝酸盐氮浓度升高时,标准法所采用的朗伯比尔定律的线性关系以及不同物质吸光度叠加的线性不能很好地满足,在实际的实验测试中也发现,很难建立硝酸盐氮在220nm处的吸收模型。为了克服单波长或双波长方法的缺陷,将硝酸盐氮吸收峰范围的各个波长的吸光特性引入到模型的建立之中。同时,为了降低模型的复杂度,在建立模型之前先对吸光度数据进行主成分分析,将输入数据的维度数从107压缩到4,然后对压缩后的数据使用局部加权线性回归法建模,该吸收模型对于训练样本和测试样本都有较好的预测结果,且能够适应高浓度时吸光度与浓度的非线性关系,测量上限可达几百mg·L~(-1)。另外,此方法的原理和流程也适用于其他水质参数吸收模型的建立。  相似文献   
4.
5.
1-Amino-3-dodecyl-1,2,3-triazolium nitrate, as a novel energetic surfactant, has been synthesized in four steps, namely addition-elimination, cyclization, alkylation and metathesis. Its structure was confirmed by 1H NMR, IR, and MS. The effects of various reaction parameters, including stoichiometry, reaction temperature and time, were investigated in details. In addition, the physical and chemical properties of this energetic surfactant were measured.  相似文献   
6.
王海潮  唐明金  谭照峰  彭超  陆克定 《化学进展》2020,32(10):1535-1546
硝酰氯(nitryl chloride,ClNO2)是大气中一种重要的气态污染物,对大气氧化性、一次污染物的降解和二次污染物的生成具有重要影响,并在全球氮循环和氯循环中扮演着不可忽视的角色。本文归纳了ClNO2的基本物理化学性质及其在大气中的生成和去除机制,并介绍了实验室研究和外场观测中ClNO2的主要测量方法。在此基础上,本文总结了过去十几年报道的ClNO2在实际大气中的时空分布特征,通过分析实验室模拟和外场观测的研究结果系统讨论了ClNO2非均相生成的机制、产率及其影响因素,探讨了ClNO2对氯自由基、大气氧化性以及臭氧和硝酸盐形成的影响。我们指出,ClNO2既耦合了气相化学和非均相化学,又耦合了夜间大气化学和日间光化学,在我国大气复合污染中可能起着非常重要的作用。最后,本文提出了ClNO2大气化学研究中尚待解决的关键科学问题,并简要讨论了该领域的未来发展方向。  相似文献   
7.
Lin H  Lin Q  Zhang Y  Zhang J  Chen L 《色谱》2012,30(4):374-377
采用戴安公司谱睿(Pre)在线样品除氯技术,结合OnGuard Ba柱去除硫酸盐,建立了离子色谱直接测定海水中亚硝酸盐硝酸盐和磷酸盐的方法。该方法以IonPac AG23为富集柱,高容量IonPac AS23为分离柱,淋洗液自动发生装置在线产生KOH溶液进行梯度淋洗,抑制电导检测。实验结果表明: 样品稀释5~10倍时,直接进样不会干扰目标物测定。当流速为1 mL/min、进样量为500 μL时,海水中NO~2-N、NO~3-N、PO3~4-P的方法检出限分别为0.3、0.4、0.2 μg/L,线性范围分别为10~500 μg/L、14~680 μg/L、3.4~170 μg/L,线性相关系数r均大于0.9990。测得人工海水样品中目标物的加标回收率为92%~106%,相对标准偏差(RSD, n=6)为1.2%~7.7%。该方法一次进样可在13 min内完成分析,具有操作简单快捷、无污染等优点,能满足近海海水中NO~2、NO~3、PO3~4的定量分析要求。  相似文献   
8.
用尿素-硝酸盐燃烧法制备了一系列的负载于HZSM-5上的CuO-ZnO-Al2O3纳米复合材料(CZA/HZSM-5)。研究了燃料与氧化物的比率对所合成的复合材料的理化性质的影响。用TGA/DTG,FTIR和XRD等研究了尿素-硝酸盐凝胶的热分解和煅烧粉体的相演变过程。FESEM结果表明在燃烧过程中燃料的用量对CZA/HZSM-5的性质有重大影响。CuO和ZnO的晶粒首先随尿素量的增加而增大,然后随尿素量的增加而减小。CuO和ZnO的相对结晶度随燃料量的增加表现为非单调趋势。随着燃料与硝酸盐的比率的增加,CZA/HZSM-5不仅形貌变得超细和均一,而且表面孔隙率也显著增加。FTIR结果表明HZSM-5的结构甚至在负载了CuO-ZnO-Al2O3纳米粒子后也未被破坏,而且在CuO和ZnO与HZSM-5之间还有表面的键合。TGA/DTG结果指出燃烧合成法是一种由若干过程组合起来的方法,例如前驱体的热分解和前驱体间的放热反应等。另外,提出了CuO-ZnO-Al2O3负载在HZSM-5上的生成机理。  相似文献   
9.
以g-C_3N_4-TiO_2为光催化阴极,耦合生物阳极进行光催化还原硝酸盐研究。考察了空穴清除剂、曝气条件、生物阳极对光催化还原硝酸盐的影响,并对还原机理进行分析。结果表明在曝氮气、有生物阳极时硝酸盐去除效果最好,空穴清除剂对硝酸盐还原影响较小。反应210 min后硝酸盐去除率为72.57%,副产物亚硝酸盐浓度为0.31 mg·L~(-1),氨氮未检出。经重复实验后,负载的催化剂不脱落,催化剂活性基本不变,可重复使用。  相似文献   
10.
基于支持向量机测定水质中硝酸盐含量   总被引:2,自引:0,他引:2  
针对水质中被测物硝酸盐与干扰物铁离子、铬离子紫外吸收谱线严重重叠的问题,将支持向量机应用于混合重叠光谱分析中,利用核函数将重叠的光谱数据进行高维空间变换后求得SVM回归模型,实现硝酸盐含量的光谱检测。实验结果表明:硝酸盐浓度在0.5—10mg/L范围内,所测得含量的最大相对误差为3.2%;平均回收率为100.9%,本法与传统的方法相比,要求条件较低,不需要物理或化学的分离,分析速度快,有望应用于在线监测污水中硝酸盐的含量。  相似文献   
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