矿化剂对铝酸钙粉的结构与光谱性能的影响

研究了矿化剂对制备铝酸钙粉的结构与性能的影响.研究中以铝矾土和石灰石为原料,加入一定量的矿化剂,混合均匀,经高温煅烧制得铝酸钙粉.借助于红外光谱、X射线粉末衍射、差热-热重分析等手段对不同原料的铝酸钙粉的结构、组成及性能进行了表征和研究,并对矿化剂在合成铝酸钙中的矿化机理进行探讨.研究表明:加入矿化剂后,可在更低温度条件下煅烧制备出铝酸钙粉,有利于节能减排.红外光谱分析、XRD分析、DTA-TG分析显示:未加矿化剂煅烧时,生成的产物主要是Ca3Al10O18,CaAl2Si2O8.加入矿化剂后煅烧生成的产物主要是易浸出Al2O3的CaAl3BO7和Ca3Al10O18,而不易浸出Al2O3的CaAl2Si2O8的含量大大降低.同时显示,加入矿化剂后,原料中的方解石(CaCO3)分解更容易;CaCO3与铝矾土反应更充分;更有利于促使铝矾土中的Al-Si键断裂,将铝矾土中的Al释放出来;并可降低铝酸钙的煅烧温度.研究还显示:加入矿化剂后,可以改变原产物的晶体结构与成分,有利于降低煅烧反应温度.     

胶原调制磷酸钙矿化成核位点的红外光谱研究

对胶原、胶原 /CaCl2 、胶原 /羟基磷灰石等几种体系的红外光谱进行了比较研究。发现胶原矿化后 ,红外光谱中胶原的酰胺Ⅰ ,Ⅱ ,Ⅲ带的吸收强度显著降低 ,Ⅱ ,Ⅲ带接近消失 ,Ⅰ带发生红移现象。提出胶原中的羧基 (COOH )、羰基 (CO )为胶原矿化的两类成核位点 ,钙盐在成核位点上结晶。脱钙胶原(胶原 /羟基磷灰石经盐酸处理 )的红外光谱与纯胶原相似 ,酰胺Ⅰ ,Ⅱ ,Ⅲ带的吸收强度恢复正常 ,表明 :钙盐对胶原中酰胺基的影响是由于钙盐在该成核位点上结晶而导致的“包裹”作用。根据酰胺 3个吸收带的不同振动方式 ,用“包裹”作用解释了胶原 /钙盐复合物中 ,酰胺Ⅰ与Ⅱ ,Ⅲ带的降低程度不同的原因。分析了胶原 /磷酸钙生物矿化的作用机制。     

不同矿化剂对水热法合成ZnO晶体形态的影响

研究了在350℃,填充度为35%时,分别以不同浓度的NaOH和KOH为矿化剂,合成具有不同晶体形态的氧化锌晶体。当以KOH为矿化剂,浓度小于2 mol.L-1时,只能合成出微米级晶体,随着矿化剂浓度增加,开始出现大的晶体,最大晶体的长度为50~100μm;如以NaOH作矿化剂,当矿化剂浓度为2 mol.L-1时,即可以合成出个体较大的晶体长度,最大晶体的长度达到100μm。提高矿化剂浓度,有利于合成个体更大的晶体,其长度远远大于以KOH作矿化剂时的晶体长度,最长为200~300μm,证实在350℃,以NaOH作矿化剂比KOH更易获得个体较大的晶体。     

红外光谱法研究成核剂对聚丙烯光氧化降解的影响

采用红外光谱和显微红外光谱,对添加两种α成核剂(TM-1、TM-3)和一种β成核剂(TMB-5)的聚丙烯(PP)的自然光氧化降解行为及机理进行了研究。结果表明,添加成核剂前后,PP的光氧化降解产物均含有酮、羧酸、酯、醇和不饱和烃等。三种成核剂的加入并没有改变PP的光氧化降解机理和降解产物,但都对PP的光氧化反应起了一定的加速作用。各体系的光氧化速率依次为：PP/TMB-5>PP/TM-3>PP/TM-1>PP。PP与添加成核剂的PP中的光氧化程度沿深度的分布表现出相似的规律：表面处的羰基指数最高,自曝晒表面向内部,羰基指数逐渐降低,到约250 μm处减小到约为0,这个范围称之为表面氧化层。表面氧化层的厚度不随曝晒时间的不同而不同,而是由紫外光的穿透能力、氧气的扩散、尤其是加工时样品中的温度梯度所决定的。     

矿化剂浓度和温度对水热法合成氧化锌晶体形态的影响

采用水热法，通过改变矿化剂浓度和温度合成了具有不同形态的氧化锌晶体。在较低的温度(350℃)，填充度为35％。矿化剂KOH浓度小于2mol／L时，只合成了氧化锌微晶。当矿化剂KOH浓度大于3mol/L时，合成出多种形态氧化锌晶体，大的晶体达到几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度从4mol／L增加到5mol／L时，晶体的大小没有明显改变。在高矿化剂条件下合成的晶体显露完整的晶面结构，主要显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}，有时也显露Zn面{0001}。晶体表面出现斑坑，显示出晶体的表面缺陷。在430℃，填充度为35％，矿化剂KOH浓度大于1．5moL／L时。合成了多种形态氧化锌晶体，大晶体有几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度为2mol／L，KBr浓度为lmol/L时，最大晶体的长度达到1mm。矿化剂KOH浓度为4mol/L时，晶体没有增大。粒度较大的氧化锌晶体形状多为六棱锥体，显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}。晶体表面光滑，完整性好。质量高于350℃时合成的晶体。     

应用红外光谱研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响

超氧化物歧化酶经不同强度的电场处理,利用红外光谱法研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响。结果表明,经不同电场强度处理的超氧化物歧化酶(SOD),其二级结构单元百分含量有不同程度的变化。α-螺旋和β-折叠结构单元在电场处理后,均为减少;β-转角结构单元均为增加;无规卷曲结构单元除4.0 kV·cm-1电场处理条件减少外,其余电场处理条件均为增加。电场处理具有使超氧化物歧化酶的α-螺旋、β-折叠向β-转角和无轨卷曲结构转化的作用,且不同电场条件下其转化情况不同。研究结果还表明,电场的作用使SOD活性发生改变,SOD活性变化与β-折叠含量变化相关。     

一种新型红外/紫外双色诱饵剂的光谱辐射特性研究

传统MTV型红外诱饵(以镁粉、聚四氟乙烯、氟橡胶为基本组分)的优点是其红外辐射总能量很高,可有效对抗传统热源寻的导引头。依靠燃烧高温产生光谱辐射的MTV诱饵,紫外波段和近红外波段辐射强度很高,红外中波段的辐射强度相对较低,而真实战斗机的紫外波段辐射强度较低,且其红外中近比一般大于1,因此,传统的MTV型诱饵无法对抗红外/紫外双色复合制导系统。根据光谱匹配原理设计制备了一种新型红外/紫外双色诱饵剂,基本组分为45%~75%的氧化剂(A₁/A₂)、10%~25%的燃料(B₁/B₂/B₃)、25%~50%的含能粘合剂(C₁/C₂/C₃)以及添加剂(D),使用CEA软件对药剂配方的燃烧产物进行了理论计算,通过计算结果初步确定诱饵剂配方中各个组分的含量;采用SR5000光谱辐射计、Tensor37遥感红外光谱仪测试其红外光谱辐射特性,并分别从测试原理和计算方法、测试环境的差异性以及测试结果的稳定性等方面分析了两种仪器测试获得的结果存在差异性的可能原因;采用S2000光纤光谱仪测试其紫外光谱辐射特性,测试结果与通过理论计算获得的战斗机紫外辐射强度较为吻合;采用Imager IR8325中波红外热像仪测试其燃温特性,结果表明该双色诱饵剂与真实目标具有较为接近的温度特征。实验结果表明,该诱饵剂的红外中近比为1<I_{3～5 μm}∶I_{1～3 μm}<3,3~5 μm红外辐射强度在0.9~2.5 kW·sr-1范围内可调,0.3~0.5 μm波段紫外辐射强度约为(20±5)W·sr-1,火焰温度在850~1 100 ℃之间,是一种性能优良的双色诱饵剂。     

研磨影响粘土结构的红外光谱研究

将高岭石和蒙石两种粘土矿物分别用干法和湿法连续研磨,通过不同研磨时间的各粉城叶变换红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）的实测和比较,发现干法研１２ｈ高岭石和蒙脱古老珠结构均开发改变,经４２ｈ高岭石的层状结构完全破坏,而经２４ｈ蒙脱石的层状结构即被破坏,但在湿法条件下研磨５４ｈ,它们的结构均无明显变化。由此可见,湿法研磨比干法好,文中还初步探讨了研磨影响粘土结构的原因。     

用红外光谱研究阴离子对镧甘氨酸配合物结构的影响

本文合成了阴离子为氯离子和高氯酸根的镧的甘氨酸配合物Ｌａ（Ｇｌｙ）３（ＣｌＯ４）３·Ｈ２Ｏ和Ｌａ（Ｇｌｙ）３Ｃｌ３·３Ｈ２Ｏ,测定了配合物的红外光谱,并作了比较研究。结果表明：配合物因阴离子的不同而形成二种不同的结构,二者都为一维长链结构,但甘氨酸的配位方式不同;在Ｌａ（Ｇｌｙ）３Ｃｌ３·３Ｈ２Ｏ中,有两分子水参与了配位,而Ｌａ（Ｇｌｙ）３（ＣｌＯ４）３Ｈ２Ｏ中则有一分子的高氯酸根参与了配位。     

药用植物川东獐牙菜红外光谱分析与鉴别

采用傅里叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、偏最小二乘判别分析(partial least square discriminant analysis,PLS-DA)和系统聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)快速鉴别不同产地川东獐牙菜(Swertia davidi Franch)。采集4个不同地区70株样品不同部位的红外光谱数据,原始光谱数据经预处理(自动基线校正,自动平滑,一阶求导,二阶求导)后导入OMNIC 8.2,比较吸收峰的差异;用SIMCA-Pa+10.0进行偏最小二乘判别分析(PLS-DA),以前三个主成分三维得分图比较产地鉴别效果;红外光谱数据导入SPSS 19.0,进行系统聚类分析(HCA),通过树状图比较不同部位分类效果。结果显示,(1)不同产地根的光谱图在1 739,1 647,1 614,1 503,1 271,1 243,1 072cm~(-1)附近的吸收峰有差异,不同产地茎的光谱图在1 503,1 270,1 246cm~(-1)吸收峰附近有差异;(2)相同产地不同部位的光谱特征峰有差异;(3)PLS-DA分析结果显示自动基线校正+自动平滑+二阶求导这种预处理方式分类效果最好,根的红外光谱数据产地鉴别效果最佳;(4)HCA的树状图,显示根的聚类分析结果正确率83%,茎的聚类分析结果正确率49%,叶的聚类分析结果正确率70%。FTIR技术结合PLS-DA与HCA方法能够快速准确地鉴别不同产地川东獐牙菜,不同部位产地鉴别效果有差异,根的光谱数据产地鉴别效果最佳,二阶求导处理增强了样品的特异性,使PLS-DA的三维主成分得分图分类效果更明显。     

可见-近红外光谱的小麦硬度预测模型预处理方法的研究

硬度是评价小麦品质的一个重要质量参数,对小麦的分类、最终用途以及小麦籽粒组成的研究都非常重要。为实现小麦硬度的快速、准确检测,在详细分析小麦籽粒成分对红外光吸收特性的基础上,研究建立径向基函数(RBF)神经网络模型实现对未知样品硬度的准确检测,并着重分析了不同光谱信号预处理方法对模型预测精度的影响。从各小麦主产区收集111个小麦样品,扫描样品获得可见-近红外光谱,采用马氏距离判断并剔除异常光谱;利用优化后的SPXY划分样品集合,得到校正集84个样品,预测集24个样品;利用连续投影算法(SPA)从262个光谱波点中提取47个特征光谱;分别使用一阶导数、二阶导数和标准正态变量变换(SNV)及其不同组合对光谱进行预处理,验证不同预处理方法之间的相互影响,寻找最优的预处理方法组合。校正集预处理后的特征光谱数据作为RBF模型的输入,采用硬度指数法测定的对应样品硬度作为输出建立模型。预测结果显示当采用SNV和SPA处理光谱数据时模型的效果达到最优,评价指标判别系数(R2)、预测标准差(SEP)和相对分析误差(RPD)可分别达到0.90, 3.02和3.11,表明基于可见-近红外光谱的RBF神经网络模型能够准确地预测小麦的硬度,与传统检测方法相比具有方便、快速、无损等优点,为小麦硬度的检测提供一条更为便捷与实用的方法。     

基于中波红外光谱遥测的温度估计算法

高于绝对零度的物体满足Plank定律,因此红外辐射在一定程度上反映温度。红外辐射测温具有响应速度快,分辨率高,能较好的实现对微小、高速移动等不可接触测量目标的温度测量。用一种先进的双波段红外遥感光谱系统采集不同温度金属的红外发射光谱,分析和研究这些不同温度的光谱数据所具有的不同特征。在此基础上,对样本提取重心位置、波峰位置、波长λ₁的值、波长λ₂的值四种光谱特征,寻找温度与其之间的函数关系;并建立多元线性回归模型,通过光谱反推温度值。实验结果表明,该方法可以有效的分辨有明显温差的高温物体,在实验所测温度范围内的测温绝对误差小于30 ℃,在测量误差小于20 ℃的置信区间内有98%正确率,优于一般系统需要保证目标发射率、大气透射率、环境等效辐射温度等复杂参数高精度的情况下2%的测温精度。该方法可以简单有效的对远距离目标测温,从而进一步拓展红外光谱遥测温度的应用领域。     

基于中红外光谱分析的微水对绝缘油电气性能影响研究

微量水分对绝缘油的介质损耗因数、电阻率等电气性能指标有明显的影响,探讨绝缘油受微量水分的影响规律,对于采取有效措施监控绝缘油的运行状态具有重要意义。首先对配制不同微水含量的绝缘油经过超声波振荡8h后再进行显微图像观察,得到该油水分散系中游离水和乳化水相对均匀程度在25 min内其分散状态较为稳定;在此基础上对油水分散系的介质损耗因数、电阻率指标进行了实验测试,得到了微水对绝缘油的电气性能指标的影响规律;然后对不同微水含量的绝缘油进行中红外光谱分析,得到不同微水含量的绝缘油在1 640,3 400,3 450,3 615 cm-1波数处的吸光度值。结合绝缘油中红外光谱分析的吸光度值变化以及实验测试结果表明油样在1 640,3 400,3 450,3 615 cm-1水分的特征波数处吸光度值数据随水分含量不同而产生明显变化,且吸光度值与水分含量的皮尔逊相关系数分别为0.964 1,0.984 8,0.984 5,0.944 0,油样中水分在相应特征波数处的吸光度值能够较好的反映出油样中水分含量的变化趋势;微水对绝缘油介质损耗因数的影响和水分子在3 400和3 450 cm-1特征波数处的吸光度值变化趋势之间的相关系数较大,分别为0.860 6和0.863 6;微水对绝缘油介质损耗因数的影响和水分子在1 640和3 615 cm-1特征波数处的吸光度值变化趋势之间的相关系数分别为-0.931 5和-0.9680,从而为绝缘油中微水的监测奠定了前期研究基础。     

红外光谱探究常见污染气体对丝织品结构的影响

丝织品是由丝蛋白质组成,高温、高湿及污染物等因素会使其结构发生变化。为了科学地评估博物馆中污染气体对丝织品结构的影响,采取人工模拟实验制备二氧化氮、二氧化硫、乙酸和氨气常见博物馆污染气体环境,利用傅里叶红外光谱（FTIR）从丝蛋白质肽链结构、二级结构等方面探讨4种污染气体对丝织品蛋白质结构的影响。实验结果表明,二氧化氮老化30 h后样品的红外光谱在1 382 cm-1波数附近出现甲基对称变角振动吸收峰,而其他气体老化50 d的丝织品仍未产生甲基对称变角振动,说明二氧化氮对丝织品破坏最严重。所有污染气体老化后,样品的红外光谱在975和999 cm-1丝蛋白-Gly-Ala-和-Gly-Gly-肽链（一级）结构特征吸收峰处均有不同程度减弱,但碱性气体氨气较酸性气体减弱更明显。傅里叶红外光谱技术结合酰胺Ⅲ带（1 330～1 200 cm-1）去卷积和高斯拟合法研究表明,50 d氨老化后仅引起丝蛋白质非结晶区的轻微变化,α-螺旋、无规卷曲、β-折叠含量变化幅度较小,丝蛋白二级结构变化较小。相比而言,酸性气体对丝蛋白二级结构影响更加显著,出现β-折叠相对含量大幅降低、无规卷曲相对含量明显增加,其结晶区遭受严重破坏。在4种气体中,二氧化氮对丝织品二级结构影响最显著,老化30 h后β-折叠相对含量由原始值30.36%降低至18.12%,约降低40%。相应的二氧化氮对丝织品强度破坏最严重,在β-折叠含量降低的同时,材料的力学强度出现了显著降低。利用波数在1 700和1 640 cm-1红外光谱吸收峰的比值（A_{1 700/1 640}）和波数在1 620和1 514 cm-1红外光谱吸收峰的比值（A_{1 620/1 514}）判断样品的老化方式,实验结果表明二氧化氮、二氧化硫、氨气老化样品的方式主要为氧化老化,而乙酸老化的样品则发生氧化老化和水解老化两种老化方式。随着老化时间的延长,4种气体中二氧化氮老化样品的A_{1 620/1 514}比值增加最多、氧化最严重。推断与二氧化氮的强氧化性有关,也与二氧化氮使丝织品产生显著的甲基对称变角振动有关。建议博物馆应严格监测和控制二氧化氮气体浓度。该研究为制定合理的丝织品文物存放环境提供科学依据,对丝织品文物的保护具有重要意义。     

基于OP/FTIR和反射转镜式干涉光谱仪的大气CO2浓度测量

对地球大气温室气体进行高精度的探测,是当今数值天气预报和气候与大气环境变化监测的发展需求。利用OP/FTIR测量法,将一台国内率先自行研制的中波红外反射转镜式干涉光谱仪,首次成功地用于地表大气CO2红外吸收光谱的测量。该反射转镜式干涉光谱仪的工作谱段为2 100~3 150cm-1,光谱分辨率为2cm-1。设计了大气成分探测方法,建立了大气浓度参数反演数理依据和定量分析算法。采用基于比尔定律的直接法和基于HITRAN数据库及仪器函数的仿真拟合法,建立了反演模型,并对CO2分子的浓度进行了反演。根据观测和模型分析,CO2的浓度反演结果在300~370ppm,呈现出随自然环境变化先缓慢降低再快速升高的趋势,并在下午至傍晚之间达到低值;同时,随时间的变化,用直接法计算的CO2浓度和用拟合法的仿真值表现出了良好的一致性,所有测量数据之间的相关性高达99.79%,相对误差不超过2.00%,达到了较高的反演精度。结果表明,在遥感测量大气成分方面,基于红外反射转镜式干涉光谱仪的OP/FTIR法是可行且有效的技术手段,直接法或拟合法皆可实现高精度的浓度反演。     

壳聚糖超细微粉的制备及其微观形态结构变化的研究

圆盘式粉碎机在常温下粉碎片状壳聚糖 ,制备平均粒径为 7.6 5μm,粒径分布范围为 0 .4— 32μm的壳聚糖超细粉末。以扫描电镜、粒度分析、红外光谱、分子量测定和 X射线衍射等测试技术 ,研究粉碎过程中壳聚糖形貌、粒径、分子结构和结晶结构等变化。结果表明 ,壳聚糖超细粉末具有粒径小、粒度分布窄、分子量较高等特点 ;除了结晶度由 5 7.9%下降为 34.6 %而导致其水溶性显著提高外 ,化学结构未因粉碎过程的机械作用而显著变化。     

依据光谱研究闪电回击通道核心的特征参数

闪电回击通道核心中的大电流及其强电磁辐射是引发多种雷电灾害的主要根源.随着现代科技的飞速发展,闪电防护工作显得越为重要.为了完善闪电防护系统,需要从描述闪电回击通道核心的特征参数入手深入研究闪电通道形成和发展过程的微观物理机制.截至目前,光谱观测是获取闪电通道核心特征参数的最佳手段.2015年夏天在青海高原地区的野外试...     

分布式多位置散射光谱法对被测组织内部信息的初步研究

分布式多位置散射光谱法从光子在组织中传播的“香蕉”路径这一理论出发,对测量组织的内部信息进行分析,有效消除了浅表组织对内部信息测量的干扰。设计了一种半透膜——牛奶双层结构仿体实验,以40组不同浓度的牛奶溶液代表需要被测的组织内部成分,牛奶上方盖以1至5层不同厚度的半透膜代表略有差异的浅表组织厚度干扰信息。通过贴合半透膜对该仿体采集分布式两点位置散射光谱数据样本200例,并以其中一单点位置的光谱数据为对照,均按3∶1的比例用BP神经网络的方法分别对下层牛奶溶液的浓度进行建模和预测。实验结果显示单一位置散射光谱和两点位置散射光谱均达到90%以上的训练拟合率和预测精度,且两点位置散射光谱的预测精度更高,达到98.41%。证明了运用光子传播路径的散射光谱法可实现对底层牛奶溶液浓度的有效预测,消除浅表组织对于测量内部组织成分的影响,且将多点位置考虑到建模过程中可进一步提高预测精度。从而验证了该方法对于在不破坏组织完整性的前提下对组织表层以下内部某种成分或物质浓度进行分析的可行性。