黄铁矿氧化的原位衰减全反射红外光谱表征

黄铁矿是自然界普遍存在的一种矿物,容易发生氧化反应,是酸性矿山废水(AMD)的主要来源。研究黄铁矿氧化有助于揭示其产生污染的机制。通过黄铁矿氧化生成硫酸,硫酸再与黄铁矿中所含碳酸盐(钙)反应生成二氧化碳这一设计实验,实现了黄铁矿在大气环境和水环境中氧化的原位衰减全反射红外光谱表征。通过对反应生成的CO₂进行原位表征,发现黄铁矿在空气和水中均存在明显的氧化作用,二者的氧化速率随时间而下降,差别在于,黄铁矿在水环境中的氧化速率下降较之在大气中显著,表明黄铁矿在水中的氧化较之在大气中要慢。在衰减全反射测量中,2 350 cm-1处表征CO₂的双吸收峰的选择性好,并可实现原位分析。     

何首乌及其提取物的漫反射和衰减全反射红外光谱研究

采用漫反射和衰减全反射两种红外光谱分析何首乌及其提取物。结果表明,以丙酮为提取剂时,何首乌其提取物中,韧皮部的有效成分含量最高,木质部的有效成分含量最低;通过两种方式的比较,发现何首乌及提取物的红外谱图存在一定的差异,何首乌在3 576和3 147cm-1有两个平缓的吸收峰,而提取物则在3 351cm-1有一强吸收峰,表明提取物中的OH…活性成分较多;同时,何首乌在931,859,766和709cm-1处有明显的吸收,而其提取物则没有,这也表明提取的是活性成分。     

衰减全反射红外光谱对易燃液体的快速筛选

纵火是一种严重危害公共安全和社会稳定的个人极端暴力犯罪行为。在纵火案件调查过程中,火灾残留物中的易燃液体(ILs)是确定火灾性质和判断起火原因的重要物证,ILs的分析一直是法庭科学工作者关注的热点。利用衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)对汽油、柴油、煤油、植物油等常见ILs进行检验,结合主成分分析(PCA)、层次聚类分析(HCA)、判别分析(DA)三种化学计量学方法,实现了常见易燃液体的快速筛选。通过红外光谱定性分析,汽油、柴油、植物油与含氧有机溶剂的红外光谱图差异明显,可相互区分,而柴油、煤油、航空煤油、溶剂油、汽轮机油五类ILs的红外谱图无明显差异,仅通过图谱的直接比较,无法进行区分。重点选取1 136~976 cm-1范围的红外特征吸收峰,结合PCA,PCA-HCA,PCA-DA化学计量学方法进行比较,成功将航空煤油与与其余四类ILs区分开;最后选取837～400 cm-1范围的红外特征吸收峰,利用PCA,PCA-HCA,PCA-DA方法,可将其余四种ILs实现互相区分。研究结果表明,ATR-FTIR结合化学计量学方法对常见ILs进行定性分析,具有方便、快捷、准确的优点,可作为ILs种类的快速筛选方法。     

土壤养分的红外衰减全反射与漫反射光谱同步测量方法

光谱学分析技术因具有快速、实时、无损等优势,被广泛用于土壤养分检测等各个领域,也是现代农业检测控制中广泛应用的一种有效方法。实验采集不同养分含量的土壤样本,分别获取中红外衰减全反射(ATR)和漫反射(DRIFT)光谱数据。通过不同的光谱预处理算法结合偏最小二乘法(PLS)建立土壤中全碳、全氮、碱解氮的定量分析模型,对土壤养分的ATR和DRIFT光谱分别进行独立模型和叠加模型的分析。并以土壤养分中的全碳和全氮为例,发现经过标准正态变量变换处理的两种光谱建立的PLS模型相关系数均有所提高。全碳的两种光谱模型校正集的R2分别提高至0.826和0.919,而全氮两种模型校正集R2分别提高至0.841和0.928。我们进一步对全碳、全氮各自叠加后的光谱进行分析,模型的R2分别提高至0.942和0.951。用同样的方法分析土壤中的碱解氮,联用两光谱后的R2提高至0.919。研究结果表明,两种光谱的联合使用,为提高模型的相关系数和预测能力提供了一种合理有效的方法。     

衰减全反射红外光谱法快速检测沥青性质的研究

沥青质量的优劣直接影响路用性能和公路寿命。其中蜡含量、软化点和针入度是沥青三大重要指标,其分析过程繁冗耗时。提出了一种快速准确的沥青性质检测方法。实验共收集了220个已依照标准方法JTJ052-2000获得蜡含量、软化点和针入度标准值的沥青样品,采用偏最小二乘法(PLS)建立其红外光谱定量模型,交互验证标准偏差(SECV)分别为0.13,0.88,3.18,预测标准偏差(SEP)分别为0.14,1.06,3.90,小于标准方法的再现性偏差,任意选取不同厂家所生产的3个样品进行重复性测试,均满足标准方法的精密度要求。该方法具有重复性好、分析速度快,操作简单,可显著提高沥青的分析效率,在沥青质量检测与评价领域有着光明的应用前景。     

衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术的临床应用研究进展

系统回顾了衰减全反射傅里叶变换红外光谱(attenuated total reflection Fourier transform infrared, ATR-FTIR)技术在临床医学领域中的应用研究进展。ATR-FTIR光谱技术具有实时、简单、无创扫描生物组织样品的优势,通过结合多模式识别统计学方法并对照临床及病理学诊断结果,可对生物组织样本进行判别分析。目前,对甲状腺、乳腺,以及肺组织等新鲜离体组织的光谱学检测中,ATR-FTIR技术可达到较高的判别敏感性、准确性与特异性;尤其在对甲状腺和乳腺疾病患者的前哨淋巴结活检的研究中,应用ATR-FTIR技术,可对良、恶性组织进行敏感性、准确性与特异性均较高的鉴别研究,对辅助临床诊断具有潜在的重要价值。此外,利用ATR-FTIR光谱技术对生物体液进行光谱分析并进一步诊断疾病的研究也在逐步开展。由于血清中所含成分的改变对于提示疾病状况具有重要价值,因而血清ATR-FTIR光谱学诊断方法成为研究热点,已有应用ATR-FTIR技术对脑胶质细胞瘤、心肌梗死、肾衰、阿尔茨海默病、卵巢癌与子宫内膜癌等多种疾病进行分析的研究报道。目前已可通过ATR-FTIR技术对卵巢癌进行疾病分期的判别诊断,该技术有望成为卵巢癌筛查的重要方法。由于血清ATR-FTIR光谱学技术具有检测快速、判别准确、性价比高等优势,有望成为今后生物医学发展的重要方向之一。     

薰衣草精油的衰减全反射红外光谱辨别分析

为建立薰衣草精油品种品质的快速辨别分析模型,采用衰减全反射红外光谱法测定三个品种共96个薰衣草精油样品,对原始光谱数据求二阶导数,通过方差计算,确定1 750～900 cm-1波长段为判别分析用数据。分析结果表明,主成分分析(PCA)基本能实现精油品种区分,前三个主成分主要代表着酯、醇和萜类物质。使用68个样品的校正集建立正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型,三个品种薰衣草精油的回归曲线测定系数分别为0.959 2, 0.976 4, 0.958 8,验证集中三个品种精油预测均方根误差(RMSEP)分别为0.142 9, 0.127 3, 0.124 9,OPLS-DA法建立的模型对校正集和验证集的判别率和预测率都达到100%,模型对薰衣草精油品种品质有很好的识别能力。为薰衣草精油品种品质提供一个快速、直观的方法。     

衰减全反射红外光谱用于人乳腺癌组织的研究

通过对32例人乳腺良、恶性肿瘤的衰减全反射红外光谱的对比研究发现,它们之间存在明显而规律的光谱差异,反映了乳腺良、恶性病变组织中,蛋白质、核酸和脂类等生物大分子的构型与构象以及相对含量上的差别.研究表明:傅里叶变换红外光谱可以从分子水平上揭示良、恶性肿瘤的分子结构信息,极有潜力成为一种临床原位诊断肿瘤的新方法.     

衰减全反射红外光谱法直接测定丙三醇的含量

利用丙三醇(CH2OHCHOHCH2OH)在1115.9-994cm-1处有C-O伸缩振动的红外特征吸收峰,而水在此无吸收峰,采用衰减全反射红外光谱法,并用OPUS软件进行ATR较正来测定水溶液中丙三醇的含量.测定结果表明,丙三醇的含量与其红外吸收峰高、峰面积在实验浓度范围内皆有良好的线性关系,峰高和峰面积的校准曲线相关系数分别为0.997和0.998,操作步骤简单、快速,测定结果令人满意.     

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法的应用与进展

随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领域。目前 ,人们正在针对ATR FTIR的特性 ,开展应用研究。为此 ,文章主要介绍了国内外应用ATR FTIR技术进行深度剖析的研究 ,对材料表面的定性分析 ,组分的定量分析 ,光学纤维与ATR附件的联用技术 ,以及在其他领域 (如运用ATR FTIR技术考察中空纤维的结构及取向变化 ,研究皮肤促进剂的作用机理 )的研究现状及发展情况     

重金属铊胁迫羽衣甘蓝的in situ-ATR-FTIR表征

通过植物叶片光合作用消耗二氧化碳实验,实现了羽衣甘蓝光合作用的原位衰减全反射红外光谱表征。结果表明,羽衣甘蓝无论是否受到铊胁迫,其吸收峰的位置均无明显改变,其中3 380 cm-1处的强吸收峰表征叶片中的水分,碳水化合物,蛋白质和酰胺化合物等;2 916,2 850 cm-1处的强峰以及2 960 cm-1处的肩峰表征碳水化合物和脂肪族化合物等;1 640 cm-1处的吸收峰表征水分。然而,通过对羽衣甘蓝叶片进行原位表征,发现表征CO₂的2 360和2 340 cm-1双吸收峰(“负峰”)均从无到有,逐渐增强,说明羽衣甘蓝在进行光合作用。并且,铊胁迫组叶片二氧化碳的消耗速率明显高于空白样,即一定浓度铊胁迫会提高羽衣甘蓝的光合速率,表明羽衣甘蓝对重金属铊具有耐受的特性;结果也表明成年叶光合作用强度大于幼叶,这符合植物叶片光合作用的一般规律。     

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法鉴定皮革产品

ATR-FTIR(傅里叶变换衰减全反射红外光谱法)技术分析皮革材料的结构,依据不同物质所得ATR谱的不同,从而快速、简便地分析出真皮革和人造革。该实验技术对样品具有非破坏性,能够准确地对皮革样品进行鉴定。     

Anisotropy in Thermo-Optic Coefficient of Different Polymer Systems by Attenuated Total Reflection Configuration

Thermo-optic coefficient dn/dT as well as volume expansion coefficients β of different polymer systems are measured for both TE and TM polarizations in an attenuated total reflection （ATR） configuration. Experimental results indicate that cross-linked polymer systems exhibit the thermal expansion coefficients smaller than those of the original side-chain systems. Moreover, the anisotropies in thermo-optic coefficients of the polymer systems with small birefringence exhibit linear relationship with the anisotropies in volume expansion coefficients, but the polymer systems with larger birefringence exhibit more complicated relationship.     

FTIR-ATR法快速鉴定T-PVC

以环己酮为溶剂 ,无水乙醇为沉淀剂 ,溶解 -沉淀法消除增塑剂的干扰 ,以锗晶体为反射晶体 ,衰减全反射红外光谱法定性测定聚氯乙烯成分。该法简单、快速、安全、准确。     

基于太赫兹衰减全反射光谱的水质分析

随着人口的增长和社会的迅速发展,水资源短缺和水污染问题日益严重。水质分类作为水质污染评估工作中的一项重要环节,其意义和作用也更加突出。基于太赫兹衰减全反射（THz-ATR）光谱和模式识别技术,提出了一种水质分析模型。利用太赫兹时域光谱系统和衰减全反射模块测量了纯净水、自来水、河水、海水A和海水B五种水样的太赫兹衰减全反射光谱,通过光学参数提取模型获得0.2～1.0 THz频率范围内五种水样的折射率、吸收系数、介电常数实部和介电常数虚部。利用主成分分析（PCA）对折射率进行降维和特征提取,分别作出样品在第一、二主成分上的二维得分图和前三个主成分上的三维得分图,结果显示,基于折射率的主成分得分图可以明显的区分不同的水样。为了进一步对不同水样进行准确分类,将降维之后的数据输入到支持向量机（SVM）中构建水样分类模型,每种水样随机选取其中的五分之三作为训练集,剩余的数据作为测试集,同时引入网格搜索（GridSearch）、遗传算法（GA）和粒子群（PSO）三种优化算法对支持向量机参数进行优化。结果显示,基于网格搜索算法的支持向量机最优参数c和g分别为1.414 2和2.0,准确率为99.0%;基于遗传算法的支持向量机最优参数c和g分别为1.675 4和5.966 5,准确率为99.5%;基于粒子群算法的支持向量机最优参数c和g分别为3.154 9和12.589,准确率为100%。可以看出,使用不同的优化算法得到的最优参数不同,所构建的支持向量机分类模型都可实现正确的分类,且分类准确率均高达99.0%以上。研究结果表明,利用粒子群优化算法基于折射率构建的PCA-SVM分类模型效果最优,可以准确识别不同水样,为水质分类奠定了基础。     

Attenuated Total Reflection Spectra of Nitrided SiO2/Si Structures

Journal of Applied Spectroscopy - The behavior of nitrogen in silicon dioxide films on single-crystal silicon substrates was studied by attenuated total reflection (ATR) and time-of-flight...     

一种新型液-液界面全内反射分光光度测定装置

设计了一种简便的适用于油相密度大于水相 (水上油下 )的液 -液界面全内反射分光光度测定装置。入射光经过棱镜折射和油水界面反射后 ,再经过比色皿底部的玻璃 -空气界面反射回油 -水界面 ,如此反复一定次数后 ,最后经棱镜折射进入检测器。发生全反射的次数可以通过改变油 -水界面的高度来调整 ,以获得适当的灵敏度。利用本装置测定了金胺 O在 CCl4/ H2 O界面的吸收光谱 ,并与在溶液中的情况进行了比较。     

Pt纳米微粒自组装体系的电化学和原位FTIR反射光谱研究

用化学还原法制备了铂金属纳米微粒 ,透射电子显微镜 (TEM)表征纳米Pt微粒的平均直径为 2 5nm。通过二硫醇将Pt纳米微粒组装到多晶金电极表面。以Fe(CN) 4- 3-6 的氧化还原作为探针反应的电化学研究表明 ,Au表面组装二硫醇后抑制了电极 /溶液界面的电子传递过程 ,而在二硫醇上再组装铂纳米微粒后 ,电子传递又可进行。运用电化学FTIR反射光谱研究了Pt纳米微粒组装电极在酸性介质中CO的吸附 ,检测到CO的线型、桥式吸附态 ,分别在 2 0 30和 184 5cm- 1 附近给出红外吸收谱峰 ,并且有增强红外效应。此外 ,还观察到Pt纳米微粒上的CO孪生吸附态。红外吸收峰位于 2 10 0cm- 1 附近。