基于荧光光谱技术对常用洗衣粉中表面活性剂含量的测定

十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)是一种通用的阴离子表面活性剂,其洗涤性能优良,配伍性能好,可与其他无助剂以不同比例配比,且价格便宜,被广泛应用于洗衣粉中。应用FS920荧光光谱仪分析了不同浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液和不同品牌洗衣粉水溶液的荧光光谱特性,发现十二烷基苯磺酸钠溶液的荧光特征峰位于λ_(ex)/λ_(em)=315/350nm,洗衣粉水溶液的荧光特征峰位于λ_(ex)/λ_(em)=356/430nm,经分析是由于洗衣粉中添加了其他非离子表面活性剂、沸石等物质使特征峰发生红移。根据荧光强度与浓度的关系,采用径向基神经网络完成了水溶液中十二烷基苯磺酸钠含量的定量测试,同时通过采用荧光光谱技术和径向基神经网络相结合的检测方法分析了生活中常见的7个常用品牌洗衣粉中表面活性剂的含量。     

基于荧光分析法和APTLD相结合的多环芳烃的检测

为准确进行浓度检测,用Savitzky-Golay(SG)多项式曲面平滑法去除三维荧光光谱数据的冗余信息,分别采用平行因子法(PARAFAC)算法和交替惩罚三线性分解(APTLD)算法对光谱数据进行分解。设计多环芳烃类污染物的检测实验,分析了芴(FLU)、苊(ANA)及两者混合溶液的荧光光谱特性。FLU溶液在λ_(ex)/λ_(em)=302/322 nm处存在一个明显的荧光峰,并且存在连续侧峰。ANA溶液存在两个荧光峰,分别为λ_(ex)/λ_(em)=290/322 nm和λ_(ex)/λ_(em)=290/336 nm。在激发波长200～370 nm扫描范围和发射波长240～390 nm扫描范围内,FLU和ANA荧光光谱重叠严重。结果表明,两种算法均能分辨出FLU和ANA,并取得了很高的回收率,但APTLD算法的检测效果更好。     

缅甸琥珀的三维荧光光谱特征研究

琥珀是一种天然有机宝石,普遍具有荧光现象。利用三维荧光光谱分析技术,以缅甸琥珀为研究对象,探讨了不同品种缅甸琥珀的荧光峰分布特征,并初步判断了血珀荧光峰红移的原因。结果表明,在长波紫外光照下呈强蓝白色荧光的缅甸金珀、棕珀,三维荧光光谱中均含有一个荧光峰,荧光峰范围约在λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm,荧光主峰位于λ_(ex)360 nm/λ_(em)425 nm,荧光强度大。在长波紫外光照下呈弱土黄色荧光的缅甸血珀,三维荧光光谱中荧光峰范围约在λ_(ex)420～520 nm/λ_(em)500～580 nm,荧光峰分散呈多个小峰分布,荧光强度小。在氧化条件下加热金珀样品得到烤色"血珀"并对比加热前后的三维荧光光谱特征,发现烤色"血珀"的荧光峰较加热前红移,荧光峰范围由λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm红移至λ_(em)480～530 nm/λ_(em) 520～570 nm,荧光强度极小,与天然血珀的荧光特征一致。结合红外吸收光谱测试,氧化作用使血珀及烤色"血珀"分子结构中含氧基团羰基CO浓度升高,羰基CO作为强助色基团,浓度升高与吸收强度增加使琥珀产生红色外观;同时作为得电子取代基,羰基CO会取代分子结构中的H原子与具有未键合的杂原子相连,产生n→π~*_1跃迁,使血珀荧光强度减弱甚至消失,同时荧光峰向长波长方向移动。三维荧光光谱能够快速有效地表征缅甸琥珀的荧光现象,为研究琥珀荧光特征与分子结构提供新依据。     

SERS结合快速前处理检测绿茶中毒死蜱农药残留

茶叶是中国的主要经济作物之一,而在茶叶种植过程中存在农药不合理使用及滥用等行为,导致茶叶中存在严重农药残留问题。茶叶中农药残留检测主要采用经典化学实验室方法,存在前处理复杂、耗时长、成本高等缺陷,急需研究茶叶中农药残留的快速检测方法,以监管茶叶市场的质量安全。本论文采用纳米竹炭(NBC)为净化剂快速去除绿茶的色素等基质影响,使用表面增强拉曼光谱(SERS)方法分析绿茶中毒死蜱农药残留,建立绿茶中毒死蜱农药残留的SERS快速检测方法。采用不同NBC用量(0,15,20,25和30 mg)去除茶叶基质,比较不同NBC用量去除基质的净化效果和SERS谱图,得出最优NBC用量,并对前处理方法进行回收率实验,验证前处理方法的可靠性。结果表明,使用20 mg NBC能较好地净化绿茶中的色素等基质影响,前处理方法回收率实验表明,该净化剂用于绿茶中毒死蜱农药残留基质净化是可行的。采用密度泛函理论模拟毒死蜱分子理论拉曼光谱,对比毒死蜱分子理论拉曼光谱和实验拉曼光谱,对其官能团进行谱峰归属,得到定性定量分析绿茶中毒死蜱农药残留的5个特征峰:526,560,674,760和1096 cm-1。在0.28~11.11 mg·kg-1浓度范围内,以1096 cm-1的峰强度建立绿茶中毒死蜱农药残留线性分析方程y=0.0175x+0.9092,决定系数为R 2=0.9863,表明毒死蜱农药浓度与其特征峰强度之间具有良好的线性关系,方法的平均回收率在96.71%~105.24%之间,相对标准偏差(RSD)为2.36%~3.65%。该方法检测绿茶中毒死蜱农药的最低检出浓度约为0.56 mg·kg-1,单个样本检测时间在15 min内完成。研究表明,表面增强拉曼光谱技术结合净化剂前处理方法能快速检测绿茶中的农药残留。     

三维荧光光谱法测定水中氯苯的研究

对三维荧光光谱法测定水中氯苯(简称CB)进行了研究.研究表明,CB的三维荧光谱图只有一个荧光峰,该峰位于激发波长(λex)210～240 nm、发射波长(λem)330～370 nm范围内.当CB溶液浓度为0.002～0.05 mg·L-1时,λex/λem为225/340 nm处荧光强度最大.在此波长处,荧光强度与浓度呈很好的线性相关,相关系数为0.999 67,表明三维荧光光谱法可用于定量分析水中的CB.该方法在置信水平为90%时的检出限为3.68×10-6mg·L-1,标准偏差为0.04%.     

基于改进的最小二乘支持向量机与荧光光谱法检测山梨酸钾

食品安全隐患越来越受到重视,而食品添加剂的过量使用更是个重要的因素。应用FS920荧光光谱仪,研究了防腐剂山梨酸钾的荧光特性,得到山梨酸钾荧光特征峰于λex/λem=375/490nm采用基于最小二乘支持向量机对橙汁溶液中防腐剂山梨酸钾进行检测,通过改进的遗传算法寻优最小二乘支持向量机参数。经过样本训练得到橙汁溶液山梨酸钾的回归模型,对未知浓度的溶液进行预测,将新算法与基本遗传算法寻优的模型和BP神经网络对比。结果表明,自适应遗传-最小二乘支持向量机建立的预测模型在平均相对误差3.54%和平均回收率96.46%都是最优的,是一种准确有效的橙汁中山梨酸钾浓度检测方案。     

污泥内层和外层胞外聚合物的三维荧光光谱特性研究

运用三维荧光光谱技术对污泥LB-EPS和TB-EPS的荧光特性进行了研究.实验结果表明,在污泥LB-EPS和TB-EPS中都有三个明显的荧光峰,分别为Peak B(λex/λem=270～280 nm/345～360 nm),Peak C(λex/λem=330～340 nm/410～430 am)和Peak D(λex/λem=390 nm/450～470 nm).其中Peak B为类蛋白荧光(Protein-like)、Peak C为可见区类富里酸荧光(Visible fulvic-like)、Peak D为类腐殖酸荧光(Humic-like).从各荧光峰的荧光强度来分析,LB-EPS和TB-EPS中的主要成分都为类蛋白,然后依次为富里酸和腐殖酸.浓度和pH值对污泥LB-EPS和TB-EPS的三维荧光特性都有很大的影响,但影响程度略有区别,表明作为外层的胞外聚合物,LB-EPS表现出与TB-EPS不全相同的化学结构.     

应用荧光光谱和径向基函数神经网络定量检测三聚氰胺

实验发现三聚氰胺溶液在紫外光激发下产生较强荧光,测得其荧光峰在310～600 nm之间,荧光峰值波长为420 nm左右,荧光相对强度与三聚氰胺溶液浓度呈现复杂的非线性关系。提出了采用径向基函数神经网络结合荧光光谱对三聚氰胺溶液浓度进行测定的方法。对每个样本选取30个发射波长值所对应的荧光强度作为网络数据,训练、建立了径向基函数神经网络。应用训练好的径向基函数神经网络,对5种三聚氰胺溶液的浓度进行预测,结果相对误差分别为0.93%,0.09%,0.31%,1.55%,4.61%。该方法能快捷、准确地测定三聚氰胺在溶液中的含量,为三聚氰胺检测及食品安全监管提供了一种新方法。     

石化废水处理过程中荧光有机物变化特征及去除效果

石化废水排放量大、污染物成分复杂,对环境的危害较大。采用三维荧光光谱扫描技术分析了某大型石化企业综合污水处理厂各处理单元(水解酸化+A/O+接触氧化工艺)进出水的荧光光谱特征。污水厂总进水包含四个荧光峰Peak A,Peak B,Peak D,Peak E,分别位于λex/λem=220/300,225/340,270/300,275/340nm附近,荧光物质主要来自工业废水,水解酸化池出水各荧光峰强度有所降低,位置基本不变,厌氧池出水λex/λem=250/425nm附近出现新荧光峰Peak C,好氧池出水荧光峰Peak C处荧光强度有所增强,二沉池出水Peak A消失,二沉池之后水样荧光谱图变化不大;该处理工艺对荧光有机物的总去除率为92.0%,Peak A,Peak B,Peak D,Peak E附近的荧光有机物去除率分别为100.0%,91.2%,80.3%,92.0%;污水厂进水IPeak B/IPeak E值波动较大而出水变化不大,表明该污水处理厂运行稳定,其处理工艺具有较强的抗冲击负荷能力。     

5'-硝基-水杨基荧光酮-溴化十六烷基三甲胺荧光猝灭法测定微量锆

本文基于Zr(Ⅳ)-5′-硝基-水杨基荧光酮(5′-N-SAF)-溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)体系的荧光猝灭效应,提出一种测定微量锆的新荧光分析方法.在0.8～1.2 mol/L的H2SO4介质中,在CTMAB存在下,锆与5-N-SAF生成组成比为1∶4的橙红色络合物.该体系存在两个激发峰,其激发波长分别为λex1=475 nm,λex2=505 nm,发射波长λem＝525 nm.锆(Ⅳ)浓度在2.0～80 μg/L呈良好线性关系,检出限为2.0 μg/L.本法灵敏度高,选择性好,用于铝合金中微量锆的测定,获得满意结果.     

常见翡翠的三维荧光光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石.不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠.鉴别翡翠就显得非常必要.全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上,进行了三维荧光光谱测试.三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术,该技术在宝石学方面还未得...     

SrCO3:Mn2+绿色荧光粉的合成和发光性能

采用共沉淀法结合高温固相法,在碳还原气氛下合成了SrCO3:Mn2+绿色荧光粉,用XRD和荧光光谱分别对样品的结构和发光性能进行了表征.XRD结果证实,样品为单一斜方晶系的SrCO3相;荧光光谱检测表明,样品在267nm左右紫外线激发下,产生峰位位于547 nm的明亮绿光,对应于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)...     

麻痹性贝毒产毒藻株的三维荧光光谱识别技术研究

利用三维荧光光谱技术,研究了以微小亚历山大藻 （台湾株）（AMSY）、塔玛亚历山大藻（大亚湾株）（ATDY）、链状裸甲藻（防城港株）（GCFC）、塔玛亚历山大藻（香港株）（ATHK）、链状亚历山大藻（南海株）（ACSY）5株4种产麻痹性贝毒(PSP)微藻以及21株不产PSP藻在不同温度条件下培养微藻的各生长期产毒能力与三维荧光的关系。研究结果表明,在不同温度条件下,产毒藻类单位藻细胞产毒量会发生显著变化,低温可促进麻痹性贝毒的产生。通过Db7小波分解,选取Ca3尺度分量的联合荧光谱作为特征谱并利用Fisher判别发现,产PSP藻与不产PSP藻荧光差异主要集中在λ_ex为400~425和450~545nm;λ_em为715~750 nm的波段,利用判别函数建立判别式,实现了对产麻痹性贝类毒素藻类的识别测定。对产PSP毒素藻类的判别率达到93.7%,不产PSP毒素藻类判别率达到93.3% ,综合判别率为93.5%。该研究可实现对水体中活体产PSP微藻的快速识别,为进一步开发产毒微藻识别仪提供理论基础。     

高温高压处理对褐色CVD钻石谱学特征的影响

目前CVD法合成单晶钻石是超硬材料科学和宝石学关注的热点之一,该方法合成的单晶钻石常带有褐色调。通常采用高温高压法（HPHT）提高褐色CVD钻石的色级和透明度,在前期HPHT处理褐色CVD钻石实验基础上,选出颜色改善明显的三颗样品,对其处理前后谱学特征进行对比。采用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、光致发光光谱、三维荧光光谱、激光拉曼光谱以及X射线摇摆曲线进行分析。结果表明,褐色和深褐色样品褪色温度较高,处理后样品紫外-可见吸收光谱吸收系数明显减小,透明度明显提高。样品中红外与近红外光谱显示,在1 332 cm-1处的吸收峰与N+中心有关,该中心是褐色CVD钻石常见特征。在3 124 cm-1处吸收峰与NVH0缺陷中心有关,该峰在CVD钻石和HPHT处理钻石中常见。另外在2 700~3 200 cm-1范围变化的一组吸收峰,与C-H键伸缩振动有关。高温对CVD钻石含H基团影响较大,在5~6 GPa压力下处理温度在1 500~1 700 ℃范围,会在近红外波段4 673,6 352,7 354,7 540,7 804和8 535 cm-1出现一组吸收峰,可指示样品经过较高温度处理。目前针对CVD钻石以及经过HPHT处理的CVD钻石近红外波段的论述较少,该研究可以为鉴定CVD钻石及HPHT处理CVD钻石提供依据。综合光致发光光谱和三维荧光光谱分析,处理后样品NV-缺陷比例减小,SiV-中心缺陷比例增加。在5~6 GPa压力下,仅当处理温度高于1 500 ℃时,样品三维荧光光谱在λ_ex/λ_em=500 nm/575 nm处荧光峰增强,在λ_ex/λ_em=490 nm/550 nm处荧光峰消失,从某种意义上该峰位变化可指示样品经过较高温度处理。物相分析结果显示,HPHT处理后CVD钻石在1 332 cm-1处拉曼位移半高宽和XRD摇摆曲线半高宽均减小,表现出了较好的一致性,说明经HPHT处理的褐色CVD钻石结晶质量变优。     

基于XRF与RBF神经网络的锌浸出渣有价组分精准定量分析研究

锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75％ 以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大.然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证,因此对浸出渣关键资源组分的精准定量分析在锌冶炼行业绿色发展方面具有重大意义....     

Electrochemical switching of fluorescence from europium ions dissolved in poly(ethylene oxide) oligomers

Europium salts were dissolved in poly(ethylene oxide) (PEO) oligomers. The europium ions were revealed to be electrochemically redox-active in PEO oligomers. Trivalent europium ions (Eu³⁺) showed red fluorescence (λ_em = 614 nm) in PEO oligomers, and a new intensive blue fluorescence (λ_em = 450 nm) was obtained after reducing the Eu³⁺ into Eu²⁺ by giving negative potential (−0.7 V versus Ag). Reversible fluorescence switching was also carried out by changing the given potential alternately. Sufficient color change required about 20 min because of slow electrode reaction. The fluorescence intensity from europium ions was affected by the molecular weight of matrix PEO. The amount of terminal hydroxyl groups and local viscosity were revealed to affect the fluorescence as the vibrational quenching and diffusion coefficient, respectively. The PEO oligomer with average molecular weight of 600 gave the most intensive fluorescence.     

机器学习的IBBCEAS光谱反演波段优化

非相干宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）利用高精密谐振腔增强吸收光程,实现对痕量气体的高灵敏探测。目前,IBBCEAS技术主要采用发光二极管（LED）作为非相干光源。当谐振腔镜片反射率曲线与带宽有限的LED辐射谱不能很好匹配时,光谱反演波段选择不当可能会对被测气体浓度拟合结果产生较大偏差。以定量探测大气NO₂浓度为例,分析了IBBCEAS光谱反演波段对NO₂拟合结果的影响,发现当反演波段宽度窄到一定程度后,NO₂浓度拟合相对误差会迅速增加。为此,提出了一种基于RBF神经网络结合遗传算法的机器学习IBBCEAS光谱反演波段优化方法,以使浓度拟合误差达到最小。在430～480 nm待选波段内,选择各种宽度和中心波长的子波段作为反演波段,分别进行NO₂浓度拟合,以此获得435个样本数据,并将样本数据按照4∶1比例分成学习样本和测试样本,分别用于RBF神经网络学习训练和测试,得到输入参数“反演波段的起始波长与截止波长”与输出参数“浓度拟合相对误差”之间的非线性映射关系。使用遗传算法搜索最优反演波段,将反演波段的起始波长和截止波长组合进行个体编码,随机产生若干个体形成种群。以RBF神经网络的输出（即浓度拟合相对误差）作为个体适应度,经过多代种群进化过程后,获得适应度最优个体,即获得最优反演波段。在种群规模为100个体,种群进化最大代数为100的情况下,当种群进化第61代时,最优个体出现,对应的最优适应度为3.584%,最优反演波段为445.78～479.44 nm。选择相同带宽的其他4个典型反演波段,与最优反演波段下的NO₂拟合结果进行了对比。结果显示,在最优反演波段下,无论是拟合误差、相对拟合误差还是拟合残差标准偏差,均低于其他4个反演波段,光谱拟合质量达到最优。结果表明,利用机器学习来确定IBBCEAS最优反演波段是可行的。     

Yx Als O12∶Ce3+荧光粉的微结构及其发光特性

采用共沉淀法合成YxAl5O12∶Ce3+系列荧光粉,用多晶X射线衍射、SEM及荧光光谱对YxAl5O12∶Ce3+系列荧光粉的晶体结构、形貌及发光性能进行表征.结果表明:随着x从2.64递增到3.06,波长先缓慢红移,然后迅速蓝移;发光强度先增强,然后迅速减弱;当x=2.88时,出现了最大发射峰值波长(λem=537...     

荧光光谱法和ABC-RBF神经网络在多环芳烃浓度检测中的应用

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)具有强致癌性,极大威胁着人类身体健康。因此,寻找一种高效、精确的多环芳烃浓度检测方法十分必要。采用FS920荧光光谱仪分析了苯并(k)荧蒽(BkF)、苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(a)芘(BaP)混合溶液的荧光光谱特性。发现在激发波长260~400 nm、发射波长300~500 nm范围内,混合溶液的荧光光谱重叠严重。当混合物浓度配比不同时,荧光特性也存在很大差异。针对光谱图不能直接反映混合物各组分浓度的特点,将人工蜂群(ABC)算法优化的径向基函数(RBF)神经网络应用于浓度检测中,对比分析普通RBF和ABC-RBF神经网络模型。结果表明,ABC-RBF神经网络模型预测误差相对较小,训练到95次时,均方差精度达到10~(-3)。BkF、BbF和BaP的回收率平均值分别为99.20%、99.12%和99.23%,证明此网络适用于检测多环芳烃溶液,为检测多环芳烃浓度提供了一种快速、有效的新方法。