红外光谱吸收论文

红外光谱吸收论文（精选9篇）

红外光谱吸收论文 第1篇

物质的红外吸收光谱包含有丰富的信息, 对于一个混合物体系, 其红外吸收光谱是体系中所含各种基团的谱峰的叠加。混合物组成的变化, 将直接导致分子振动光谱整体谱图的变化, 但仍能保持其谱图的宏观指纹性, 因此红外吸收光谱越来越多地应用于动、植物药物和食物的真伪优劣鉴别[4~5]。

本文选取了猪油、花生油、葵花籽油、茶油、玉米油、棕榈油等6种纯动、植物油和2种花生调和油, 利用傅里叶变换红外光谱仪测定了它们的红外吸收光谱, 得到了一些利用红外吸收光谱鉴定食用油品质的结论。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

AVATAR 360傅里叶变换红外光谱仪 (可拆卸式液体池, KBr盐片) 。无水丙酮 (分析纯) 。

1.2 实验条件

DTGS检测器, 测定范围4000~400 cm-1, 分辨率4cm-1, 扫描次数累加32次。

1.3 样品及来源

选择市场上销量较大的花生油等8种食用油作为分析样品, 样品编号、生产工艺、质量标准等基本情况如表1所示。

1.4 实验过程

取适量食用油样品于2片干净的KBr盐片中间, 小心转动盐片, 使食用油形成均匀液膜, 装入可拆卸液体池中, 固定好后放入红外光谱仪样品架上, 在设定条件下测绘样品红外吸收光谱, 对光谱进行标准化处理, 得到样品的红外吸收光谱图。

2 结果与讨论

2.1 食用油的红外吸收光谱

各种食用油在4000~500 cm-1之间的红外吸收光谱如图1所示。

各种食用油红外吸收光谱中特征吸收峰的强度 (以吸光度表示) 见表2。

根据各食用油红外吸收光谱, 以其本身的C=O伸缩振动峰 (波数为1746 cm-1) 强度为基准, 计算其他特征吸收峰的相对强度见表3。

2.2 不同品种食用油的红外吸收光谱的共同特征

由图1可知, 选取的8种食用油 (其中花生油、茶油、玉米油、棕榈油、葵花籽油为植物油, 猪油为动物油, 最后2种为不同品牌的花生调和油) 在4000~500 cm-1范围内的红外吸收光谱基本相同, 表现在3009 cm-1有不饱和碳的C-H伸缩振动峰, 在2925、2854cm-1处有饱和碳的C-H伸缩振动峰, 在1746 cm-1处有C=O伸缩振动峰, 在1464、1377 cm-1处有亚甲基的弯曲振动峰, 在722cm-1处有碳链骨架振动峰, 在1163 cm-1处有甘油三酯中C-O伸缩振动峰。各食用油红外光谱出现的特征峰数、峰位和峰形基本相同, 说明不同种类的食用油的主要组分是相同的。

2.3 不同品种食用油的红外吸收光谱的差异

由表2的数据可知, 尽管各食用油的红外吸收光谱基本相同, 但它们的特征吸收峰的相对强度却是有所差异的。3009 cm-1为不饱和碳的C-H伸缩振动峰, 花生油的相对强度最大, 茶油、玉米油、葵花籽油次之, 猪油最小, 说明这些油中不饱和脂肪酸的含量依次减小。2925 cm-1和2854 cm-1为饱和碳的C-H伸缩振动峰, 棕榈油、猪油和花生油较强, 说明这3种油中饱和脂肪酸的含量较高。1464 cm-1和1377 cm-1为亚甲基的弯曲振动峰, 花生油和茶油较强, 说明这2种油亚甲基含量较高, 即脂肪酸的碳链较长, 两者的722 cm-1碳链骨架振动峰相对较强也说明了这一点。1163cm-1处是甘油三酯中C-O伸缩振动峰, 花生油和茶油较强, 说明这2种油的甘油三酯含量较高。

注:A3009表示波数为3009 cm-1吸收峰的吸光度

注:A3009/A1746表示波数为3009 cm-1和1746 cm-1吸收峰的吸光度比值

选取的2种花生调和油, 各吸收峰的相对强度均比纯花生油要小一些, 说明其中所含的不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸和甘油三酯等组分的含量均比纯花生油要少。2种调和油相比, 则可看出调和油1中不饱和脂肪酸含量较高, 调和油2中饱和脂肪酸含量略高, 其他组分则相差不大。

3 结论

选取的8种食用油的红外吸收光谱相似, 出现的特征峰数、峰位和峰形基本相同, 说明不同种类食用油的主要组分是相同的。各种食用油红外光谱特征峰的相对强度又有差异, 说明它们的不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸及甘油三酯等主成分的含量又有所不同。因此, 红外吸收光谱法可用于食用油品质的鉴定。

参考文献

[1]尹平河, 王桂华, 赵玲, 等.GC-MS法鉴别食用油和餐饮业中废弃油脂的研究[J].分析实验室, 2004, 23 (4) :23-24.

[2]王耀, 尹平河, 梁芳慧, 等.紫外可见分光光度法鉴别掺兑潲水油的花生油[J].分析试验室, 2006.25 (3) :3.

[3]刘薇, 尹平河, 赵玲, 等.电导率法快速鉴别潲水油[J].城市环境与城市生态, 2004, 17 (3) :3.

[4]徐永群, 孙素琴, 冯学峰, 等.黄芩产区红外指纹图谱和聚类分析法的快速鉴别研究[J].光谱学与光谱分析, 2003, (23) :502.

[5]邓月娥, 牛立元, 孙素琴.植物油红外光谱特性分析[J].河南科技学院学报 (自然科学版) , 2005, 25 (3) :66-67.

红外光谱吸收论文 第2篇

用傅里叶变换红外掠角反射-吸收光谱技术对ES-3LB膜的取向和相变行为进行了详细的`研究.结果表明,在金表面上制备的ES-3LB膜中烷基链基本垂直于基面.相转变行为的研究表明,ES-3LB膜有3个相变点,分别在65,105和140℃.第一个相变过程表现为LB膜从一种有序状态到另一种有序状态的转变;第二个相变过程表现为LB膜中烷基链的有序-无序转变;第三个相变过程是LB膜的层状结构坍塌转变为各向同性熔融体的过程.

作 者：王强 徐蔚青 赵冰 作者单位：王强(东北师范大学化学学院)

徐蔚青,赵冰(吉林大学超分子结构与材料教育部重点实验室,长春,130023)

红外吸收光谱法测定硅铁中硫含量 第3篇

近年来, 国际上受电能紧张和硅石匮乏的限制, 世界硅铁生产基地正逐渐向中国转移。作为重要的硅铁出口国, 2007年, 我国出口到日本、韩国、荷兰、美国、比利时、印度、意大利及我国台湾省的硅铁总量达120.66万吨。2010年全年中国硅铁产量为5108710.38吨;2011年1-10月, 全国硅铁的产量达478万吨, 同比增长12.23%。

目前, 国家标准中规定的硫的分析方法是色层分离硫酸钡重量法测定硫量:GB/T 4333.7-1984。在低硫情况下, 硫酸钡不易完全沉淀, 检测结果的重复性不好, 复样频次高, 检测步骤繁琐, 检测效率低, 成本高, 不能满足日常检验中的需求。利用高频燃烧红外吸收法测定硅铁样品中的碳硫含量, 试验周期短, 精密度高, 准确度好, 但目前国家标准中尚未收录此类分析方法。本实验室经过长时间的实验, 建立了高频燃烧红外吸收光谱法测定硅铁中硫含量的方法, 并摸索出一套最佳分析条件, 供大家参考。

1 试验部分

1.1 仪器

HCS-140高频红外碳硫分析仪 (上海德凯仪器有限公司) 。

坩埚为红外分析仪专用坩埚;

钨粒锡粒和纯铁等各种助剂空白值, ω碳<0.0005%, ω硫<0.0005%;

气体:工业氧气 (纯度≥99.95%) 。

1.2 试验方法

将瓷坩埚在l100℃温度下灼烧3h, 冷却后贮存于干燥器中备用。打开仪器电源开关和高频开关, 预热仪器, 使设备处于正常稳定运行状态, 设置最优分析参数。清理燃烧炉内残灰, 视情形更换CO2和H2O吸附剂, 打开氧气开关, 检查燃烧炉及系统气密性, 确认正常后待用。

将处理好的坩埚放于天平上, 称取锡助熔剂0.2g, 将天平清零后称取试样 (0.150±0.015) g于坩埚中, 再秤取纯铁0.5g、钨粒1.6 g, 均匀覆盖于试样上, 于高频红外碳硫仪上进行分析。

2 测定条件

2.1 助熔剂配比

将锡、纯铁和钨三种试剂单独做为助熔剂, 或采用锡+钨、铁+钨、锡+铁、锡+铁+钨4种组合方式为混合助熔剂, 分别进行试验。结果表明, 三种试剂单独做助熔剂时样品熔融不完全或状态差, 易飞溅、板结, 最大板流变化大, 信号响应值低, 吸收曲线锯齿状明显。

采用锡+钨、铁+钨和锡+铁的组合为助熔剂时, 样品或信号值低, 吸收曲线峰形差;或坩埚内壁及边缘黑麻点多;或易飞溅、板结;锡+铁的吸收曲线呈锯齿状。

采用锡+铁+钨的组合方式, 则信号值高、数据重复性好, 样品熔融完全, 表面平滑, 无明显飞溅, 坩埚内壁较干净, 吸收曲线顺滑, 峰型好。

2.2 助熔剂加入量

当纯铁加入量一定时, 粉尘随混合助熔剂中锡含量减少而减少;实验结果表明, 当Fe加入量为0.5g、Sn加入量为0.2g、W加入量为1.6g时, 样品熔融状态好, 释放曲线状态也好, 测试结果的读数与祥品含量接近, 数据稳定。

2.3 助熔剂加入次序

当先加入锡粒于坩埚底部, 再把样品加在锡粒上, 再依次加入纯铁和钨粒时, 测定数据重复性和再现性均较好。加入锡粒可以起到降低硅铁样品的熔点, 加速燃烧及搅拌的作用;硅铁电磁感性性低, 加入导电导磁性能好的纯铁, 可以使反应顺利进行;钨在通氧时于650℃开始氧化生成三氧化钨, 这一过程会释放出大量的热量, 能显著改变样品的熔化特性, 提高熔融物的热容, 并且三氧化钨的生成有利于CO2和SO2的析出, 同时三氧化钨在850℃时显著升华, 增强碳和硫的扩散速率, 使其充分氧化释放, 利于碳和硫的测定。纯铁和钨粒覆盖在试样表面还能防止试样燃烧时易飞溅的问题。

2.4 样品称量

根据以上确定的实验条件, 取已知硫含量的硅铁标准样品, 分别称取不同样量进行比较分析。当称取试样>0.4g时, 样品燃烧剧烈, 坩埚内壁飞溅污染严重, 有时甚至会造成石英管打火, 测定结果误差大;当称取试样量在0.2~0.3g时, 测定结果重复性和再现性不好;当称取试样量<0.10 g时, 由于称样误差较大, 造成实验结果不稳定, 波动较大。实验结果表明, 在样品中硫含量<0.010%时, 称样量为0.15g时, 测定结果较好。

2.5 分析时间与截止电平

选择不同硫含量范围的硅铁样品, 根据上述确定的实验条件进行测定, 分析参数中的截止电平由1~10, 分析时间由30~40s不同。实验结果表明, 本方法中分析时间为35s, 截止电平为7时测试数据较好。

2.6 精密度试验

(n=10, %)

3 试样的分析

3.1 分析参数

分析前预吹氧时间15s, 分析时间35s, 截止电平为7。

3.2 实验方法

在坩埚内先加入锡助熔剂0.2g, 然后加入 (0.150±0.015) g试样, 再加入0.5g纯铁, 最后加入钨粒1.6g。将坩埚放在高频燃烧炉支座上, 升到燃烧位置, 进行分析。每个试样分析2~3次, 取平均值报出结果。

4 结论

从以上结果可以看出, 采用HCS-140型高频红外碳硫分析仪对硅铁标准样品中硫含量进行分析, 实验周期短, 数据再现性好, 测试误差远远小于国家标准GB/T 4333.7-1984中所规定的允许差0.0025%, 能够满足企业日常检验的需要。

参考文献

[1]GB/T4333.7-1984色层分离硫酸钡重量法测定硫量

[2]马小东, 张长均.超低碳硫的在线分析[J].冶金分析, 2007, 27 (增刊) :40-43

现代近红外光谱(英贤) 第4篇

石油化工科学研究院

现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。

近红外区域按ASTM定义是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱，谱带重叠，解析复杂，受当时的技术水平限制，近红外光谱“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代，随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作，使得近红外光谱技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期，随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，从此，近红外光谱进入了一个沉默的时期。80年代后期，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重新认识了近红外光谱的价值，近红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代，近红外光谱在工业领域中的应用全面展开，有关近红外光谱的研究及应用文献几乎呈指数增长，成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性，使近红外光谱在在线分析领域也得到了很好的应用，并取得良好的社会效益和经济效益，从此近红外光谱技术进入一个快速发展的新时期。我国对近红外光谱技术的研究及应用起步较晚，除一些专业分析工作人员以外，近红外光谱分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注，并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套近红外光谱分析技术（近红外光谱分析仪器、化学计量学软件、应用模型）的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮，国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国，想在第一时间占领中国的近红外光谱分析仪器市场。由此也可以看出近红外光谱分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来，近红外光谱分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。

现代近红外光谱分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将近红外光谱所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。与常规分析技术不同，近红外光谱是一种间接分析技术，必须通过建立校正模型（标定模型）来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤：一是选择有代表性的样品并测量其近红外光谱；二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据；三是将测量的光谱和基础数据，用适当的化学计量方法建立校正模型；四是未知样品组分或性质的测定。由近红外光谱分析技术的工作过程可见，现代近红外光谱分析技术包括了近红外光谱仪、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求，是缺一不可的。

与传统分析技术相比，近红外光谱分析技术具有诸多优点，它能在几分钟内，仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量，即可完成其多项性能指标的测定（最多可达十余项指标）。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理；分析过程中不消耗其它材料或破坏样品；分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的，但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立近红外光谱方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。近红外光谱主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息，因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点，决定了它应用领域的广阔，使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用，并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括：石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等；在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等；在医药领域可以测定药品中有效成分，组成和含量；亦可进行样品的种类鉴别，如酒类和香水的真假辨别，环保废弃物的分检等。

相信随着科学技术的不断发展，近红外光谱分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。

近红外光谱分析原理

近红外光（Near Infrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，ASTM定义的近红外光谱区的波长范围为780~2526nm（12820～3959cm-1），习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。

近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ、Ｎ、Ｏ）振动的倍频和合频吸收。不同基团（如甲基、亚甲基，苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质测量。但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对较低，吸收带较宽且重叠严重。因此，依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的，化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。

其工作原理是，如果样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然。如果我们建立了光谱与待测参数之间的对应关系（称为分析模型），那么，只要测得样品的光谱，通过光谱和上述对应关系，就能很快得到所需要的质量参数数据。分析方法包括校正和预测两个过程：（1）在校正过程中，收集一定量有代表性的样品（一般需要80个样品以上），在测量其光谱图的同时，根据需要使用有关标准分析方法进行测量，得到样品的各种质量参数，称之为参考数据。通过化学计量学对光谱进行处理，并将其与参考数据关联，这样在光谱图和其参考数据之间建立起一一对应映射关系，通常称之为模型。虽然建立模型所使用的样本数目很有限，但通过化学计量学处理得到的模型应具有较强的普适性。对于建立模型所使用的校正方法视样品光谱与待分析的性质关系不同而异，常用的有多元线性回归，主成分回归，偏最小二乘，人工神经网络和拓扑方法等。显然，模型所适用的范围越宽越好，但是模型的范围大小与建立模型所使用的校正方法有关，与待测的性质数据有关，还与测量所要求达到的分析精度范围有关。实际应用中，建立模型都是通过化学计量学软件实现的，并且有严格的规范（如ASTM-6500标准）。

（2）在预测过程中，首先使用近红外光谱仪测定待测样品的光谱图，通过软件自动对模型库进行检索，选择正确模型计算待测质量参数。近红外光谱分析技术的优势 样品无须预处理可直接测量：近红外光谱测量方式有透射、反射和漫反射多种形式，适合测量液体、固体和浆状等形式的样品，因此，用途很广。最大的优点就是无须对样品进行任何预处理，如汽油可直接倒入测量杯中或将光纤探头直接插入汽油中进行测量，操作非常方便，几秒钟内完成光谱扫描。光纤远距离测量：近红外光可以通过光纤进行远距离传输，可以实现距光谱仪以外的远距离测量，可将测量探头或流通池直接安装到生产装置的管线，实现在线测量，或环境苛刻以及危险的地方的现场测量。

一台在线近红外光谱仪可以外接多路（2~10路）光纤回路，实现同时对生

产装置的多个测量点的物料在线测量。在线测量数据可直接输送到DCS或先进控制系统，为生产的优化及时提供油品的质量参数。与其它在线测量仪表提供的参数（如压力、流量和温度等变量）相比，在线近红外分析提供的数据（如组成或性质）是直接质量参数，对生产的优化提供更准确和有益的参考信息。

近红外分析与常规的标准分析方法配合使用，起到双方互补的作用，不仅能够及时向生产控制部门提供分析数据，同时也节省了大量分析化验费用（包括人力、设备，和试剂等）；在线近红外分析与DCS连接，直接给控制系统提供数据，据此进行生产优化得到的经济效益是巨大的；与其它在线仪表相比，近红外光谱仪运行故障率和消耗均很低。近红外光谱分析技术注意事项

近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性，即必须同时具备三个条件：（1）各项性能长期稳定的近红外光谱仪，是保证数据具有良好再现性的基本要求；（2）功能齐全的化学计量学软件，是建立模型和分析的必要工具；（3）准确并适用范围足够宽的模型。这三个条件的有机结合起来，才能为用户真正发挥作用。因此，在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识，特别避免个别商家为推销仪器所做的过度宣传的不良诱导，为此付出代价的厂家有之，因此，一定要对厂家提供模型与技术支持情况有详细了解。

近红外分析技术分析速度快，是因为光谱测量速度很快，计算机计算结果速度也很快的原因。但近红外分析的效率是取决于仪器所配备的模型的数目，比如测量一张光谱图，如果仅有一个模型，只能得到一个数据，如果建立了10种数据模型，那么，仅凭测量的一张光谱，可以同时得到10种分析数据。

近红外光谱分析仪器

近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。

滤光片型主要作专用分析仪器，如粮食水分测定仪。由于滤光片数量有限，很难分析复杂体系的样品。光栅扫描式具有较高的信噪比和分辨率。由于仪器中的可动部件（如光栅轴）在连续高强度的运行中可能存在磨损问题，从而影响光谱采集的可靠性，不太适合于在线分析。傅立叶变换近红外光谱仪是具有较高的分辨率和扫描速度，这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境。声光可调滤光器是采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长，整个仪器系统无移动部件，扫描速度快。但目前这类仪器的分辨率相对较低，价格也较高。

随着阵列检测器件生产技术的日趋成熟，采用固定光路、光栅分光、阵列检测器构成的NIR仪器，以其性能稳定、扫描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视。在与固定光路相匹配的阵列检测器中，常用的有电荷耦合器件（CCD）和二极管阵列（PDA）两种类型，其中Si基CCD多用于近红外短波区域的光谱仪，InGaAs基PDA检测器则用于长波近红外区域。近红外光谱仪器的主要性能指标

在近红外光谱仪器的选型或使用过程中，考虑仪器的哪些指标来满足分析的使用要求，这是分析工作者需要考虑的问题。对一台近红外光谱仪器进行评价时，必须要了解仪器的主要性能指标，下面就简单做一下介绍。

1、仪器的波长范围

对任何一台特定的近红外光谱仪器，都有其有效的光谱范围，光谱范围主要取决于仪器的光路设计、检测器的类型以及光源。近红外光谱仪器的波长范围通常分两段，700～1100nm的短波近红外光谱区域和1100～2500nm的长波近红外光谱区域。

2、光谱的分辨率

光谱的分辨率主要取决于光谱仪器的分光系统，对用多通道检测器的仪器，还与仪器的像素有关。分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高，对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与狭缝的设计有关。仪器的分辨率能否满足要求，要看仪器的分析对象，即分辨率的大小能否满足样品信息的提取要求。有些化合物的结构特征比较接近，要得到准确的分析结果，就要对仪器的分辨率提出较高的要求，例如二甲苯异构体的分析，一般要求仪器的分辨率好于1nm。[1]

3、波长准确性

光谱仪器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长与该谱峰的标定波长之差。波长的准确性对保证近红外光谱仪器间的模型传递非常重要。为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5nm，长波近红外范围好于1.5nm。

4、波长重现性

波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示（傅立叶变换的近红外光谱仪器习惯用波数cm-1表示）。波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型的建立和模型的传递均有较大的影响，同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的重现性应好于0.1nm。

5、吸光度准确性

吸光度准确性是指仪器对某标准物质进行透射或漫反射测量，测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法，吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。

6、吸光度重现性

吸光度重现性指在同一背景下对同一样品进行多次扫描，各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸光度的标准偏差表示。吸光度重现性对近红外检测来说是一个很重要的指标，它直接影响模型建立的效果和测量的准确性。一般吸光度重现性应在0.001～0.0004A之间。

7、吸光度噪音

吸光度噪音也称光谱的稳定性，是指在确定的波长范围内对样品进行多次扫描，得到光谱的均方差。吸光度噪音是体现仪器稳定性的重要指标。将样品信号强度与吸光度噪音相比可计算出信噪比。

8、吸光度范围

吸光度范围也称光谱仪的动态范围，是指仪器测定可用的最高吸光度与最低能检测到的吸光度之比。吸光度范围越大，可用于检测样品的线性范围也越大。

9、基线稳定性

基线稳定性是指仪器相对于参比扫描所得基线的平整性，平整性可用基线漂移的大小来衡量。基线的稳定性对我们获得稳定的光谱有直接的影响。

10、杂散光

杂散光定义为除要求的分析光外其它到达样品和检测器的光量总和，是导致仪器测量出现非线性的主要原因，特别对光栅型仪器的设计，杂散光的控制非常重要。杂散光对仪器的噪音、基线及光谱的稳定性均有影响。一般要求杂散光小于透过率的0.1％。

11、扫描速度

扫描速度是指在一定的波长范围内完成1次扫描所需要的时间。不同设计方式的仪器完成1次扫描所需的时间有很大的差别。例如，电荷耦合器件多通道近红外光谱仪器完成1次扫描只需20ms，速度很快；一般傅立叶变换仪器的扫描速度在1次/s左右；传统的光栅扫描型仪器的扫描速度相对较慢，目前较快的扫描速度也不过2次/s左右。

12、数据采样间隔

采样间隔是指连续记录的两个光谱信号间的波长差。很显然，间隔越小，样品信息越丰富，但光谱存储空间也越大；间隔过大则可能丢失样品信息，比较合适的数据采样间隔设计应当小于仪器的分辨率。

13、测样方式

测样方式在此指仪器可提供的样品光谱采集形式。有些仪器能提供透射、漫反射、光纤测量等多种光谱采集形式。

14、软件功能

软件是现代近红外光谱仪器的重要组成部分。软件一般由光谱采集软件和光谱化学计量学处理软件两部分构成。前者不同厂家的仪器没有很大的区别，而后者在软件功能设计和内容上则差别很大。光谱化学计量学处理软件一般由谱图的预处理、定性或定量校正模型的建立和未知样品的预测三大部分组成，软件功能的评价要看软件的内容能否满足实际工作的需要。

参考文献

1.陆婉珍，袁洪福，徐广通，强冬梅.现代近红外光谱分析技术.38～40

红外光谱吸收论文 第5篇

三者从基本原理来看其相同点是:相应能级间的跃迁所得的3种光谱, 波长或频率完全相同, 而且发射强度、吸收强度、荧光强度与元素性质、谱线特征及外界条件间的依赖有关系基本类似。因此, 原子发射光谱法中的问题, 在原子吸收和原子荧光法中也大多同样存在。

2 研究对象

三者之间也存在根本区别:从3种方法的研究对象来看是有区别的:原子发射光谱法是研究待测元素激发的辐射强度;原子吸收光谱法是研究待测原子蒸气对光源共振线的吸收强度, 是属吸收光谱;原子荧光光谱法是研究待测元素受激发跃迁所发射的荧光强度, 虽然激发主式与发射光谱法不同, 但仍然是属发射光谱。而原子荧光光谱法既具有发射光谱分析的特点, 以与原子吸收法有许多相似之处, 因此, 介于两者之间, 在某些方面兼具两者的优点。谱线数目不同, 复杂程度不同, 光谱干扰程度也有很大差别:发射光谱谱线多, 由谱线重叠引起的光谱干扰较严重。由于基态原子密度较其他能级原子密度大, 受激吸收机会占优势, 因此原子吸收线多限于一些以基态为低能级的共振吸收线, 其谱线数目远比发射线少, 谱线重叠引起光谱干扰也较少。由于只有产生受激吸收之后才能产生荧光, 因此荧光谱线大多是强度较大的共振线, 其谱线数目更少, 相对光谱干扰也少。

3 温度

温度变化对原子发射强度、吸收强度、原子荧光强度的影响不同:激发态原子随温度变化是以指数形式变化, 而基态原子数因温度变化引起的变化是很小的, 实际上接近于恒定值。这是由于参加跃迁的低能级的激发能一般很小 (基态激发能等于零) , 玻尔慈曼因子近似等于1, 因此原子吸收强度受原子化温度变化的影响, 比发射光谱受激发温度影响小。原子荧光法与原子吸收法相似。

从分析方法比较三者优劣, 一般是通过检出限、精密度、干扰水平、样品消耗量、多种元素同时测定及连续分析能力、校正曲线的线性范围、操作难易及仪器设备费用高低等来评价, 如表1所示。

表2列出了3种方法检出限比较。通常直流电弧发射光谱检出限是用固体样品表示即ng/g, 其他方法采用溶液表示即ng/ml, 为了便于比较, 把前者换算为“溶液”, 并假定溶液中固体浓度为10ng/ml, 同时把石墨炉中绝对灵敏度亦换算为相对灵敏度, 度假定取样时为0.1m l。

4 结论

从表2中看出石墨炉原子吸收法及荧光法检出限多在1.0ng/ml以下区域, 火焰原子吸收法在1~104ng/ml之间, ICP发射光谱法检出限多在1.0ng/ml范围, 直流电弧发射光谱法在1~103ng/ml之间。不同的分析方法所适用元素不尽相同, 因此, 在实际工作中应该根据元素的光谱化学性质, 选择适宜的分析方法。

摘要：通过三种方法的比较, 可以得知不同的分析方法所适用的元素。本文主要从基本原理, 研究对象及温度三个方面进行比较。

关键词：原子发射光谱法,原子吸收光谱法,原子荧光光谱法

参考文献

[1]夏之宁.光分析化学.2004.

水雾对红外光谱遮蔽衰减特性研究 第6篇

雾也是大气气溶胶的一种形式,由悬浮在近地面空气中缓慢沉降的水滴或冰晶质点组成,气溶胶具有可改变电磁波介质传输的性能.水雾遮蔽性能主要有2个:辐射遮蔽和衰减遮蔽.辐射遮蔽型水雾通常利用生成的浓度气溶胶微粒,凭借在较强的红外辐射时水雾形成的“假目标”,来遮蔽真实目标.衰减遮蔽型水雾主要是靠散射、反射和吸收作用来衰减电磁波辐射.水雾遮蔽通常是2种遮蔽性能同时起作用后的一个综合结果.

将水雾的遮蔽作为一种过程来描述,在直接传输过程中,吸收和散射作用将观瞄者视场中的、直接来自目标和其周围背景的某些辐射衰减掉;单次散射和多次散射的目标前向散射,对于视场较大的探测器接收目标信息具有重要的作用;周围环境和辐射源的多次散射也可以降低目标的分辨率并使成像设备观测到的景物信息的减少[1].

1.1 直接辐射传输

采用辐射强度I(λ、r0、Ω)来描述红外波长为λ,由位置矢量r0处沿方向Ω单位立体角的辐射通量,I(λ、r、Ω)描述位置矢量r处的辐射强度.

直接由r0传输到r的过程,可由朗伯比尔定律描述

I(λ、r、Ω)= I(λ、r0、Ω)exp[-τ(λ、r、r0)] (1)

式中,τ(λ、r、r0)称为光学深度或光学厚度; T(λ、r、r0)=exp[-τ(λ、r、r0)]称为直接透过率 ,它体现了辐射经水雾吸收和散射后的能量变化,其与水雾遮蔽的浓度和消光系数有关.

设2个位置矢量间距离为s,则光学厚度undefined、s′)c(s′)ds′.式中,α(λ,s′)称为质量消光系数;c(s′)为水雾遮蔽浓度.若水雾空间分布较均匀,则

undefined

消光系数包括散射和吸收2部分,即α(λ)=αscat(λ)+αabs(λ),在理想情况下,若已知红外波长、水雾粒子光学常数、尺寸及尺寸分布可以应用米氏公式计算水雾遮蔽粒子的散射系数、消光系数.

1.2 前向散射

在计算散射对透射辐射能量的作用时,通常用到反照率及相函数等概念,粒子单次散射的反照率ω(λ)定义为散射系数与消光系数之比,它代表散射在总的消光作用中的贡献,而1-ω(λ)自然就表示吸收作用的贡献,通常它又代表单位光学厚度上的发射率.相函数P(μ,φ;μ′φ′)表示从方向(μ,φ)来的入射光在方向(μ′,φ′)上的散射能力,其与入射波波长、粒子光学常数、粒子形状、尺寸及尺寸分布有关.对P(μ,φ;μ′φ′)作归一化处理,则undefined;μ′φ′)dφ′dμ′,由此可见,单次散射的反照率代表在所有角度发生散射的总体作用.

对于前向散射,相函数可近似为小角度时有高峰值的高斯函数

P(⌒Ω)undefined(3)

式中,θ0为前向散射峰值的小角度半宽;αP为前向峰值宽度的替换参数.

在接近前向角度,水雾遮蔽还会对成像设备探测的分辨率或对比度造成影响,因此,引入水雾遮蔽的调制传递函数这一概念.探测接收总的调制传递函数

undefined

式中,K为光学系统的MTF;D(λf)为与水雾遮蔽的调制传递函数相关的函数.

若水雾遮蔽粒子半径a比波长大,其衍射扩展半角undefined,并由此产生一个近似高斯相函数参数undefined,则

undefined

2 红外辐射传输方程

从目标r0处沿方向Ω到达观测者r处,辐射通量I(λ,r0,Ω)的变化,实际是计算红外波段直接透射和漫散射的总辐射问题,求解这一问题需应用辐射传输方程.辐射传输方程的积分形式是

I(λ,r;μ,φ)=I(λ,r0;μ,φ)exp[-(τ-τ0)]+

undefined;μ,φ)exp[-(τ-τ′)]dτ′

其中,J(λ,r′;μ,φ),表示从各方向和沿传输路径的所有点来的多级散射的源函数,它包含了周围环境各种辐射源经水雾散射进入视场的辐射散射

J(λ,r′;undefined;θ′,φ′)I(λ,r′;θ′,φ′)dθ′dφ′+J′(λ,r′)

式中,J′(λ,r′)为水雾粒子热发射源;undefined.其中,e(λ,r′)为水雾粒子的发射率;α(λ,r′)为水雾粒子的质量消光系数.

J′(λ,r′)=α(1-ω0)B(λ,t),B(λ,t)为普朗克函数.

对于水雾液滴对光波的能量衰减主要是球形粒子的米氏散射、光学散射、折射及液滴的吸收作用.当入射红外波长与粒子尺寸可比拟时,就产生米氏散射.可应用米氏公式计算水雾粒子的散射系数、消光系数并考虑路径辐射等因素,最终求解红外波段的辐射传输方程[2].

3 遮蔽特性评估

采用红外热像仪检测手段对水雾遮蔽衰减红外特性进行评估,对比实施水雾前后所获取的红外热图像,可以直观地看到水雾遮蔽红外辐射的效果,但要对遮蔽能力定量分析首先要用黑体对红外热像仪进行标定,黑体的辐射出射度为

undefined

式中,C1,C2 分别为第一、第二辐射常数;λ1、λ2分别为所测试对应的红外波段.

热像仪对红外辐射目标进行测试,接收到目标辐射出的两部分能量,一部分是目标自身的红外辐射能量,另一部分是目标反射环境红外辐射能量,通常情况下将目标视为灰体,具有相对发射率ε和反射发射率ρ,它们之间的关系为:ε+ρ=1.

在测试过程中将目标置于红外热像仪的测试轴线上其投影面对热像仪的目标表面积为S,同时在红外热像仪的热图像上生成n个等温区,相对应的目标面积为Si,那么热图像上所显示的目标波段的红外辐射功率为

undefined

式中,K是测试设备与介质相关的参数;TB是辐射源所在的环境温度;M△λТi是所测温度Ti 下的波段辐射出射度;M△λТB是环境温度TB下的波段辐射出射度.

水雾对红外辐射的透过率τ为

undefined

式中,P△λ1,P△λ0分别为施放水雾和无水雾时的波段红外辐射功率;M△λТi1,M△λТi0分别为施放水雾和无水雾时所测红外辐射源在温度Тi1,Тi0时的波段辐射出射度.

红外辐射能量在穿过水雾区时与水雾相互作用而受到衰减,设强度为I(λ)的光辐射通过厚度为dy的水雾后,其强度变化为:I(λ)+dI(λ),则

dI(λ)=-I(λ)σe(λ,y)dy (9)

σe(λ,y)为水雾的线性消光系数,解此方程得

I(λ)=I0(λ)exp[-∫undefinedσe(λ,y)dy] (10)

y1和y2为相距为L的两点横向坐标,当水雾的浓度、粒度较均匀分布时则式(10)可写成

I(λ)=I0(λ)exp[-σe(λ)L] (11)

此式为Lamber-Beer定律,式中σe为水雾对红外辐射的消光系数,m2/g;L为红外辐射能量穿透水雾的长度,m.

根据式(11),如果己知红外辐射能量在水雾介质中传输的距离为L,就可以通过实验测定红外在穿透水雾前后辐射功率的变化情况确定水雾对该辐射的消光系数[3].

实际测试如图1所示.图1中是红外热像仪距红外辐射源L处测试评估效果的演示图.在无水雾实施时可以通过热像仪直接观察红外目标的热图像并且效果检测系统显示能量,此时红外辐射目标特征信号清晰可见,见图2.布设水雾数秒钟后红外热像仪所观察红外目标的热图像已经无法看清,见图3,此时红外辐射目标已与背景融为一体无法识别出来.

通过设备检测与式(8)~式(11)计算,得到在无水雾和有水雾遮蔽情况下的红外辐射能量衰减效果曲线如图4、图5所示.

4 结 论

从光辐射传输理论分析、检测理论公式计算、或是通过检测系统检测,测评结果都表明了水雾对红外波段光谱具有良好的遮蔽效果[1].

参考文献

[1] 侯文学.雾对光波的作用机理探讨[J].光电技术应用,2008,23(4):18-20.

[2] 潘功配,杨硕.烟火学[M],北京:北京理工大学出版社,1997.

[3] 姚禄玖,高钧麟,肖凯涛,等.烟幕理论与测试技术[M],北京:国防工业出版社,2004.

摘要：从理论上简要阐述了水雾对红外光谱的遮蔽衰减特性,用朗伯—比尔定律描述、分析了红外光谱在辐射传输过程中辐射经水雾吸收和散射后的能量变化.同时用米氏散射理论解释、计算水雾粒子的散射系数、消光系数并考虑路径辐射过程其他因素的影响.并且通过检测评估说明了水雾对红外辐射能量的遮蔽衰减特性.

关键词：水雾,红外,遮蔽

参考文献

[1]侯文学.雾对光波的作用机理探讨[J].光电技术应用,2008,23(4):18-20.

[2]潘功配,杨硕.烟火学[M],北京:北京理工大学出版社,1997.

不同产地何首乌的红外光谱鉴定 第7篇

1 仪器与试药

Perkin Elmer spectrum100傅立叶变换红外光谱仪,YP-2压片机(上海山岳科学仪器有限公司),温度控制器(SR-92型,SHIMADEN),Spectrum 3.0红外分析软件,采用清华大学分析中心设计的二维相关分析软件和Matlab软件获得二维相关红外光谱。溴化钾为分析纯(广州化学试剂厂,临用前于120℃下烘烤4h以上,备用)。何首乌药材共8个样品,经广东药学院房志坚教授鉴定为蓼科植物何首乌(Radix Polygoni Multiflori),详见表1。

2 实验方法

2.1 供试品制备

采用溴化钾压片法。分别取上述何首乌药材,粉碎过200目筛,压片时取出约2mg,置玛瑙研钵中,然后加入约200mg的溴化钾粉末,在研钵中研磨。混匀,转移到压片模具中,在低真空下,用约25bar的压力,加压3~5min即可。所压出来的片子应为透明的薄片,作为供试品。

2.2 光谱测定

将供试品放入红外光谱仪,光谱范围400~4000cm-1,分辨率4cm-1,扫描次数16次,扫描时实时扣除水和CO2的干扰。动态微扰光谱的测定采用加热微扰方法,控温范围是室温(约30℃)至110℃,每间隔10℃采集1次光谱图。

2.3 数据处理

用Perkin Elmer公司的Spectrum 3.0红外分析软件处理获得红外吸收度光谱,基线自动较正,二维相关红外光谱采用清华大学分析中心红外光谱组设计的二维相关分析软件和Matlab软件获得。相似度比较采用Spectrum 3.0软件进行相似度分析。

2.4 方法学考察

2.4.1 精密度试验

取1号样品,按“2.1”项制备供试品,连续扫描6次,对所得的谱图进行相似度比较,分别为1.000、0.9977、0.9976、0.9974、0.9973、0.9970,表明仪器具有较好的精密度。

2.4.2 重复性试验

取1号样品,按“2.1”项制备供试品,平行操作6次,分别测定红外光谱,对所得的谱图进行相似度比较,分别为1.000、0.9906、0.9897、0.9873、0.9971、0.9873。

2.4.3 稳定性试验

取1号样品,按“2.1”项制备供试品,分别在0、1、2、4、6、8h测定其红外光谱,谱图间相似度分别为1.0000、0.9906、0.9991、0.0.9987、0.9992、0.9985、0.9981,表明供试品在8h内稳定。

3 结果与讨论

3.1 何首乌红外光谱

从图1可以看出,不同产地何首乌的一维红外光谱,其整体谱图很相似,看其指纹区的吸收峰,其吸收峰波数也相近,相差在几个波数范围内,硬性划分,有些牵强,所以,针对不同产地何首乌,简单依靠一维红外光谱技术很难辨别。

注:1.广东德庆,2.广东肇庆,3.广西靖西,4.广西田阳,5.四川峨眉山,6.江西井冈山,7.河南济源,8.湖北恩施。

3.2 何首乌二维相关红外光谱

采用热微扰方法,从室温30℃至110℃,每间隔10℃采集1次红外谱图(共9张),再用二维相关分析软件和Matlab软件获得二维相关红外光谱谱图,谱图如下,通过相关二维红外光谱可见,其整体相近,但通过斑点颜色深浅,基本可以区分产地的差异。

注:1.广东德庆,2.广东肇庆,3.广西靖西,4.广西田阳,5.四川峨眉山,6.江西井冈山,7.河南济源,8.湖北恩施。

3.3 结论

针对不同产地的何首乌,普通一维红外光谱难以区分,而中药材又很讲究道地性,道地性与药材的疗效直接相关。在这方面,相关二维红外光谱技术具有优势,为鉴定区分不同产地药材提供了一种现代科学手段,且其图谱直观,技术较易掌握,有望成为不同产地药材鉴定的有力工具。

参考文献

[1]中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:化学工业出版社,2005:122.

[2]孙素琴,周群,秦竹,等.中药二维相关红外光谱鉴定图集[M].北京:化学工业出版社,2003:2-20.

[3]白燕,鲍红娟,王东,等.不同产地药用菊花红外光谱法的分析与鉴定[J].中成药,2005,27(5):54-58.

红外光谱快速鉴别食用油及油品掺假 第8篇

实验方法

仪器与样品

本实验采用Nicolet i S10型傅里叶红外光谱仪, 以及Nicolet Smart MultiBounce HATR多返水平衰减全反射进行检测。样品为市售玉米油、芝麻油、葵花籽油、花生油和橄榄油。

测试方法

设置分辨率为4cm-1, 扫描232次, 测试范围4000-650cm-1。

实验结果

QCheck鉴别不同种类食用油

图1为市售玉米油、芝麻油、葵花籽油、花生油和橄榄油的红外光谱图, 谱图相似, 传统方法难以区分。而Thermo Fisher红外软件中QCheck高精度识别功能, 采用专利的高灵敏度算法, 能精确辨认相近物质间的细微差别。例如, 采用传统算法, 西班牙橄榄油、意大利橄榄油、芝麻油、玉米油和葵花籽油与希腊橄榄油红外谱图的相关系数都达到98%以上, 难以区分 (图2) 。选择QCheck高灵敏度算法, 西班牙橄榄油、意大利橄榄油与希腊橄榄油红外谱图的相关系数依然保持在99%以上, 芝麻油、玉米油和葵花籽油与希腊橄榄油红外谱图的相关系数分别为94%、90%和86% (图3) , 可以进行不同种类食用油的区分。

橄榄油的掺假定量

植物油的组分影响顺式不饱和碳氢 (=CH) 的峰位置, 当组分的比例发生变化时, 会发生峰位移。将不同植物油红外光谱图中的C-H伸缩振动区域放大, 可以看到橄榄油顺式不饱和碳氢 (=CH) 伸缩振动的最大吸收峰出现在3005cm-1, 其它四种植物油的最大吸收峰出现在3008cm-1 (图4) 。这是由于橄榄油油酸的含量较高, 而其它植物油亚油酸和亚麻酸的含量较高 (表1) 。向橄榄油中添加不同比例的玉米油, 随添加油浓度的增加, 不饱和碳氢峰从3005cm-1逐渐位移到3008cm-1 (图5) 。向橄榄油中添加不同比例的花生油、芝麻油和葵花籽油, 显示相同的现象。并且, 不饱和碳氢峰的波数随添加油的含量呈二项式变化 (图6) 。

由于橄榄油的油酸含量高, 不饱和碳氢含量较低。向橄榄油中添加不同比例的玉米油、花生油、芝麻油和葵花籽油, 不饱和碳氢含量增加, 不饱和碳氢峰的峰高和峰面积也增加 (图5) 。采用不饱和碳氢 (=CH) 伸缩振动的峰高和峰面积进行橄榄油掺假的定量 (图7) , 都能得到好的结果。

结论

红外光谱技术在食品检测中的应用 第9篇

食品的成分主要是水、碳水化合物、蛋白质、脂肪和其他物质。这些成分会在红外线的区域范围内有不同的吸收光谱,而光谱的复杂性和光谱的使用范围由食品的不均匀性导致的。红外光谱能反映出被测样品的组成和结构性质,红外光谱分析技术在食品定性和定量检测中起着至关重要的作用,能有效地保证食品质量的一致性,并提高食品的可控性和均一性。我国近几年将红外光谱技术广泛的应用于食品质量的检测中,有效地保障了食品的安全。

红外光谱技术的原理及分类

红外光谱技术的原理

红外光谱是一种分子吸收光谱,利用红外光谱法对有机物进行定性和定量的检测,通过红外线光谱仪发出红外线光线,再将光线照射到待检测物体的表面,有机物因其吸收特性会吸收红外光,从而产生红外光谱图。技术人员可根据红外光谱图找到与吸收峰相对应的化学基团数据库,对待测物质的构成和所属状态进行定性分析。此外,红外光谱技术还可用于定量分析,测定物体的主要组成成分的含量。红外光谱含有多种可供选择的特征波长,因此,固态、液态、气态物质均可通过红外光谱技术进行定量分析。例如通过采取傅里叶数字滤波方式可对饮料进行光谱数据的预处理,再根据其他化学、物理和统计方法对饮料中水分、能量、糖类等物质进行定量检测。

红外光谱技术的分类

红外光谱可分为近红外光谱技术、远红外光谱技术和傅立叶变换中红外光谱技术。近红外光谱技术的分子中存在4种不同形式的能量,分别是平动能,转运能,振动能和电子能。在近红外光谱技术中,近红外区域产生的倍频和合频的吸收往往比中红外弱,背景十分复杂,谱峰重叠的现象十分严重,有时必须借助化学计量方法才能提供有效的信息。远红外光谱技术是利用物体在远红外区的吸收光谱,这个区域的光源能量十分弱小,吸收谱带主要是气体分子中的纯转动跃迁和液体中重原子的伸缩振动,因此一般不在远红外光谱区进行定量分析。傅立叶变换中光谱技术是一种快速,无损食品分析的检测技术,主要通过与化学计量学的方法相结合,实现定性定量分析。

红外光谱技术在食品中的应用

红外光谱对糖类的分析

糖类作为食品的重要组成成分,决定着食品的口感和营养价值。食品中所含的糖分主要是还原糖,包括葡萄糖和果糖。对于对糖分的测定,主要采用碘量法等,但这些方法误差较大,而红外光谱技术的使用,能够得到更精确的结果,它主要通过利用样品建立模型,再利用模型快速检测待检样品,对糖类进行分析。

红外光谱对肉制品的分析

红外光谱对肉制品进行检验,主要是针对于猪、牛、羊等动物,其中最主要的是对牛肉的检验。例如,红外光谱技术能测出牛肉的嫩度,还能对牛肉掺假的问题进行检测,通过采集生熟和切碎的牛肉光谱,然后建立回归模型鉴定汉堡包的掺假程度。

红外光谱技术对水果、果蔬的分析

红外光谱技术对果蔬的分析内容主要涉及糖分、添加剂、酸度和可溶性固形物的测定。同时也能测定果蔬中的农药残留成分,周向阳等人以农药甲胺磷为主要研究对象,采用傅立业变换近红外光谱对多种叶菜中有机磷残留进行鉴别和研究。

红外光谱技术的发展前景

红外光谱分析技术成功地将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术和基础测试技术有机结合起来,使红外光谱技术成为发展最快、最引人注目的分析技术。目前,它已经应用于食品检验分析的各个方面,食品安全与每一个人的生活息息相关,而红外线光谱技术的利用,有效的保证了食品的安全,大大提高了食品质量。

结语