溫度效應(yīng)在近紅外光譜定量分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、近紅外光譜產(chǎn)生于分子振動對光的吸收，主要由分子振動的基態(tài)向高能態(tài)躍遷產(chǎn)生。近紅外光譜不僅攜帶了結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)等分子本身的特征信息，還包含了諸如氫鍵等分子內(nèi)和分子間作用力的信息。然而，這些作用力本身容易受到溫度等外界條件的影響。溫度的變化會導(dǎo)致分子內(nèi)和分子間作用力的變化，進(jìn)而影響分子的振動模式。因此，近紅外光譜對溫度變化較為敏感。這使得近紅外光譜的應(yīng)用受到了一定限制。針對近紅外光譜對溫度變化敏感的特點，本論文對近紅外光譜與溫度之間的關(guān)系進(jìn)行

2、了定量分析，并基于光譜的溫度效應(yīng)建立了一種新的近紅外光譜定量分析方法，為近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展提出了新思路。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1．建立了基于溫度效應(yīng)的近紅外光譜定量分析方法。考察了水、甲醇、乙醇、正己烷等常用溶劑及其與乙二胺混合物的近紅外光譜與溫度之間的關(guān)系，通過偏最小二乘回歸方法建立近紅外光譜與溫度之間的定量關(guān)系(quantitative spectra-temperature relationship，QSTR)模型。

3、結(jié)果表明，利用QSTR模型可以通過近紅外光譜預(yù)測溶液的溫度。此外，利用純?nèi)軇┑腝STR模型預(yù)測溶液的溫度時，不同濃度溶液的預(yù)測結(jié)果之間存在明顯差異，且這種差異與溶質(zhì)的濃度有關(guān)，利用預(yù)測溫度與實際測定溫度線性回歸的截距可以建立溶質(zhì)濃度的定量工作曲線。
　　 2．對基于溫度效應(yīng)的近紅外光譜定量分析方法進(jìn)行優(yōu)化，并將其應(yīng)用于白酒樣品中酒精度的測定?？疾炝嗽?1～40℃范圍內(nèi)水和體積濃度為1％～99%的乙醇水溶液的QSTR模型，并利用水

4、的QSTR模型預(yù)測乙醇水溶液的溫度，根據(jù)不同濃度溶液預(yù)測結(jié)果之間的差異分別建立了三個濃度范圍內(nèi)(1%～5%、20%～70%、95%～99%，v/v)乙醇濃度的定量工作曲線。結(jié)果表明，基于溫度效應(yīng)的近紅外光譜定量分析方法在所研究的溫度和濃度范圍內(nèi)仍然適用，且模型建立后，只使用兩個溫度下的光譜即可進(jìn)行定量分析。此外，為了提高工作曲線的預(yù)測能力，還將線性工作曲線和非線性工作曲線進(jìn)行了比較，并用于配制的乙醇水溶液和白酒樣品的分析。
　　

5、 3．考察基于溫度效應(yīng)的近紅外光譜定量分析方法應(yīng)用于有機(jī)體系的可行性。選取正己烷和乙酸芐酯為研究對象，通過PLS回歸方法分別建立正己烷和乙酸芐酯-正己烷溶液的QSTR模型。結(jié)果表明，QSTR模型適用于正己烷及乙酸芐酯-正己烷溶液，可以利用QSTR模型通過近紅外光譜預(yù)測溶液的溫度。此外，當(dāng)乙酸芐酯的體積濃度為1%～5%時，可以利用正己烷的QsTR模型預(yù)測乙酸芐酯-正己烷溶液的溫度，并可以根據(jù)預(yù)測溫度與實際測定溫度線性回歸的截距建立乙酸芐酯