由于甲醛(HCHO)在城市大气光化学反应中的重要性,测量大气环境中的甲醛已经成为全球的热点。针对目前国内检测甲醛的方法基本局限于化学法,文章详细介绍了采用差分吸收光谱(DOAS)技术反演得到大气环境中甲醛的方法,利用自制的差分吸收光谱系统测量了北京地区大气中的甲醛。文章分析了DOAS反演过程中反演甲醛光谱波段的选择及去除大气中SO₂,NO₂,O₃的吸收以及氙灯灯谱结构对光谱反演中的交叉干扰影响;通过采用选择不同干扰气体所对应的最优波段,同时反演获得大气环境甲醛的浓度,避免了甲醛选择波段过窄,干扰气体去除不全的缺点;通过对误差来源的分析,得到该甲醛的反演方法总误差在13.7%内。

介绍了一种结构简单、制作方便的微米量级大气压等离子体射流。这种微等离子体射流由直流电源驱动,可在多种工作气体(如Ar,He,N2等)中实现大气压放电,产生高电流密度的辉光放电。为了确定微等离子射流产生的激发物种成分,测量了以Ar和N2为工作气体的等离子体发射光谱。利用发射光谱相对强度比值法测量了氩气微等离子体射流的电子激发温度。实验显示,其电子激发温度约为3 000 K,这远低于大气压等离子体炬的电子激发温度。利用N2的二正带发射光谱得到微等离子体的振动温度约为2 500 K;利用其电学参数估算电子密度在1013 cm-3量级。利用此微等离子体射流进行了普通打印纸表面处理的应用实验。结果显示,这种微等离子体射流能够明显的提高普通打印纸的亲水性。

利用表面等离子体共振技术对屋尘螨重组变应原(rDer p2)与单克隆抗体之间的结合作用进行了研究,并且运用该技术对尘螨过敏患者血清与变应原之间的结合作用进行了初步探讨。变应原和抗体之间的结合通常是通过免疫吸附技术或者酶免法来进行研究的,这些方法一般需要对分析物进行标记,由于背景的影响和低灵敏度,目前对抗原和抗体的反应检测所用的免疫吸附技术的准确性还远不如表面等离子共振技术。用氨基偶联法将重组变应原rDer p2固定在CM5传感片表面上后,表面等离子体共振(SPR)技术检测的结果显示,rDer p2与尘螨过敏患者血清的结合作用比单克隆抗体要弱得多。而且,尘螨过敏不同患者血清与rDer p2的结合有很大的差异性。本研究为临床上对过敏疾病的诊断提供了一个简单、快速和实时监控的检测手段。

利用水电极介质阻挡放电装置,分别在大气压空气和氩气中得到随机放电丝、六边形斑图和均匀弥散三种不同模式的放电。通过比较三种不同模式下的光信号和电流信号,研究介质阻挡放电中光信号和电流信号的关系。研究结果表明,当放电信号较大时,光信号与电流信号存在着一一对应关系。由于电流信号包含放电电流和位移电流,因此当放电电流很小时,放电电流信号淹没在位移电流中。在这种情况下,只能通过研究光信号的波形来研究相应的放电情况。除此之外,研究了单个放电丝的光信号,发现光信号测量可以实现对放电过程的空间分辨测量。结果表明分析光信号是一种很好的研究介质阻挡放电动力学过程的方法。

在室温下,以掺Yb³⁺的MCM-41作为主体,“热处理”后的Tb(aspirin)₃phen作为发光客体,将其进行组装,通过XRD和N2-吸附脱附和IR对组装体的结构和物理性质进行了研究。利用激发和发射光谱分析了组装体的光致发光性能和主客体关系。采用了一种新型的掺杂方法“直接焙烧法”,用以避免在试样合成中掺杂离子的损失。在Yb/MCM-41和Tb(aspirin)₃phen-Yb/MCM-41的XRD谱图中同时在2θ=2.6时出现了(100)晶面衍射峰,表明试样为规则有序,六方结构的MCM-41材料。Tb(aspirin)₃phen进入Yb/MCM-41孔道后,无机骨架的有序性进一步增加。相对于MCM-41,Yb/MCM-41在IR谱图中波数963 cm^-1的谱带减弱,表明Yb³⁺已经进入无机骨架。另外,波数1 384 cm^-1的吸收谱带也能提供组装体Tb(aspirin)₃phen-MCM-41中成键的特征信息。PL测试结果表明,Tb(aspirin)₃phen在240-375 nm区间的宽激发吸收分别归属于配体aspirin羰基n→π跃迁,苯环π→π跃迁和phen的杂菲基团吸收。对客体Tb(aspirin)₃phen进行热处理,能增强Tb(aspirin)₃phen在MCM-41孔道中的发光效率,并且当基质MCM-41硅骨架掺杂Yb³⁺后,组装体的发光强度进一步增强,当Yb/Si=7.579×10^-3时,发光强度最高。

以简单的化学试剂和实验过程,采用水热法制备出ZnS:Ag纳米发光材料。X射线衍射结果表明,产品均为结晶良好的ZnS立方闪锌矿结构。通过谢乐公式估算的结果表明,颗粒尺寸随反应温度的升高而呈非线性增长。透射电镜结果表明,产品基本为近球形,大小与估算结果吻合。通过发射光谱和激发光谱对产品的光学性质进行研究,发射峰位于450 nm左右,归属于硫空位相关的电子陷阱施主和银相关的空穴陷阱受主的复合;激发峰位于333 nm左右,归属于ZnS基质的带边吸收。反应温度和时间对产品的发光强度影响较大。固定反应时间为6 h,随着反应温度的提高,产品的发光强度呈现增强-减弱-增强的趋势;固定反应温度为200 ℃,随着反应时间的延长,产品的发光强度先增强后减弱。在200 ℃反应6 h时产品具有很好的发光强度。

ATP生物发光法是近年来发展最快的定量微生物检测分析技术之一,具有快速、简便、灵敏度高等特点,已在食品、化工、环境等众多领域得到了广泛应用,主要是通过间接测定活菌总数来监测样品清洁度或卫生状况。文章利用ATP生物发光法建立了E.coliO157:H7与光源计数值的定量线性模型,研究了pH 7.4下四种不同的缓冲液(KH₂PO₄-NaOH,Na₂HPO₄-C₆H₈O₇,PBS、Tris-HCl)、质量浓度为10 g·L^-1下五种不同的化学物质(NaOH,NaCl,NaH₂PO₄,KCl,MgCl₂)对E.coliO157:H7光源计数值的影响。结果表明:Tris-HCl缓冲液对菌液的稀释效果最好,其对不同稀释浓度的区分能见度好,并且背景信号最小;MgCl₂对发光有明显的增强作用,而NaOH,NaCl,NaH₂PO₄,KCl对发光有较大的抑制作用,其中NaOH对发光的抑制作用最大,达60.56%。同时,ATP生物发光法与传统的培养法相关性良好(r=0.960 8),检测限可达103 cells·mL^-1。

比较了卫矛科的昆明山海棠和南蛇藤粉末和醇提物的红外图谱特征。两种药材的粉末图中都看到草酸钙和淀粉的特征。醇提物图中都有卫矛醇的特征,但南蛇藤较为明显。两种药材醇提物的二阶导数图有明显差异,说明某些成分含量不同。南蛇藤根图的草酸钙和卫矛醇的峰形都比茎的强和尖,说明其根中草酸钙和卫矛醇的含量比茎大。由于红外法既能快速地找出药材差异,又能准确指认出卫矛醇,所以此法制定的宏观指纹图谱可作为生药鉴定的依据。

由静态实验得到了五氯苯酚在赤铁矿表面吸附的pH等温线,最大吸附量发生在pH值6.0处,赤铁矿等电点pH值8.5处的吸附量为最大吸附量的31%。通过FTIR分析了赤铁矿吸附前后的变化,研究了吸附时五氯苯酚、赤铁矿存在形态和比例,结果表明:(1)α-Fe₂O₃ 565 cm^-1处特征峰吸附前后未发生改变,吸附发生在赤铁矿表面。(2)pH6.0时,α-Fe₂O₃表面OH与水形成的氢键产生的伸缩振动峰3 438 cm^-1位移到了3 417 cm^-1,1 643 cm^-1表面的H—O—H+的弯曲振动峰由于络合反应发生明显的减弱,1 050-1 100 cm^-1处的Fe—OH键峰位移到了950 cm^-1且强度增加。五氯苯酚中的1 215 cm^-1的C—O键伸缩振动峰位移到1 122 cm^-1,两者之间作用以静电吸附为主。(3)pH 8.5时,α-Fe₂O₃表面OH与水形成的氢键产生的伸缩振动峰3 438 cm^-1位移到了3 428 cm^-1,1 643 cm^-1处弯曲振动峰由于氢键反应发生明显的减弱,1 050-1 100 cm^-1处的H—O—H+的弯曲振动峰位移到了947 cm^-1且强度明显增加,两者之间主要是氢键作用。

针对样品的近红外(NIR)光谱与其物理化学性质之间存在的非线性关系,提出了一种结合等距映射(Isomap)和偏最小二乘(PLS)的非线性建模新方法。Isomap是一种新的非线性降维方法,属于流形学习方法,能有效地发现高维数据中的本真低维结构。Isomap-PLS建模方法首先用Isomap对高维NIR光谱数据作非线性降维,再用PLS降维并建立校正模型。将Isomap-PLS建模方法分别应用于两个公开的NIR光谱标准数据集,并与PLS单独建模进行比较。结果表明,在两个数据集上,用Isomap-PLS方法建立的校正模型比单独用PLS算法建立的校正模型具有更小的交叉验证均方根误差(RMSECV);对某些性质数据,Isomap-PLS模型比PLS模型的RMSECV值要小2-5倍。因此,Isomap能够有效反映NIR光谱中存在的非线性结构,Isomap-PLS比PLS具有更好的建模与预测能力。

建立了一种基于红外光谱用于检测中药掺杂的违禁化学药物的方法——局部直线筛选法(local straight-line screening,LSLS)。 该法区别于传统的光谱计量学方法,无需模式识别或模型校正,仅利用待测中药与化学药物的各一张红外光谱,通过提取差谱过程中特征吸收峰信息的变化规律而进行掺杂物的判定。以盐酸芬氟拉明、盐酸西布曲名、枸橼酸西地那非及洛伐他汀四种化学药物做为对照品,对16个不同中药样品分别进行了检测判定。结果表明,尽管中药光谱信息包埋严重,LSLS算法仍能以较好的准确性对掺杂成分做出判别。由于具备简便、 快速、 经济的优势,使得方法非常适用于大量中药样品的初筛及检测,可为基层打假一线提供有力的技术支持。

利用红外光谱技术研究了无水乙酸锌催化2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯反应生成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯的甲氧基羰基化反应机理。结果表明,碳酸二甲酯羰基碳上的氧与无水乙酸锌中的Zn2+配位形成配合物,无水乙酸锌的结构由双齿型转变为单齿型,同时使DMC的羰基碳被活化。然后2,4-二氨基甲苯作为亲核试剂,其氨基进攻配合物中碳酸二甲酯上被活化的羰基碳原子,发生甲氧基羰基化反应,配合物中的Zn—O配位键断裂,生成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯和甲醇,并使无水乙酸锌的结构重新回到双齿型。

根据常用工业保护渣的成分范围配制出含有TiO₂的连铸结晶器保护渣,通过实验检测并分析了渣样FTIR光谱及X射线衍射图谱,探讨了熔渣辐射传热特性随TiO₂变化的规律。 FTIR分析结果表明,在1-6 μm波段范围内,TiO₂具有明显降低渣膜红外透过率的作用。X射线衍射结果表明渣中枪晶石的含量减少,析出CaTiO₃等晶体,枪晶石的大量减少有利于铸坯的润滑。通过辐射传热模型计算得到铸坯与结晶器之间的辐射热流密度。TiO₂的加入使渣样热流密度大为降低,并随其含量增加而降低,最高达30％。由于试样表面及晶界强烈的折射和散射,结晶态试样对辐射传热的降低作用比玻璃态试样更明显。

温度和发射率是耦合在一起的。在精确获得大气参数的情况下,由传感器的辐射测量反演地表的温度与发射率,仍然是一个病态问题,必须采取一定的策略进行温度与发射率的分离。因此,温度与发射率的分离是红外遥感的核心问题。文章在分析无太阳直射光影响时大气下行辐射和含有大气残留的地表发射率之间关系的基础上,提出了一个针对野外测量中红外高光谱数据的温度与发射率分离算法。该算法利用大气下行辐射和含有大气残留的地表发射率之间的相关性作为判据来优化地表温度,进而获得地表发射率。基于模拟的中红外高光谱数据,对算法的精度进行评价。结果表明,该算法能够获得较高的地表温度和发射率反演精度;具有较广的适用范围;对测量过程中大气下行辐射变化不敏感;同时算法具有一定的抗噪性。

制备了正钒酸钴Co₃V₂O₈,焦钒酸钴Co₂V₂O₇和偏钒酸钴CoV₂O₆三种催化剂,进行了XRD,TEM,BET,FTIR,XPS,H2-TPR和电导等表征,并测试了他们的丙烷氧化脱氢(ODH)制丙烯催化性能。对各催化剂的FTIR主要吸收峰做了经验归属,并对其O(1s) XPS谱进行了分峰拟合,计算了催化剂表面不同氧物种的含量。制得的催化剂晶粒均匀,平均粒径为20-30 nm,Co₃V₂O₈和Co₂V₂O₇具有p-型半导体性质,CoV₂O₆表现n-型半导体性质。p-型半导体Co₃V₂O₈和Co₂V₂O₇的丙烷ODH催化性能优于n-型半导体CoV₂O₆,当丙烷的转化率在10%时,在Co₃V₂O₈,Co₂V₂O₇,CoV₂O₆催化剂上丙烯选择性分别为48.12%,47.82%,35.24%。FTIR,XPS,H2-TPR和电导的研究结果表明,正、焦钒酸钴催化剂内各种价态钒之间易于进行氧化还原反应和形成氧缺位,钴含量的增加有利于丙烷转化的未充分还原的氧物种O-2,O2-2,O-等增加,可以判断未充分还原的氧物种Oδ-(0＜δ＜2)是丙烷ODH活性氧物种。

光谱测量数据需要对其进行波长选择以提高模型预测精度和简化模型。文章提出了一种基于PLS投影相关系数的快速、准确的波段选择方法,它计算某波长点光谱数据对待测组分浓度向量的影响时,考虑了该波长点光谱数据的变化量与光谱PLS回归系数向量在该波长点的投影分量的共同影响。与传统相关系数方法想比较,该方法明显地改善了分析模型的稳健性并大幅度地压缩了建模所需的波长点数。对208个汽油样本的实验表明,经过PLS投影相关系数方法进行光谱波段选择后的光谱波长点数占全谱的比例下降至30%,交互验证均方根偏差(root mean square error of cross validation,RMSECV)由未经过波长选择时的0.44降至0.34。该方法可广泛应用于各类光谱定量分析中的波长选择与数据压缩。

以木薯淀粉为主要原料,自行研制的有机膨润土为改性剂,经过熔融和溶液插层等工艺制备木薯淀粉/膨润土复合粘结剂。采用FTIR和XRD手段表征及力学性能测试。结果表明,PVA插层改性后的有机膨润土的层间距大于有机膨润土的层间距大于Na基膨润土的层间距,膨润土的层间距越大,越有利于淀粉与膨润土的插层反应,得到的复合粘结剂的干强度也越高。该复合粘结剂具有粘结强度高、抗吸潮性好,且成本低、工艺简单和环境友好。

干草品质对动物的生产性能、牧草价值和最终盈利有着最直接的影响,检测干草品质的方法也在不断改进,近红外光谱技术(NIRS)这种快速、高效而无破坏性的现代检测技术已在饲草料中广泛应用。文章阐述了应用NIRS分析干草品质的可行性和高效性,详细介绍了NIRS用于检测牧草营养成分、真菌侵染程度、内生真菌产生的有毒物质以及一些难于用化学方法检测的微量成分等重要指标的研究成果。指出NIRS用于分析干草品质突破了过去常规化学方法的复杂、耗时、成本高等缺陷,是干草品质分析方法的一个重大进步,并期待着NIRS在牧草品质中的应用研究工作继续完善和发展,建立更精确的定标模型以及更系统的分析软件,促进畜牧业的快速发展。

探讨了基于可见和近红外反射光谱分析技术检测鱼粉中是否掺有植物饼粕的可行性。收集了我国常用的鱼粉和豆粕,将豆粕按不同浓度掺杂到鱼粉中制备试验样本,分别进行了定性和定量分析研究。定性分析用206个样本作为校正集,103个样本作为检验集,选择合适的光谱预处理方法和光谱范围建立了定性判别分析模型,模型对外部检验集的正确判断率为96.12％。定量分析用掺杂有豆粕的130个鱼粉样本作为校正集,65个鱼粉样本作为检验集,采用偏最小二乘法(PLS)建立了定量分析模型。以变量标准化处理(SNV)与二阶导数(2,4,4,1)相结合处理效果最佳,其预测值和测量值的决定系数R2和标准差SEC分别为0.989 0和1.539 0;检验集进行外部验证的决定系数R2和标准差SEP分别为0.988 8和1.786 0,RPD为8.61。结果表明,利用近红外光谱分析技术可以成功检测鱼粉中豆粕的存在和含量。

选择耐铝性不同的2个大豆品种浙春2号(耐铝性)和浙春3号(铝敏感)作为实验材料,在设置铝胁迫的同时添加外源柠檬酸处理,应用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对外源柠檬酸协同铝胁迫下的大豆根组织干燥粉末进行直接测定,并对其特征吸收峰进行了归属。通过对各图谱的比较分析,铝处理下大豆根的红外吸收峰形及峰强有所区别,特别是1 057,1 602,2 927和3 297 cm^-1左右的吸收峰区别明显,反应出蛋白质,糖类以及核酸等有机物的含量变化;以A2 927 cm^-1/A3 297 cm^-1为横坐标、A1 051 cm^-1/A1 602 cm^-1为纵坐标而绘制的二维分析图显示,外源柠檬酸的加入使不同处理的红外吸收峰形及峰强差异降低,意味着有机物等有效成分的变化不显著,且浙春3号尤为明显。实验表明FTIR在某种程度上能够反映外源柠檬酸对铝胁迫下大豆根的缓解效应,为该领域的研究工作提供了有益的参考。

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了2个不同耐铝性大豆品种在不同浓度铝处理下根、茎、叶的红外光谱。通过对各谱图的比较分析发现,除928-1 200 cm^-1区域的FTIR差异比较明显外,未经处理的2个品种大豆红外光谱基本相似。而铝处理后2个品种大豆根、茎、叶的红外吸收峰形及峰值均与对照有较大的区别,且随铝浓度升高其FTIR区别越为明显。此外,结果表明浙春3号(铝敏感品种)的变化幅度比浙春2号(铝耐性品种)更为明显,这说明铝敏感大豆在铝胁迫下物质代谢受到了较大的影响。因此,采用FTIR法鉴别大豆不同耐铝性能够提供较为准确的结果,具有广泛的应用前景。

红外漫反射光谱技术越来越普遍地被应用到粉末样品的快速测量分析中,在应用红外漫反射光谱技术对粉末状的烃源岩样品的生烃潜量进行定量分析时,由于样品的颗粒度、密度、表面粗糙程度等几何参数的变化对散射光的影响非常大,使得漫反射光谱数据的信噪比很低、背景干扰很大,这样很难对样品进行定量分析。因此需要一种有效的方法对漫反射数据进行预处理来消除散射的影响,提高信噪比。文章利用正交信号校正算法(OSC)作为一种光谱过滤手段,并与间隔偏最小二乘(iPLS)相结合,有效地消除了粉末状样品散射光的影响,可以显著提高烃源岩红外光谱预测模型的准确性,使得红外漫反射光谱技术在石油录井中有了广阔的应用前景。

提出了一种用近红外光谱技术快速鉴别糖类别的新方法。采用近红外光谱获取白砂糖、木糖醇、双歧糖和葡萄糖等四种糖类别的光谱反射特征曲线,采用偏最小二乘法进行模式特征分析,经过交互验证法判别,确定最佳主成分数为11。完成特征提取后,将11种主成分作为神经网络的输入变量,建立了３层BP神经网络。四个类别的糖样本数均为40,共计160个样本,将其分成训练集样本120个和预测集样本40个,对40个未知样本进行预测, 准确率为100％。说明所提出的方法对于糖类别具有很好的分类和鉴别能力。

近红外光谱(NIRS)分析技术是一项高效、快捷检测样品中某种物质成分的新方法,近年来在饲料营养分析、品种鉴别等领域得到了广泛的应用。作者提出了一种用近红外指纹光谱快速鉴别紫花苜蓿品种耐盐性的新方法。首先用近红外吸收光谱对20个紫花苜蓿品种进行聚类,发现供试品种很好地聚为耐盐和敏盐两类,与常规检验结果基本相同,通过聚类建立苜蓿品种耐盐性鉴别模型,其次用所建耐盐品种评价鉴别模型对6个苜蓿品种进行耐盐性预测,品种识别准确率达到100％,表现指数为85.7％。所以近红外吸收指纹图谱对苜蓿品种耐盐性具有很好的分类和鉴别作用,通过建立鉴别模型,可对品种耐盐性进行快速、高效的初步鉴定。

为了检验傅里叶变换红外光谱技术在变种的水平上鉴别大型真菌的能力,利用该技术对红黄鹅膏菌原亚种样品和红黄鹅膏菌黄褐变种样品作了光谱研究。结果显示它们的傅里叶变换红外光谱在整体上十分相似,仅在相对吸收强度上有微小差异。为了提高光谱灵敏度、 放大差异,对它们的光谱做一阶和二阶导数处理并进行相关分析,发现红黄鹅膏菌黄褐变种和两个红黄鹅膏菌原亚种的二阶导数光谱差异十分明显,相关系数仅分别为0.254和0.356,而两个红黄鹅膏菌原亚种的二阶导数光谱较相似,相关系数为0.865。研究表明利用傅里叶变换红外光谱技术结合相关分析可以容易的把红黄鹅膏菌原亚种和红黄鹅膏菌黄褐变种区分开。

利用吸附法,考察了活性炭、离子交换树脂精制环丁烯砜的方案,利用UV-Vis,FTIR,XRD对其进行分析检测,重点对环丁烯砜、环丁砜的FTIR谱图进行了解析。活性炭、离子交换树脂串联去除工业级环丁烯砜杂质的效果最佳。利用精制的环丁烯砜催化加氢,合成出了高纯度的环丁砜,转化率大于99.8%,为工业装置技术改造提供了实验依据。

研究了糖尿病人和正常人血清的表面增强拉曼光谱。糖尿病人血清中蛋白质主链酰胺Ⅱ的C—N伸缩振动的谱线位移到1 585 cm^-1,相对强度增加了14%,酰胺Ⅵ的谱线593 cm^-1相对强度减少了33%。蛋白质侧链色氨酸吲哚环 “埋藏式”的谱线1 368 cm-1位移到“暴露式”的1 365 cm^-1,且相对强度减少了59%;侧链C—S键的扭曲构象的谱线635 cm^-1相对强度减少了15%,而反式构象的谱线725 cm^-1增加了58%,说明C—S键的扭曲构象部分转变为反式构象,表明糖尿病人血清中蛋白质的有序结构发生变化;类脂物特征峰1 449 cm^-1相对强度增加了58%,与糖类有关的特征峰谱线1 331,1 099和740 cm^-1相对强度分别增加了35%,100％和62%,从而表明糖尿病人血清中与脂类和糖蛋白有关的物质含量增加。上述拉曼特征峰为糖尿病的诊断以及生化机理研究提供了有力的实验依据。

根据DNA分子的静电自组装性质,利用加热和紫外照射相结合的方法制备出大小均匀,粒径约为7.8 nm的呈正电性的银纳米颗粒。在预先梳直的小牛胸腺DNA模板上合成了长约2 μm、直径约30 nm、银颗粒较均匀分布的银纳米线。拉曼光谱表明:银颗粒主要结合在DNA主链上,同时脱氧核糖和碱基的振动峰也受到影响。磷酸根骨架的伸缩振动峰782和1 098 cm^-1的强度明显减少,且谱线782移动到791 cm^-1。脱氧核糖C—O的伸缩特征峰1 011和1 050 cm^-1分别移动到1 030和1 064 cm^-1。碱基的特征峰1 372,1 334,1 304和728 cm^-1分别移动到1 368,1 320,1 294和731 cm^-1。

对湖北、安徽地区绿松石进行了激光拉曼光谱测试分析。结果表明,绿松石中H2O,OH-及PO3-4的基团振动是导致其激光拉曼光谱形成的主要原因。3 510-3 440 cm^-1的谱峰是由ν(OH)伸缩振动所致,其中ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3 470 cm^-1附近,ν(H2O)伸缩振动致拉曼谱峰位于3 290-3 070 cm^-1附近的较为宽缓的弱谱峰处;由ν3(PO4)伸缩振动致强拉曼特征谱峰在1 200-1 030 cm^-1之间,其中ν3(PO4)振动导致的强拉曼特征谱峰在1 039 cm^-1附近,ν4(PO4)弯曲振动位于650-540 cm^-1范围,ν2(PO4)的弯曲振动谱峰位于500-410 cm^-1处;不同产地、不同结晶类型的绿松石表现出的拉曼谱峰特征基本一致。

氮肥的施用量和形态对植物的影响很大。实验借助于一种新型光谱仪SPAD-502叶绿素仪, 研究了不同氮肥水平和氮肥形态对苗期玉米叶片叶绿素含量的影响。结果表明,每公顷施用0,100和200 kgN时,SPAD值在43.3-43.7之间,差异不显著;每公顷施用400 kgN时最后一片展开叶的叶绿素含量显著高于对照和每公顷施用100和200 kgN的处理,估计可能与肥料中其他成分有关,但原因尚需进一步研究。通过不同形态氮肥试验,表明氨态氮处理的叶片叶绿素含量显著高于硝态氮处理,可能的原因是:(1)氨态氮易于吸收,施用初期效果快;(2)氨态氮中微量元素比较高。

基于散射光、利用痕量气体指纹吸收特性反演气体浓度的方法称为被动差分吸收光谱法(passive DOAS)。因其具体结构简单,易于平台搭载等优点近年来获得了长足发展。被动DOAS中利用太阳散射光作为光源解析大气污染气体柱浓度时,会受到太阳弗朗和费光谱的“填充线”即Ring效应的强烈影响,尤其是对浓度很低的痕量气体,致使不易获取其浓度、影响其测量精度。文章以反演大气中NO2气体为例,介绍了稳定天气条件下Ring效应造成的影响、分析了Ring效应影响与太阳天顶角的关系,提出了根据不同太阳天顶角选取不同Ring光谱参与拟合的修正方法,并且利用该处理方法反演了在３天稳定天气条件下不同仰角下的斜柱浓度。实验证明该修正方法的可行性。

亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中需在高浓介质条件下脱除二氧化硅杂质,研究采用合成水合碳铁酸钙做为脱硅剂;因水合碳铁酸钙合成过程中会有碳酸钙、氢氧化钙、铁酸钙等副产物,故合成条件对水合碳铁酸钙含量及脱硅效果有重要影响。为了探讨反应机理并优化合成参数,研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)分析对合成过程产物进行了物相分析和脱硅实验。FTIR和脱硅过程元素分析表明水合碳铁酸钙在水溶液中为介稳物质,反应温度和反应时间对水合碳铁酸钙的合成具有重要影响,随时间和温度增加水合碳铁酸钙含量先增加后减少;单因素条件下最优的合成条件为,反应温度30 ℃,反应时间16 h,反应液固比20,搅拌强度500 r·min-1;对最优条件下合成水合碳铁酸钙的物相结构进行了研究,表明水合碳铁酸钙为斜方六面体晶体结构,其中存在结晶水、羟基、Fe—O特征峰。

水溶性阳离子卟啉作为多功能DNA结合试剂在光动力学疗法、抗病毒药物等方面得到了越来越多的应用,因此研究阳离子卟啉与DNA的相互作用引起人们极大的兴趣。文章采用吸收光谱、荧光光谱和共振光散射技术研究了meso-四(4-三甲铵基苯基)卟啉(TMAP)和5-苯基-10,15,20-三(N-甲基-4-吡啶基)卟啉(TriMPyP)两种水溶性阳离子卟啉在水溶液中的聚集状态及与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。在R>1时(R=cTMAP/cDNA),TMAP在DNA分子表面发生聚集,吸收光谱有明显的减色效应,卟啉的荧光被猝灭。在R<1时,TMAP与DNA以外部结合方式结合,荧光得到增强,共振光信号减弱。DNA的加入,使TriMPyP的聚集程度进一步增加。考察了离子强度对卟啉与DNA相互作用的影响,离子强度增大,卟啉的荧光得到增强,卟啉与DNA的结合方式发生改变。

以溶剂相脂肪酶LRI催化辛酸和丁醇的酯化反应体系为对象,将反应体系中各组分分别在低功率微波辐射和常规加热下对LRI作用后,用荧光发射光谱分级逐步研究LRI在有机溶剂和水环境中的荧光光谱变化。微波辐射和常规加热在所有实验条件下均增强LRI的荧光强度而没有导致最大发射波长位移。在微波辐射能够提高反应初速度的范围内,当LRI与有机分子共热后,微波辐射更有利于LRI蛋白质分子在水中的裸露。不同log P溶剂的反应体系对酶构象的影响主要表现为溶剂对其的影响。反应初速度对log P的变化规律与水相LRI蛋白质的荧光强度对log P的变化接近,而与溶剂相LRI蛋白质的荧光强度对log P的变化规律之间基本无共同之处。

传统的作物氮营养诊断需要大量的实验室分析和破坏性取样,时效性和便捷性不足。高光谱技术被逐渐应用到作物氮营养监测当中,但由于仪器昂贵并需要专业的软件进行处理,在一定程度上限制了这一技术的应用。文章通过田间试验研究了采用可见光光谱进行夏玉米氮营养诊断的可行性,并试图寻找适宜的表征作物氮营养的可见光光谱参数。研究结果表明,绿光值、蓝光值、红光标准化值、绿光标准化值和蓝光标准化值等多个图像参数均与夏玉米的植株全氮含量、叶片SPAD值有着显著的线性相关关系。在低施氮条件下,叶脉硝酸盐浓度低于2 000 mg·L^-1时,绿光值、蓝光值、绿光标准化值和蓝光标准化值与叶脉硝酸盐浓度有着显著的线性相关关系。而在高施氮条件下,叶脉硝酸盐浓度高于2 000 mg·L^-1时,随着叶脉硝酸盐浓度的升高,图像参数呈平台反应, 不再增加。综合比较来说,以绿光标准化值和蓝光标准化值为最好,与各常规的氮营养诊断指标的相关系数介于0.45-0.66之间。

研究遥感图像多光谱特征分布是设计分类算法的关键。针对土地利用/覆盖类别由多种地物组成,难以求取多元分布模型分析类别多光谱特征的问题,提出了一种遥感图像土地利用/覆盖多光谱特征分布空间距离分析方法,以样品均值矢量作为类别中心,用最大最小法聚类形成类别多聚类中心,计算各聚类中心与类别中心的空间距离,以距离为横坐标、 聚类中心含有的像元数占样品总数的百分比为纵坐标作图,形成内类、类间空间距离分布曲线分析遥感图像土地利用/覆盖类别多光谱特征。分类实验结果与空间距离分析结论吻合,说明空间距离分析方法可行。该方法利用空间距离把多维光谱分布转化为一维距离分布,计算简单,聚类门限值易于确定,多光谱分布特征清晰,较好地解决了多光谱特征的多元分布问题。

研究了头孢羟氨苄和头孢拉定对荧光素的荧光猝灭反应及相互作用机理。因形成荷移络合物,头孢羟氨苄和头孢拉定对荧光素的荧光强度有很强的猝灭作用。采用紫外-可见光谱、红外光谱结合量子化学计算分析了荷移反应过程,揭示了头孢菌素类药物的成键规律和反应机理。在此基础上建立了测定头孢羟氨苄和头孢拉定含量的荧光光谱法。络合物的激发波长和发射波长分别为483,517和519 nm,头孢羟氨苄和头孢拉定浓度分别在0.3-13.5 mg·L^-1和0.1-1.2 mg·L^-1范围内为线性关系,相关系数分别是r=0.999 7和r=0.999 3。应用该方法测定了头孢羟氨苄和头孢拉定药物制剂含量,回收率分别在99.63%-99.91%和99.71%-100.08%之间。测定结果与文献值基本吻合。

用荧光光谱和紫外吸收光谱研究了八元瓜环与氧氟沙星、氟罗沙星、加替沙星及司帕沙星的相互作用体系的性质,考察了溶液酸度对作用体系的影响。在pH小于8.0的范围内,八元瓜环分别与氧氟沙星、氟罗沙星、加替沙星形成1:1、与司帕沙星形成2:1的稳定的主客体化合物;测定了不同pH时主客体相互作用的稳定常数均在103-104 L·mol-1(司帕沙星体系为1011 L2·mol-2)范围;同时测定了各作用体系的荧光发射和紫外吸收分析性能参数,药物客体的浓度线性范围达2-3个数量级,检测限为10-9-10-8 mol·L^-1。

虽然用红外光谱显微探针方法研究岩心中碳质物已有很多工作,但是通常对诸如岩心等样品物性的光谱学微探针实验研究多是局限于对经过复杂处理分离出的微小样品或样品中个别位点所得的结果,缺乏对复杂样品各组分(或基团)的空间分布及其相互关系的研究。近年来新发展起来的光谱成像分析系统将光谱技术与成像技术有机地结合起来融为一体,可在光谱和空间两个方面对目标样品进行分析和识别并已得到广泛应用,但是用红外显微成像光谱研究岩心的工作则少有报道。文章报道了应用透射和衰减全反射(ATR)两种方式对含油岩心进行了显微红外光谱成像(Mapping)的研究。从灵敏度、信噪比、光谱分辨率和空间分辨率以及工作效率等方面对两种方式所得实验结果进行了比较和评估。

光化学植被指数PRI(photochemical reflectance index)为估算植被的光能利用率LUE(light use efficiency)提供了一种快速、有效的方法。越来越多的研究关注外界环境对PRI和LUE之间关系的影响,这些因素包括水分含量、CO2浓度等等。文章选择了不同氮、钾施肥量处理的小麦,测量其LUE和PRI,分析不同肥料处理对二者关系的影响。实验表明,氮、钾施肥量的增加将提高冠层光谱的PRI值和叶片内部叶绿素的含量,在此基础上提高小麦的LUE。对于不同氮、钾处理的小麦,PRI和LUE之间都获得了很好的相关关系,总的相关系数R2分别是0.710 4和0.853 4。随着氮、钾肥量的增加,PRI和LUE之间的相关性也在增加。对1,2,3份的氮施肥量,相关系数R2分别是0.602 0,0.640 4和0.801 4;钾施肥量为1,2,3份时,R2分别为0.379 1,0.640 4和0.676 9。因此,PRI不仅能够获可靠精度的LUE,并且为监测小麦的肥料状况提供了一种间接方法,这将为田间管理和精细农业提供了必要的参考信息。

细胞核浆粘滞系数直接反映一定生理状态下核内微环境的特性,是判断病变细胞和研究核内分子功能机制的重要依据。为了实时、灵敏和无损地测定单个活细胞的核浆粘滞系数,提出了一种基于荧光相关谱(fluorescence correlation spectroscopy,FCS)技术的新型检测方法。研究中利用FCS技术测定绿荧光蛋白分子(EGFP)在细胞核内的扩散系数,并且根据Stokes-Einstein关系式计算出核浆粘滞系数,同时实现了对特定生理条件下核浆粘滞系数的跟踪测量。结果表明:在pH 7.4以及37 ℃的条件下,人肺腺癌细胞(ASTC-a-1)和人宫颈癌细胞(HeLa)的核浆粘滞系数分别是(2.55±0.61)cP和(2.04±0.49)cP,与传统方法的测量结果一致,并且发现核浆粘滞系数大于细胞质的粘滞系数。以上研究表明FCS技术可精确无损地检测单个活细胞内达飞升量级的微观环境,是探索细胞内生物分子动态行为的有力工具。

除草剂的精确喷施、物理方法精确除草皆依赖于杂草的自动识别。光合色素和结构差异导致作物、杂草的光谱反射率不同,因此不同植物可以利用光谱特性来区分。利用ASD光谱仪在室内分别测量了棉花、刺儿菜、水稻、稗草等四种植物在350-2 500 nm波段范围内的光谱反射率。运用SAS统计软件的STEPDISC过程筛选能够区分作物和杂草的波长;判别模型中加入筛选所得特征波长,利用Discrim过程进行判别分析。实验结果表明,利用3个特征波长385,415和435 nm有效地从双子叶植物棉花中识别出双子叶杂草刺儿菜,其识别率为100％,波长415和435 nm的组合对识别模型的贡献最大;利用5个特征波长375, 465,585,705和1 035 nm可有效地从单子叶植物水稻中识别出单子叶杂草稗草,其识别率也为100％,黄色到橙色的过渡波长585 nm和“红边” 内的波长705 nm的组合对识别模型的贡献最大。

为了实现可靠的植物病虫害诊断,文章提出把光谱分析技术和多光谱成像技术相结合的方法用于常见的红粉、黑星、白粉、褐斑和霜霉五种黄瓜病害的识别研究。实验采用窄带多光谱成像技术在标准观测环境下获取患病黄瓜叶面的14个可见光通道和近红外通道、全色通道的多光谱图像。利用距离法、光谱角度匹配法和相关系数法对病斑样本的光谱信息进行学习分类。对于实验提出的七种分类情况,通过距离法和相关系数法组合筛选,对红粉、白粉、黑星和白板的分类正确率达100％,对霜霉及无病的分类正确率达80.00％和93.33％,平均分类正确率为81.90％。实验结果表明,光谱分析方法和多光谱成像技术结合能全面、快速、精确提取植物病害的信息,实现分类,为对植物病害进行快速、 准确和非破坏性诊断提供技术支持。

采用自制的全息平场凹面光栅集成微型光谱仪,搭建了微型光谱快速分析测试系统,实现了雷尼替丁合成中间体中杂质甲醛的快速检测。利用酸性条件下甲醛-MBTH-硫酸铁铵体系的显色作用,通过优化甲醛测定条件,建立了快速测定甲醛的方法。测定甲醛线性范围为0.04-0.20 μg·mL^-1(r=0.993 8),最低检测限达到0.04 μg·mL^-1。通过与UV-2550岛津光谱仪及美国海洋公司HR-2000微型光谱仪的对比测试实验,对所建立的微型光谱检测系统和甲醛检测方法进行了实际测试和可靠性验证,F-检验法检验显示测试结果无显著性差异。实验结果表明微型光谱快速分析测试系统能满足实验分析、工业过程监测和临床医学检验样品的快速、实时检测的需求,具有巨大的潜在应用市场。

在pH 5.5的Na₂HPO₄-柠檬酸缓冲溶液中,吖啶橙(AO)与PAR-钒(V)络合物之间发生有效的能量转移,使吖啶橙526 nm处的荧光猝灭,据此建立了能量转移荧光测定痕量钒的新方法。实验表明,在pH 5.5的3.0×10-5 mol·L^-1 AO-4.0 mg·L^-1 PAR体系中,钒的含量c在0.12-0.5 μg·mL^-1范围内与荧光猝灭强度ΔF呈良好线性关系,线性回归方程为ΔF=165.4c+2.5,方法检出限为0.004 5 μg· mL^-1,相对标准偏差为0.6% 。该荧光猝灭反应15 min内完全,其相对荧光强度在2.5 h内基本保持不变。用该方法测定生物样品中钒的含量,相对误差小于5%,结果满足痕量分析要求。

根据有机物受激发荧光的基本原理,研究了氨基甲酸酯类有机杀虫剂西维因的荧光特性。利用荧光光谱对西维因及其水解物的溶液进行了研究,获得了不同浓度条件下的荧光谱图,考察了荧光强度与浓度的关系。结果表明,西维因及其水解物在一定的土壤环境中受紫外光激发时也能够发出很强的荧光,而且在溶剂中和土壤中的荧光光谱基本相同。它们的荧光光谱波长都位于可见光区的400-750 nm波段之间,波形平滑,分辨率高,适于农药的定性定量分析。实验证明利用荧光光谱法对土壤中的有机农药进行直接或间接的检测分析是可行的。

采用高能量钕玻璃激光器输出的单脉冲激光重复作用于土壤样品表面同一位置,利用光谱采集系统对序列激光脉冲作用下形成的等离子体发射光谱进行采集。实验结果显示:在熔穴孔径的约束作用下,激光诱导产生的土壤等离子体辐射不断增强,谱线强度和信背比都随着作用脉冲个数的增加有不同幅度的提高。通过采集等离子体像及熔穴形貌的图片, 对等离子体形状、激光诱导熔穴形貌以及激光烧蚀样品质量进行了研究,初步探究了激光诱导熔穴对等离子体辐射增强的内在机理。在序列激光脉冲作用下,所形成等离子体的体积先是逐渐增大,尾焰发生畸变,然后体积慢慢变小,并且颜色从浅黄色逐渐变为白色,意味着温度在不断升高。激光诱导熔穴的形状比较规则,从孔穴底部到顶部直径逐渐增大,基本成圆锥形。激光烧蚀样品质量随着脉冲个数的增加而递减。借助熔穴的约束作用、孔壁多次反射过程所产生的Fresnel(菲涅耳)吸收以及逆韧致辐射吸收提高了蒸发物质的原子化程度,增大了等离子体辐射强度。

在自吸背景校正中不被样品基体吸收的杂散光有不同于氘灯和塞曼背景校正的特殊性。用截止溶液法检验了杂散光的存在,并用重铬酸钾溶液分子吸收模拟背景吸收的方法研究了杂散光的影响。源于空心阴极灯光源的杂散光在样品束(常规脉冲低电流)和参比束(窄脉冲高电流)中的比率有很大的差异,前者比后者更高。这种差异是自吸背景校正误差的重要来源,在高背景校正时引起的误差不容忽视。文章还对杂散光比率与灯电流、光能量和光谱带宽等方面的关系进行了研究。结果表明,杂散光比率与灯电流大小有很大关系,灯电流大,杂散光比率小,但杂散光比率随灯电流的变化与被检测的分析线能量无直接关系;杂散光比率随着光谱带宽的减小而降低,其性质类同于连续光谱。

植物激素与矿质元素吸收以及与植物抗性的关系研究是近年来人们关注的热点。实验采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定转反义ACS基因耐贮番茄(乙烯的生物合成被抑制)及同品种普通番茄果实(对照)中Zn,Na,K元素的含量及Na/K比例的差异,并对其与果实抗病原菌侵染能力的关系进行讨论。结果表明:乙烯生物合成受阻的转反义ACS番茄果实抗病原菌侵染的能力高于对照果实,其Zn元素的含量是普通番茄果实的1.5倍;K元素含量在两种果实中无明显差异,但Na元素含量显著高于对照,Na/K比值是对照的2.0倍。说明Zn元素含量和Na和K元素的比例关系可能在转反义ACS番茄果实抗病原菌侵染的过程中起到一定作用。

采用ICP-MS法测定了八种梨果实中的钠、钾、钙、镁、锌、铜、铁、锰、硼等元素的含量。不同品种梨果实中主要元素组成基本相同,但各种元素的含量存在一定的差异。其中,钾的含量最高,其次是镁、钙、钠等元素。采用欧盟果蔬汁工业协会(AIJN)提供的果汁质量评价参考范围作参照标准,梨果实中钾、镁和钙元素含量高于该标准,钠元素含量低于该标准,其余元素含量均接近于该标准的规定。

应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)建立了定量分析江西白酒中As,Ba,Co,Ni,Cu,Be,Sr,Cr,Mn,Li,P,Se,Pb,Bi,Cd,B,Zn,Mg,Fe,K,Na,Ca,Al等23种微量元素的新方法。考察了不同地域生产的白酒以及同一厂家生产的不同酒精度和品质白酒中微量元素含量的差别。白酒经少量硝酸消化,样品消解完全,可以满足ICP-AES检测的要求。结果的相对标准偏差为0-5.81%,加标回收率为90.5%-107.6%,方法具有较好的准确度和精密度。研究结果可作为进一步探讨白酒质量与微量元素之间关联性的参考。

采用电感耦合等离子质谱技术,研究了高岭土中微量组分Fe₂O₃,TiO₂,K2O, Na2O,CaO,MgO及Pb,Cr,Mn,As,Cd,Cu等杂质元素含量的质谱分析方法。样品经HNO3-HF低温溶解至清亮后,Si以四氟化硅的形式从溶液中挥发,消除了Si基体的干扰,继续加热至干,(1+3)HNO3浸取。在线加入内标元素45Sc,115In,204Tl,采用内标法进行校正,有效克服了基体效应、接口效应及仪器波动所产生的影响,通过优化仪器工作参数,选择适当的待测元素的同位素,有效地克服了因质谱干扰所带来的影响。讨论了分析样品的制备过程中温度对砷元素测定的影响。该方法的加标回收率是95.0%-101.0%,相对标准偏差(RSD)是1.1%-2.01%。 对高岭土标准物质(编号GBW03122)进行了测定,测定结果与标准值相吻合。该方法具有快速、简便、准确等特点,可用于高岭土及陶瓷产品中微量成分及杂质元素的含量分析。

微量元素是人体必需的营养成分,微量元素的摄入量直接影响人体的健康。文章应用ICP-MS分析了市场销售的富士苹果果皮和果肉中微量元素的含量。结果显示苹果皮中含有丰富的人体必需元素,特别是Ca,Mn,Fe,Mo和I,含量分别达到 197 910,1 623,14 400,47和91 ng·g-1·FW,果肉中分别是58 360,281,550,18和24 ng·g-1·FW,果皮含量显著高于果肉,尤其是铁、锰、碘分别高出25.18,4.78和2.79倍。只有Se含量相反,果皮中是2 ng·g-1·FW,果肉中高出一倍是4 ng·g-1·FW。这些结果表明苹果皮微量元素丰富,在食用时尽量减少果皮的损失,如果没有农药、重金属等污染清洗后即可食用。微量元素在苹果果实中分配规律的机理还需要进一步研究。

采用高压密封硝化罐消解样品,应用ICP-AES法测定鲍鱼、海参中Fe,Ca,Mg,Zn,Sr,Se,Hg,Cd等15种微量元素的含量,以正交实验设计方案,通过方差分析选择最佳的实验操作条件,将数理统计与化学方法相结合,以极少的实验次数获得更多的信息。 该方法简单、快速、灵敏度高,准确性好,且能多元素同时测定,另外对环境污染小。此方法回收率在91.0%-110.0%之间,相对标准偏差小于3.55%。实验结果表明:鲍鱼、海参中均含有丰富的Fe,Ca,Mg,Zn,更含有Se,Ge,Sr,Cu等对人体有益的微量元素,是营养价值极高的海产品,但同时由于目前环境污染较严重,环境对海水的污染也不容忽视。当海域受到污染时,有害物质沉积于鲍鱼、海参体内,使其有害重金属含量偏高,人们食用时需要慎重。

对2005年9月至2006年5月所采集的24份北京市PM_2.5样品进行序列连续提取,分别得到水溶态、脂溶态和不溶态3个分量的铅;在最佳仪器工作条件下,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定上述各分量中铅的浓度及同位素比值。采用GBW09133考察铅浓度测定的准确度,并用SRM 981标准铅试剂校正质量歧视效应和仪器漂移。结果表明,采用ICP-MS分析大气PM_2.5中不同形态铅浓度及同位素比值的测定数据准确可靠。北京市大气PM_2.5样品中水溶态、脂溶态和不溶态3个分量铅的平均百分含量分别为20.69%,0.32%和78.99%;相应的铅同位素比值206Pb/207Pb的均值分别为1.1526,1.1374和1.2193;其中水溶态和不溶态铅的同位素比值具有统计学差异(p<0.01)。同位素比值的比对结果提示,北京市成人血铅可能源于北京市大气PM_2.5中水溶态铅而非不溶态铅,故大气细颗粒物中水溶态铅对人体健康的威胁更值得注意。

使用火焰原子吸收光谱法对人工种植黄芩的根、茎、叶、花、种子5个部位中的Ca,Cu,Fe,Mn,Zn,K六种矿物元素的含量进行了测定分析。结果表明,黄芩各部位均含有丰富的矿物元素,根中营养元素由高到低的顺序是为Ca>Fe>Cu>Mn>Zn>K,茎中的为Fe>Mn>Zn=Cu>K>Ca,叶中的为Fe>Mn>Zn>Cu>K>Ca,花中的为Ca>Fe>Mn>Zn>Cu>K,种子中的为Ca>Fe>Zn>Mn>Cu>K。研究认为人工种植黄芩茎、叶、花、种子中Fe,Mn,Zn含量皆较高,花和种子中还富含Ca,根中富含Ca和Fe元素。

三钛酸钠晶须是一种新型的富集材料,实验利用火焰原子吸收光谱(FAAS)法,探讨了三钛酸钠晶须对Cd(Ⅱ)的吸附行为及影响其吸附和解脱的主要因素及共存离子的影响,考察了三钛酸钠晶须对Cd(Ⅱ)的吸附容量。当pH 5,吸附剂用量0.05 g时,吸附率可达98%。以0.1 mol·L^-1的盐酸为解脱剂,沸水浴加热30 min,可将吸附在三钛酸钠晶须上的Cd定量洗脱。方法检出限为3.1 ng·L^-1,相对标准偏差为2.6%(Cd(Ⅱ):0.2 μg·mL^-1,n=9)。实验结果表明Cd(Ⅱ)在0.01-1.0 μg·mL^-1之间线性良好。线性回归方程为A=0.4179c-0.004 8,相关系数r=0.999 67。在优化的实验条件下,实测了长江水,运河水,玉带河水中Cd的含量,加标回收率为98%-102%。

采用均匀设计U10(108)优化氢化物发生-原子荧光光谱法测定水萝卜和菠菜中砷的条件,借助UD3.0软件,建立了数学模型并进行了回归分析,求得最优解。结合空心阴极灯灯丝的使用寿命和噪声水平及其他影响因素,得出优化的实验条件,负高压280-360V,灯电流50-70 mA,载气流量500-700 mL·min-1,硼氢化钾浓度15.0-20.0 g·L^-1,盐酸浓度0.6-1.2 mol·L^-1,进样量0.5-1.0 mL。在该条件范围内测定了两个蔬菜样品,相对标准偏差(RSD)低于3.6%,加标回收率为94.1%-101.3%,检出限0.042 μg·L^-1。文章将均匀设计作为一种有效的试验设计方法引入有多种因素影响的原子荧光光谱分析中,为实验条件优化提供了一个很好的方法和思路。

生物必需微量元素硒在体内主要通过硒蛋白发挥作用,因此微量含硒蛋白的高灵敏检测和识别是验证生物信息学所预测的硒蛋白和开展硒蛋白组学研究的重要手段,也是硒蛋白功能研究的先决条件。文章重点介绍了近年迅速发展的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术原理及其对凝胶电泳分离后蛋白质硒的检测,简要综述了凝胶电泳分离后其他质谱技术在含硒蛋白分析鉴定中的应用,包括毛细管高效液相色谱/纳升高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱对含硒多肽的分离检测、基质辅助激光解吸离子化-飞行时间-质谱对含硒蛋白的识别、以及纳升高效液相色谱-电喷雾-串联质谱对含硒蛋白的鉴定等内容,指出了微量含硒蛋白检测中存在的问题和发展方向。

利用31P-NMR研究了生物除磷污泥胞外多聚物(EPS)的含磷形态,并对检测方法中的影响因素进行了分析。研究发现,测定的三种污泥EPS中磷的形态有五种,磷酸盐、磷单脂、DNA磷、聚磷末端、焦磷酸盐和聚磷。具有除磷能力的A/A/O和A/A/O-MBR污泥其EPS中主要含的是聚磷,证明了EPS中含磷不仅是依靠吸附磷酸盐或生物聚磷过程磷酸盐的滞留,而且EPS本身可能也参与了生物聚磷过程。同时实验证明,EPS提取过程会对EPS含磷形态产生影响,但提取时间在1h内时影响较小;EPS在储存前需要进行中和,从而避免储存过程不同磷形态之间的转化。EPS含磷形态的31P-NMR测定过程中,EPS样品的pH值对峰的分离和各峰化学位移的稳定性有较大影响,需要控制样品pH>13.0以确保测定过程的准确性。

采用Fe-Ferron逐时络合比色法研究了聚铁絮凝剂中不同pH值的Fe(a),Fe(b),Fe(c)的稳定性。结果表明,Fe(b)不稳定,10-15 d后全部转化为Fe(c),Fe(c)的含量经10-15 d后趋于稳定,Fe(a)的含量10 d后也趋于稳定。采用常温长时间结晶法从Fe(Ⅲ)-SO2-4水溶液中制备出了单晶,并用红外光谱法及单晶X射线衍射法研究了所得单晶的结构。研究显示,从低pH值(pH 0.5左右)的Fe(Ⅲ)溶液中所得单晶中没有Fe—OH—Fe基团、Fe—OH基团、Fe的二聚羟基络合基团,仅为Fe(Ⅲ)离子形态的单晶,以氨水为碱化剂时其单晶化学式为Fe(H2O)6 (SO4)2NH4·6H2O。采用常温长时间结晶法,随水分的不断蒸发,不同初始pH值及不同碱化剂的Fe(Ⅲ)溶液一般都在pH 0.5左右结晶,还由于铁盐水解形态不稳定等原因引起。在低pH值下难以得到Fe(Ⅲ)的羟基络合物或聚合体单晶。实验研究显示,在絮凝剂水解形态研究中,红外光谱法、单晶X射线衍射法均有良好的应用前景。

用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析的方法,对铬酸盐钝化镀锡钢板的正常表面及缺陷点处铬元素的含量、价态以及由铬元素组成的化合物进行了研究。用超声波的方法对铬酸盐钝化镀锡钢板进行处理后,研究了超声波处理对缺陷处的铬元素的含量、价态的影响。结果表明,钝化膜中主要含有Cr,O,Sn元素。镀锡铬酸盐钝化膜中正常表面的铬元素主要是以Cr(OH)3,Cr单质以及Cr2O3的形态存在。在对镀锡板表面进行阴极电解钝化的过程中,Cr(Ⅵ)发生了转化,价态降低。在缺陷处,除了有Cr(OH)3和Cr2O3以外,还有微量的Cr(Ⅵ)存在。在缺陷处铬元素的含量低于正常表面,在超声波清洗处理后,缺陷处铬元素的含量明显低于不经超声波清洗的含量。施加的超声波因产生强烈的洗脱作用,使吸附在缺陷处的微量的Cr(Ⅵ)消失。

利用溶胶-凝胶法合成了Mo-Fe催化剂,用对二甲苯的选择性氧化作为探针反应,对其进行了催化剂的活性评价,结果表明:金属原子数的最佳配比为n(Mo):n(Fe):n(Co)=2.4:1:0.02,这时的催化剂活性最高;Mo-Fe系催化剂的活性组分为Fe2(MoO4)3与少量的MoO3,它们在催化氧化过程中,存在着协同作用,FTIR和XRD均得到了证实。该研究为工业装置的技术改造提供了较好的实验依据。

寻找特殊的、未知的天体是人类探索宇宙奥妙所追求的目标之一,天体光谱数据挖掘是实现该目标的一种有效方法。约束概念格是一种新的概念格结构,具有构造效率高、提取知识针对性和实用性强等特点。针对天体光谱数据在特征子空间中的局部偏离,采用VC++ 6.0和Oracle 9i作为开发工具,设计与实现了基于约束概念格的天体光谱局部离群数据挖掘系统,并对软件模块功能和体系结构,以及天体光谱数据预处理、约束概念格构造方法、基于链表结构的概念格构造、局部离群数据挖掘方法等关键技术进行了详细描述。 运行结果表明,该系统实现天体光谱数据局部离群数据挖掘是可行的、有价值的,从而为寻找未知的、特殊的天体提供了一种新途径。

设计了一种快速自动测试平面反射光栅相对衍射效率的新型系统。它采用连续光源照明,运用双联光栅光谱仪的结构型式,以N沟道增强型场效应管阵列(线阵NMOS)作为光电接收器件。运用光栅光谱仪的相关原理,对系统的测试原理进行了理论分析;并对光学系统进行了像质分析。分析得出,系统装置结构紧凑,电子学系统简化;不存在保证两光栅光谱仪的波长扫描同步问题,具有很好的波长重复性,精度易于保证;较之以往文献中的自动化方案制造成本降低,且操作简便,工作效率提高。研究结果表明:该测试仪工作光谱范围为190-1 100 nm,覆盖了大多数常用光栅的应用波长范围;且系统光谱分辨率小于3 nm,完全满足设计要求,是一种经济可行的方案。

模拟流场,校验自研发的偏折层析系统。根据光线偏折的光学原理,以及层析的数学、物理意义,研究开发了偏折层析程序。结合自研发的简单自相关代数迭代重建技术(simple self-correlative algebraic reconstruction technique:SSART),开发了一种新的层析系统,文章称“基于偏折光谱的非线性迭代层析系统”。用Gauss函数模拟复杂流场的一个切片,根据偏折层析算法计算该切片的偏折光谱,从偏折光谱中提取投影。采用SSART迭代重建算法重建截面。比较模拟重建结果与原场的差别,采用均方差 (mean-square error:MSE)和峰差(peak error:PE)指数标定重建效果,以检验算法的有效性。结果发现,应用开发的偏折层析程序,采用SSART迭代算法,能够精确重建模拟场,MSE稳定在0.000 09-0.000 11范围,PE稳定在0.007-0.013之间。因此,基于偏折光谱的非线性迭代层析系统能够根据偏折信息精确重建复杂流场。

海洋光学浮标在水色遥感现场辐射定标和数据真实性检验、海洋科学观测、近海海洋环境监测等方面有重要应用价值。采用子母浮标技术设计了海洋光学浮标系统,该系统可同步测量海面和海水近表层及真光层的光谱辐照度和光谱辐亮度分布、水体光谱吸收/散射系数,以及风速风向等辅助参数。浮标利用GPS定位,采用低功耗的PC104嵌入式电脑作为控制核心实现数据的自动采集,采用CDMA/GPRS无线网络与海事卫星两种方式实现数据和指令的实时传输。近海试验表明,设计的子母浮标能较好地满足水下光辐射测量对浮标姿态和稳性的要求,系统的数据采集和远程传输技术可靠,光学仪器防污染技术能确保光学浮标长期有效地工作。

费米共振是振动光谱中常见的现象,变换溶剂法是一种研究费米共振的主要方法。利用傅里叶变换红外光谱法研究了对苯醌在13种溶剂中的费米共振现象。研究发现溶剂的介电常数与费米共振的强度比之间存在一定的函数关系,通过曲线拟合得到费米共振的强度比与溶剂介电常数之间关系的经验公式。并把Kirkwood-Bauer-Magat(KBM)方程引入到费米共振研究中,得到费米共振的强度比与介电常数的关系,这与实验得到的经验公式一致。作者对Nyquist和Seehra的红外光谱数据分别进行处理也得到了类似的结果。