近红外光谱检测技术及其在木材工业中的应用

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1、第38卷第9期林业机械与木工设备Vo138No.92010年9月FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTSep.2010综述近红外光谱检测技术及其在木材工业中的应用12※张莉，周金池（1.北京林业大学材料科学与技术学院，北京100083；2.北京林业大学分析测试实验中心，北京100083）摘要：对近红外光谱技术在国内外的发展现状进行了总结，并就近红外光谱技术在木材工业中的几项重点应用做了说明，预测了近红外光谱技术的发展前景。关键词：近红外光谱；检测；木材工业中图分类号：TS612文献标识码：A文章编号：1001-44

2、62（2010）09-0019-04NearInfraredSpectroscopyDetectionTechniqueandItsApplicationinTimberIndustry12ZHANGLi,ZHOUJin-chi*（1.CollegeofMaterialsScienceandTechnology,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China;2.ExperimentCenterforAnalysisandTesting,BeijingForestryUniversity,Beijing100

3、083,China）Abstract：Thedevelopmentstatusofnearinfraredspectroscopytechnologyathomeandabroadissummarizedandsomekeyapplicationsofsuchtechnologyinwoodindustryarestated,withthedevelopmentprospectofthetechnologypredicted.近红外光谱是指物质在近红外区的吸收光谱。一染。目前，近红外光谱分析技术已经在农业、石油化般将0.7~2.5μm的红外波段划为近红

4、外区，近红外区工、食品与医药科学等方面得到了广泛应用。最近几的吸收是低能电子跃迁以及含有氢原子的原子团，如年，近红外光谱分析技术在木材科学及木材工业中也C-H、O-H、N-H等的泛频或组频所产生的。物质的近得到广泛的应用，这是因为其与传统的检测方法相红外光谱常被用来研究稀土和过滤金属离子的化合比，可满足无损、快速、高效和环保的要求，是一种新物，其对醇、酚、胺、不饱和碳氢化合物，某些高分子以型的现代绿色分析技术［1］。及其他含C-H、O-H、N-H原子团的化合物的定量分近红外光谱分析在我国应用已有20余年。现在我析也很适用，具有样品制备简单、高速快捷、不

5、破坏样国已经有了自己开发的各种类型的近红外光谱仪器，品成分与结构、可对样品的成分和结构进行定性及定应用水平也有了很大提高，但仍然存在一些问题，我们量分析的特点。目前，测定物质近红外光谱的仪器有只有充分认识近红外光谱分析方法的不足之处，才能两大类，一类是紫外-可见近红外光谱仪；另一类是红更好地利用它。外分光光度计带近红外附件。在环境污染的分析测试近红外光谱分析方法的主要缺点有以下几方面：中，近红外光谱主要用于研究稀土和过渡金属元素污①建立模型需要大量有代表性且化学值已知的样品。这样，对小批量样品的分析用近红外光谱就得不偿收稿日期：2010－05－19失。

6、基金项目：北京林业大学“211工程”三期研究生创新人才培养建设计划子项目②模型的维护很麻烦，建立的模型不能一劳永逸，*通讯作者：周金池（1971-），男，山东省德州市人，副教仪器状态、样品代表性的变化（如作物的新品种、产地）授，主要从事仪器分析与造林新技术的应用都会影响测定结果。研究，E-mail:zjc@bjfu.edu.cn③模型转移问题尚未得到很好解决，每台仪器必20林业机械与木工设备第38卷须自己独立建模，模型不能通用。（或脂肪）、纤维素、淀粉等营养成分在国外已是十分成④对于样品数量比较少的分析不适用，这是因为建熟的技术，在农业育种品质、农牧产

7、品品质评价，食品模成本很高，样品数量少，测试费用高［2］。品质和加工过程控制中已广泛应用，许多方法已经成为AOAC、AACC、ICC的标准方法［3］。1国内外近红外光谱技术的发展历程2近红外光谱技术在木材工业中的应用及现状2.1应用近红外技术预测木材性质1.1近红外光谱技术发展历程2.1.1化学性质近红外光谱的发展大致可以分为五个阶段：20世纪50年代以前人们对近红外光谱已有了初步的认识，确定纸浆产量和纤维素含量是造纸工业中原料评但由于缺乏检测仪器，尚未得到实际应用；进入50年价和纸浆材林木培育的重要方面，15年前，南非的研究代，随着商品化仪器的出现，

8、近红外光谱技术在农副人员就开始了应用NIR（近红外光谱分析）技术预测木产品分析中得到广泛应用；