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1、红外差谱技术用于混合纤维鉴定的研究蔡锡兰摘 要:利用FTIR-560型红外光谱仪差减光谱(差谱)软件,对复杂混合纤维光谱成功地进行了光谱差减,得到了很好的单一组分红外光谱图。通过谱图检索和解析,确定了混合纤维的构成,提高了混合纤维鉴定的准确性。关键词:红外光谱 差谱 软件 混合纤维IdentificationofmixedfibersbysubtractiveinfraredspectroscopyCaiXilan(ExperimentCenter,JiangsuPublicSecurityCollege,Nanjing,210012)A
2、bstrac:Theinfraredspectraofcomplexmixedfibersweredifferentiatedsuccessfullybyusingsubtractiveinfraredspectroscopicsoftware.Excellentinfraredspectrumofsinglecomponentwasobtainedandthecompositionofmixedfiberswasidentifiedthroughspectrasearchingandanalyzing.Themethodhasincre
3、asedtheaccuracyforidentifyingmixedfibers.▲1 引 言 为了改进织物的性能,纺织行业常将天然聚合物、植物、动物毛、有机合成纤维混用,如腈纶/涤纶、粘胶/锦纶、棉花/腈纶、羊毛/腈纶等混合织物。在犯罪现场也常能收集到附着在各种物体上的微量混合纤维。利用红外光谱法测定单一纤维时,根据所得的光谱图即可鉴定出纤维的种类。但测定种类繁多的混合纤维样品时,得到的往往是两种或两种以上纤维各自吸收峰叠加后形成的混合光谱图,而且随组分比例的变化而变化。当组分比例相差较大时,一种纤维的吸收峰往往会掩盖另一种纤维的吸收
4、峰,因而无法由混合谱图直接鉴定其组分。因此应用现代分析技术检验混合纤维,是微量物证研究的一个重要课题。 计算机技术的发展使红外光谱仪的数据处理功能得到了充分的发挥。70年代发展起来的干涉红外光谱仪-傅立叶变换红外光谱仪,由于具有优良的特性和完善的功能,是色散型仪器所不能比拟的。1997年Nicolet公司推出了新一代红外光谱软件平台OMNICE、P、S同步智能软件,首次将人工智能运用到红外光谱系统上。该软件能提供非常简明的用户界面、智能化过程控制和精确的光谱数据结果。红外吸收光谱能给出重现性较高的图谱,在鉴定中具有较高的权威性。本文利用
5、示差光谱法,对混合纤维不经分离就能获得单一组分的红外光谱图,用于纤维种类鉴定,得到了满意的效果。2 实验部分2.1 仪器、谱图库及样品2.1.1 仪 器 FTIR-560型红外光谱仪(Nicolet公司);OMINICE、S、P软件4.1版;Digital奔腾200型计算机;HPLASERJET5L打印机;QwikHandi压片机及7mm压模。2.1.2 谱图库 Aldrich凝聚相谱图库10607张;多伦多法庭谱库3549张;其它谱库约600张(包括自建标样纤维库)。2.1.3 样品 涤纶、腈纶、粘胶、锦纶、棉花、苎麻、羊毛、兔毛
6、等(公安部提供);市售混合纤维样品数种。2.2 方法原理 差谱即差减光谱,是用计算机对贮存的数字化光谱所做的一种重要的数据处理,主要应用吸光度相减法。根据朗伯-比耳定律,吸光度有加和性,在混合物光谱中,某一波数处的总吸光度是该体系中各组分在该处产生的吸光度值的总和。如果纯组分的样品与混合物样品的浓度与厚度不同,需乘以比例因子(FCR)才能使两个光谱相等,FCR在差谱中称为差减因子[1]。2.3 操作步骤2.3.1 采样条件 样品扫描次数:32;背景扫描次数:32;分辨率:4.000cm-1;样品增益:4.0;镜速:0.6329cm/s
7、;光栏孔径:100.00;检测器:DTGSKBr;分束器:KBr;光源:IR。2.3.2 制 样 分别取涤纶、腈纶、粘胶、锦纶、棉花、苎麻、羊毛、兔毛等,按5050、7030、9010比例,取腈纶/涤纶、粘胶/锦纶、棉花/腈纶、羊毛/腈纶混合物、市售混合纤维样品数种0.6mg,分别与80mgKBr(光谱纯)制样,制得直径为7mm的样片,测定红外光谱图。图1~6是单一纤维的红外光谱。图1 腈纶的红外光谱图2 涤纶的红外光谱图3 粘胶的红外光谱图4 锦纶的红外光谱图5 棉花的红外光谱图6 羊毛的红外光谱2.3.3 选择差减区域 分别
8、对腈纶/涤纶与涤纶、粘胶/锦纶与锦纶、棉花/腈纶与腈纶、羊毛/腈纶与腈纶的两张谱图进行比较,见图7~10(图中上面的曲线为混合物光谱)。选择特征峰区域波数范围作为依据进行差减。图7 腈纶/涤纶
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