近红外光谱的原理及应用.docx

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1、第18卷第4期河南教育学院学报(自然科学版)V01．18No．42009年12月JournalofHenanInstituteofEducation(NaturalScience)Dee．2009doi：10．3969／j．issn．1007—0834．2009．04．009近红外光谱的原理及应用韩春亮，郑利宇2，崔凤霞(1．河南教育学院化学系，河南郑州450046；2．郑州拓洋实业有限公司，河南郑州450001)摘要：分析了近红外光谱分析技术的原理和组成，介绍了近红外光谱分析技术的优越性，对该技术发展历程中出

2、现的几种典型仪器进行了总结，指出近红外光谱分析技术的主要应用，着重论述了该技术在树脂吸附方面的应用．关键词：近红外光谱分析技术；树脂；吸附中图分类号：0657．33文献标识码：A文章编号：1007—0834(2009)04—0019—030引言近外光区(NearInfraredSpectroscopy，NIS)按ASTM(AmericanSocietyofTestingMaterials)的定义是指波长在780—2526am之间的电磁波．NIS分析技就是利用有机化学物在近外光谱区的光学特性，快速检测样品中一种或

3、几种化学成分含量的新技术．近年来，近外光谱分析技术因能在几十秒甚至几秒内，通过对样品的一次近红外光谱的单测量，就能同时测定一个样品的几种甚至几十种数据，而且被测样品用量很少，无破坏、无污染，具有高效、快速、成本低和绿色保等特点得到广泛应用．另外光技也大大拓宽了近红外光分析技的用范围，非接触式在线无损检测提供了有利的条件和前景．⋯1工作原理有机物以及部分无机物分子中各种含基在受到近外照射时，被激生共振，同吸收一部分光的能量，量其光的吸收情况，可以得到极为复的外图谱，种图谱表示被测物的特征．不同物在近外区域有丰富的

4、吸收光谱，每种成分都有特定的吸收特征．因此，NIS能反映物质的成和构信息，从而可以作为获取信息的一种有效体．收稿日期：2009—08—22基金项目：河南省科技厅攻关项目(07210222008)1．1技术组成NIS分析技术的量过程如下：①选择校正样品集；②对校正样品集分别测得其光数据和理化基数据；③将光数据和基数据，用适当的化学量方法建立校正模型；④采集未知品的光谱数据，与校正模型相对应，算出品的分．由此可知，NIS分析技术由3部分成：①测定品的硬件技术；②利用化学量方法计算定结果的件技；③针分析任建立的校正

5、模型．1．2NIS分析仪的类型NIS分析仪由光源、分光系统、测器、样附件和数据处理组成．根据光的分光方式，可分为滤光片型、光描型和傅立叶型等器．1．3近外光技的特点近外光技术之所以能在短短的十多年内，在众多域得到用，而在数据处理及仪器制造方面有如此迅速的发展，主要因它在有机化合物的分析定中有以下独特的越性．(1)吸收系数小、程简单作为分子振动能级跃迁生的吸收光，近外区域的倍或合频吸收系数很小，一般较红外基频吸收低1～3个数量级，故品无用溶稀即可以直接定，便于生产过程的定．(2)适用于漫反射技术．近外区内光散射效

6、作者简介：韩春亮(1969一)，男，河南鄢陵人，河南教育学院化学系副教授·19·应大，且穿透深度大，使得近红外光谱技术可以用漫反射技术对样品直接测定．(3)穿透能力强．近红外区的波长短，因而不被玻璃或石英介质所吸收．所用的样品池容器可以用常用的玻璃或石英制成，价格较低，使用也方便．(4)样品的定性分析．采用多元校正方法及一组已知的同类样品所建立的定量模型，可以快速得到相对误差小于0．5％的测量结果．(5)无环境污染．近红外光谱分析中只是取得样品的光谱信号，有时甚至可以在原容器中进行测定，测试过程中不破坏样品，不

7、用试剂，故不污染环境．(6)测定速度极快．近红外光谱的信息必须由计算机进行数据处理及统计分析，一般一个样品取得光谱数据后可以立刻得到定性或定量分析结果．(7)对于经常性的质量控制是十分经济且快速的．2应用近红外光谱(NIS)与化学计量学的结合已经被证实是一种方便、快捷和非破坏性的定量方法．因此。NIS已经广泛应用于农业、石化产品和医药品．但是由于红外信号的低分子吸收率，NIS不适合应用于微量分析或痕量分析．最近，通过漫反射傅立叶变换红外光谱，紫外光谱和近红外光谱对稀溶液中分析物的定量分析也已见报道．在我国南开大

8、学已经应用近红外漫反射光谱法(NIRDRS)和预选程序测定了饮料中低浓度的分析物．在这些联用技术中，应经直接测定萃取分析物．不需要洗提步骤，分析物被稀释以及有机溶剂的消耗是可以避免的．而且，这些技术既简单又加速了分析速度．随着其应用领域的拓宽，近红外技术在树脂吸附方面也有一定的应用．2．1关于石油树脂吸附石英砂的近红外光谱研究在此例中，RomanMBalabin评估了石油树脂的吸附参