近红外光谱分析技术 - 厦门大学化学化工学院

近红外光谱分析技术原理
近红外光谱分析技术是一种无损的分析方法，通过测量样品在近红外区域（780-2500 nm）的吸收和散射光谱来获取样品的信息。

这一区域的光波长范围对于化学成分、结构和物理状态的信息具有很高的灵敏度。

近红外光谱分析技术基于样品中的化学键或官能团在近红外区域的振动和转动引起的光吸收现象。

每个化学物质都有其独特的光谱特征，因此可以通过比对样品的光谱和已知物质的光谱数据库来确定样品的成分和含量。

近红外光谱分析技术具有以下几个优点：首先，非破坏性，不需要对样品进行任何物理或化学处理；其次，快速性，一般只需几秒钟或几分钟即可获得结果；再次，可靠性，结果准确性高，对于复杂的样品也有很好的适应性。

具体实施近红外光谱分析技术时，首先需要采集样品的光谱数据。

通常使用近红外光谱仪来进行测量，该仪器会发出一束近红外光束，经过样品后，光束中吸收的光将被检测器接收并转换成电信号。

然后，通过对比已知物质的光谱库，将样品的光谱与库中的光谱进行匹配和比对，以确定样品的成分和含量。

在近红外光谱分析技术中，还需要进行预处理和数据分析。

由于样品中存在吸收、散射、漫反射等干扰，需要对光谱数据进行预处理，如去除噪声、背景光等。

然后，使用统计学和化学计量学方法对处理后的数据进行分析和建模，以提取出样品中的信息和特征。

近红外光谱分析技术在农业、食品、制药、环境监测等领域有广泛的应用。

比如，在农业领域，可以用于农产品质量检测、土壤分析、农药残留检测等；在食品领域，可以用于食品成分分析、真伪鉴别等；在制药领域，可以用于药物质量控制、成分鉴别等。

近红外光谱基本原理
近红外光谱是一种非常有用的分析技术，它利用近红外区域的光谱特征来识别和分析物质。

这种技术基于近红外区域波长范围内的光与样品相互作用的原理。

在近红外光谱中，样品通常处于固体、液体或气体的形态。

当近红外光照射到样品上时，样品中的分子会吸收或反射部分光线，产生特定的光谱图。

这个光谱图能够提供关于样品组成和结构的信息。

近红外光谱的基本原理是根据物质中的伸缩、弯曲和振动等分子振动模式来解释。

不同的化学物质具有不同的分子振动模式，因此它们会对近红外光产生不同的响应。

通过比较样品光谱与已知物质的光谱数据库，可以确定样品的成分。

近红外分析技术的优势在于它非常灵敏、快速和非破坏性。

由于近红外光具有较高的穿透能力，所以可以对样品进行非接触式的分析。

此外，近红外光谱还可以同时检测多个成分，大大提高了分析效率。

总的来说，近红外光谱是一种广泛应用于化学、生物、医药和食品等领域的分析技术。

它的基本原理是利用近红外光与样品相互作用的特性，通过分析样品的光谱图来确定样品的成分和结构。

这种技术具有灵敏、快速、非破坏性等优点，因此在实际应用中具有广泛的应用前景。

近红外光谱技术的原理要点红外光谱操作规程近红外光(Near Infrared，NIR)是介于可见光(ⅥS)和中红外光(MIR)之间的电磁波，按ASTM(美国试验和材料检测协会)定义是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780~1100nm)和近红外长波(1100~2526nm)两个区域。

近红外区域是人们早发现的非可见光区域。

近红外光谱(NIR)分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。

近红外光谱分析技术包括定性分析和定量分析，定性分析的目的是确定物质的组成与结构，而定量分析则是为了确定物质中某些组分的含量或是物质的品质属性的值。

与常用的化学分析方法不同，近红外光谱分析法是一种间接分析技术，是用统计的方法在样品待测属性值与近红外光谱数据之间建立一个关联模型(或称校正模型，Calibration Model)。

方法缺陷近红外光谱分析方法的缺陷是：(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就得不偿失。

(2)模型的维护也很麻烦，建立的模型并不能一劳永逸，仪器状态、样品代表性变化(如作物的新品种、产地)都会影响测定结果。

(3)模型转移问题尚未很好解决，每台仪器必须自己独立建模，模型不能通用。

(4)近红外对于样品数量比较少的分析也不适用，因为建模成本很高，样品数量少，测试费用很高。

技术要求近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性，即必须同时具备三个条件：(1)各项性能长期稳定的近红外光谱仪，是保证数据具有良好再现性的基本要求；(2)功能齐全的化学计量学软件，是建立模型和分析的必要工具；(3)准确并适用范围足够宽的模型。

这三个条件的有机结合起来，才能为用户真正发挥作用。

因此，在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识，特别避免个别商家为推销仪器所做的过度宣传的不良诱导，为此付出代价的厂家有之，因此，一定要对厂家提供模型与情况有详细了解。

近红外光谱分析技术在石化油品分析中的应用分析作者：肖金玲来源：《科学与财富》2018年第22期摘要：近红外光谱分析技术在石油化工企业中有着广泛的应用，是对石油化工产品进行实时检测和快速分析测试非常理想的技术手段之一。

现代的近红外光谱分析技术有机地结合了红外光谱分析技术、基础分析技术与化学测量分析技术等三种测量技术，实现了高速高效地对各种化工化学样品进行组分、性能和质量的分析。

目前，石油化工炼油生产过程中，近红外光谱分析技术在油品分析过程中应用较为广泛，通过利用近红外光谱分析技术更准确地对油品成分和质量进行分析。

本文重点阐述了近红外光谱分析技术在石油化工油品分析中的应用，并简单介绍了近红外光谱分析技术的特点和分析原理。

关键词：近红外光谱；分析；油品分析；样品近红外光谱分析技术是石油化工企业生产过程中所必须依靠的重要分析技术之一，该技术已成为对有机化合物进行定性分析和结构分析的有力手段。

近红外光谱分析技术利用其具备高效节能、安全性高、无污染的优越性已经应用于各行各业，包括石油开采、化工产品生产领域，通过参考物理参数数值分析满足生产的需要。

近红外光谱分析技术具有被分析样品用量需求少、无污染、无破坏、快速、高效、绿色环保和成本低等特点，在短短的几秒时间内即可同时测量被分析有机物的十几种质量参数，有效地降低了化验分析设备的投资与维护费用，实现了分析过程的绿色化和测量信号的数字化，具有典型的现代化技术特征。

因此，在石油化工企业化验分析过程中，近红外光谱分析技术是实现对化工产品进行实时检测和快速分析测试的所必须依靠的重要的分析技术。

一、近红外光谱分析技术的分析原理由于红外光辐射的能量远远低于紫外光辐射的能量，因此，当红外光照射到需要进行分析的样品时，红外光辐射的能量不能引起分子中电子能级的跃迁，而只能被进行分析的样品分子吸收，引起分子振动能级和转动能级的跃迁。

由分子的振动能级和转动能级跃迁产生的连续吸收光谱称为红外吸收光谱。

“近红外光谱分析技术”资料合集目录一、近红外光谱分析技术在烟草化学指标定量分析中的应用二、近红外光谱分析技术在白芍中药配方颗粒制备过程中的应用研究三、我国近红外光谱分析技术的发展四、近红外光谱分析技术在食用植物油分析检测中的应用五、近红外光谱分析技术在发酵工艺中的应用研究六、近红外光谱分析技术及其在中药领域的应用进展近红外光谱分析技术在烟草化学指标定量分析中的应用近红外光谱分析技术（NIRS）在烟草化学指标定量分析中发挥着重要作用。

这种无损、快速、准确的分析技术为烟草行业的质量控制、产品研发和生产过程优化提供了新的可能性。

近红外光谱分析技术是一种基于分子振动光谱的定量分析方法，它利用近红外光（700-2500nm）与样品的分子相互作用，通过测量样品的吸收、反射或散射光的强度和波长分布，来获取样品的化学组成信息。

由于近红外光谱区域与有机分子中的C-H、N-H、O-H等键的振动频率相匹配，因此该技术可以有效地用于测定这些化合物的含量。

近红外光谱分析技术在烟草化学指标定量分析中的应用烟草化学成分预测：NIRS可以快速准确地预测烟草中的多种化学成分，如水分、总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯等。

通过对这些成分的预测，可以帮助烟草生产商更好地控制产品质量，满足市场需求。

烟草种类鉴别：利用NIRS技术，可以通过对不同种类烟草的光谱特征进行分析，实现对烟草种类的准确鉴别。

这对于烟草行业的品种选育、产品分类和打击假烟等方面具有重要意义。

烟草质量评估：NIRS技术可以通过对烟草中特定化学成分的含量进行评估，实现对烟草质量的全面评估。

这有助于烟草生产商提高产品质量，增强市场竞争力。

烟草生产过程优化：NIRS技术可以实时监测烟草生产过程中的化学成分变化，帮助生产商及时调整工艺参数，优化生产过程，提高生产效率和产品质量。

近红外光谱分析技术在烟草化学指标定量分析中具有广泛的应用前景，它不仅可以提高烟草行业的生产效率和产品质量，还可以为烟草行业的创新发展提供技术支持。

近红外光谱技术在磷酸测定中是一种常用的方法。

这种方法主要是利用近红外线的穿透性和对磷酸特有化学键的敏感性，通过分析磷酸的近红外光谱，从而实现对磷酸的定量分析。

具体操作步骤如下：
1. 收集样本：选取适量的待测磷酸样品，并将其研磨成粉末状，以便于近红外光的穿透和化学键的识别。

2. 近红外照射：使用近红外光谱仪对粉末样品进行照射，近红外线会穿透样品并与其化学键产生相互作用，生成近红外图谱。

3. 数据分析：通过特定的算法和软件，对近红外图谱进行分析，识别出磷酸特有的化学键信息，从而确定磷酸的浓度。

在磷酸测定的过程中，近红外光谱法的优点主要表现在以下几个方面：
1. 快速高效：近红外光谱法可以在短时间内完成对磷酸的测定，大大提高了测定的效率。

2. 操作简便：相较于传统的化学分析方法，近红外光谱法无需使用昂贵的特殊试剂和设备，操作更加简便。

3. 准确度高：通过近红外光谱法的数据分析，可以准确地识别出磷酸的浓度，具有较高的准确度。

然而，近红外光谱法也存在一定的局限性。

例如，对于不同来源和纯度的磷酸样品，其近红外图谱可能会有所差异，这可能会影响测定的准确性。

此外，近红外光谱法的测定结果还受到环境因素如温度和湿度的干扰，需要在使用过程中注意这些因素的影响。

总的来说，近红外光谱法是一种快速、简便、准确的磷酸测定方法。

通过近红外线的照射和特有化学键的识别，我们可以实现对磷酸的定量分析，为磷化工行业的发展提供了有力的支持。

近红外光谱技术原理
近红外光谱技术是一种常用的非破坏性分析方法，用于物质的组成分析和质量检测。

其原理基于近红外光（波长范围为750-2500纳米）与物质相互作用的特性。

近红外光谱技术原理的核心是分析样品对不同波长的近红外光的吸收和散射情况。

当近红外光照射到样品时，样品中的分子会与光发生相互作用，导致光的能量发生改变。

这些能量改变可以通过检测光的强度和波长来获得。

虽然每种化合物与近红外光的相互作用方式各异，但是总体上可以分为两种情况：吸收和散射。

吸收是指样品吸收一部分光的能量，而散射则是指样品将光随机反射、散射。

近红外光谱技术利用了不同样品吸收和散射光谱特性的差异来分析物质的组成和相关信息。

通过建立光谱库，将已知样品的近红外光谱与其组成关联起来，可以利用光谱库中的信息来识别未知样品的组成。

在实际应用中，近红外光谱技术可以被应用于多个领域，包括农业、医学、食品安全等。

例如，在食品安全领域，可以使用近红外光谱技术来检测食品中的营养成分、食品添加剂和污染物的含量，从而确保食品的质量和安全性。

总之，近红外光谱技术利用近红外光与物质相互作用的特性，通过分析样品对不同波长光的吸收和散射来获得物质的组成和
相关信息。

这种非破坏性分析方法在许多领域中有广泛应用，并且具有快速、准确、无需样品处理等优势。

近红外光谱法近红外光谱法是一种利用太阳系天体的光谱反射来进行地球科学研究的有效技术。

它是一种基于太阳系中天体光谱反射的天文学研究方法，能够有效探测特定组分或物质的存在状态，并获得特定反射波长段的数据分析，从而为地球科学研究带来重要的数据支持。

在近红外光谱法中，由于近红外光谱范围内含有大量有效信号，通过收集这些有效信号然后进行分析，可以获得关于细微化学物质的有效研究结果。

基于近红外光谱技术的地球科学研究，可以确定某一特定的物质在地表上的分布情况，进而为深入研究特定区域的气候变化，海洋生物种群等研究带来重要支撑。

在近红外光谱法中，主要使用太阳辐射能量，而分析获得的信息多是地表或地表以下的物质或物质组分的吸收或反射变化。

近红外光谱技术的使用主要分为实验室法和远程方法两种，根据数据源的不同，可以获得到关于水、土壤、植被以及空气等的有效研究结果。

实验室法可以直接通过实验室获得样品，而远程方法可以通过卫星或飞机采集地表或地表以下物质的反射特性，以及特定技术和方法分析数据，从而获得某一特定地区内发生的气候变化、特定环境下植被物种群的分布变化以及海洋生物种群的变化等信息。

近红外光谱法在地球科学研究中有着十分重要的作用，它不仅能够提供关于某一特定区域的气候变化、植被物种群的分布情况及海洋生物种群变化的有效分析，而且在观测和分析某一特定物质的时候，也能够提供更多的帮助，有效检测出特定物质的存在状态。

同时，近红外光谱法在很多应用上具有一定的技术优势，比如，由于近红外光谱波段较为窄，可以更加准确地检测多种物质的细微变化，另外，这项技术在很多方面可以替代传统的技术，比如影像处理技术等，在某一特定的地理环境下有着更好的技术性能。

因此，近红外光谱法在地球科学研究中日益重要，它已经成为当今地球科学研究领域中不可或缺的一部分，它所获得的数据为地球科学研究和环保工作提供了重要的支持。

近红外光谱分析技术在石化领域中的应用摘要：近红外光谱分析技术尽管是一项全新的技术，但对其的应用非常广泛，在化工分析领域的应用取得了理想的效果。

因此，本文针对近红外光谱分析技术在化工分析领域的应用做出了进一步探究，对近红外光谱分析技术的发展以及原理、近红外光谱解析技术的主要特征、近红外光谱解析技术的缺点、在石油化工领域当中的实际应用给出了详细的分析。

关键词：近红外光谱；化工分析；应用近红外光谱技术为应用有机化学物质，在波长为780～2526nm的近红外光谱区的电磁波的光学特征，能够对化学成分含量进行快速检测。

现在，应为各项科学技术的进步和提升，近红外光谱的发展有了更大的进步，对于该项技术的应用，在农业、矿业以及医疗中有着广泛的应用，尤其是在化工分析领域有着巨大的价值作用，促进了化工行业的发展。

1近红外线光谱分析技术的发展以及原理1.1 近红外线光谱分析技术的发展近红外线为介于紫外—可见光以及中红外光当中的电磁波，波长的具体范围为780～2526nm。

主要是分子在经过振动之后产生的非谐振性，可使分子发生振动，并从见基态向高能跃迁时产生见，这样便反映出含氢基团X-H振动的实际倍频以及合频吸收。

不同的亚甲基以及甲基基团，或者相同的基团所处的化学环境不同，其近红外吸收波长和具体的强度都是不同的，近红外光谱的结构组成信息会更加丰富，所以在石化产品以及药品中有着非常广泛的应用。

在20世纪70年代，近红外光谱区域被视为光谱当中的垃圾箱，在与中红外光谱进行比对之后便会发现，近红外光谱见的锐锋以及基线分离的锋比较少，很多都是重叠的宽谱带，没有相应的指纹性。

其中，倍频以及合频吸收会非常容易受到氢键和温度的影响，所以不能使用传统的红外光谱学方式鉴定分子结构。

因为这些原因对该项基础产生了非常严重的影响，一直到20世纪80年代，因为化学计量学以及光纤的发现，加之计算机技术以及检测设备的普及应用，近红外线光谱慢慢的得到了发展，被确立为独立的分析技术。