红外光谱的定量

基于红外光谱的木棉与棉定量分析作者：吴世容来源：《中国纤检》2011年第23期摘要：为了进行红外光谱定量分析纤维含量的研究，测试了不同比例木棉／棉混合物的红外光谱图，探讨了红外光谱定量分析木棉／棉混纺比的方法。

研究表明，1732 cm-1和1242 cm-1处特征吸收峰面积与木棉含量的线性关系明显，1732 cm-1处最佳。

以1732 cm-1处的特征吸收峰面积对木棉／棉混纺试样的木棉含量作了定量分析，得出了线性关系较好的标准曲线。

用本法对未知样品的木棉含量进行测定，得到了较好的结果。

关键词：红外光谱；定量分析；木棉；棉；混纺1 前言红外光谱测试技术具有多样性，如透射、反射、漫反射、探针、遥控等，可根据被测物质的性质灵活应用。

同时，对物质的状态也不拘一格，因此拓宽了红外光谱的定量范围。

另外，基于混合物的红外光谱是每个纯成分的加和，利用光谱中的特定峰，定量分析可以通过直接测定混合物的红外光谱来实现，而略去了对样品进行繁琐的前处理。

红外光谱的谱带较多，选择余地较大，所以能较方便地对单组分或多组分进行定量分析。

红外光谱定量分析，具有简便、直观、快捷的特点。

程存归等[1] 应用漫反射技术获得了红外光谱图，采用峰面积法对盐酸雷尼替丁片剂中的盐酸雷尼替丁进行定量分析，最佳分析峰位1754.28 cm-1，发现质量分数在10%以内，线性良好；顾春菊等[2] 以KSCN为内标，对氧化纤维素中的羧基进行了测定，定量分析峰1738cm-1；大量的文献资料显示红外光谱进行定量分析是切实可行的[3-4]。

木棉与棉、再生纤维素纤维的化学溶解性能极为相似，很难通过化学溶解方法对其进行定量分析。

本文探讨了利用红外光谱来对木棉/棉的混纺产品进行定量分析。

应用ATR-FTIR技术采集光谱，利用标准曲线法进行定量。

2 试验部分2.1 仪器美国PerkinElmer Sperctrum 400傅里叶红外光谱仪。

2.2 试验方法2.2.1 木棉／棉混合试样的制备利用哈氏切片器将木棉与棉分别切成粉末状，称取一定量木棉和棉纤维粉末，混合成不同的比例，木棉与棉的比例分别为10/90、30/70、40/60、50/50、60/40、80/20。

近红外光谱法定量分析及其应用研究一、本文概述随着科学技术的发展，光谱分析技术以其独特的优势在多个领域得到了广泛的应用。

其中，近红外光谱法作为一种重要的光谱分析技术，因其无损、快速、环保等特点，在定量分析领域具有独特的优势。

本文旨在深入探讨近红外光谱法定量分析的基本原理、方法、技术及其在各个领域的应用研究，以期为该领域的研究者提供有益的参考和启示。

本文将简要介绍近红外光谱法的基本原理和定量分析的基本方法，包括光谱数据的获取、预处理、特征提取以及模型的建立与优化等。

本文将重点分析近红外光谱法在农业、食品、医药、石油化工等领域的应用案例，探讨其在实际应用中的优势和局限性。

本文还将对近红外光谱法定量分析的发展趋势和前景进行展望，以期为该领域的发展提供新的思路和方向。

通过本文的研究，我们期望能够为近红外光谱法定量分析的理论研究和实际应用提供有益的参考，同时也希望能够推动该领域的技术创新和发展。

二、近红外光谱法的基本原理与技术近红外光谱法（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种利用物质在近红外区（波长范围通常为780-2500nm）的吸收特性进行定性和定量分析的技术。

其基本原理主要基于分子振动产生的吸收光谱，这些光谱信息能够反映分子内部的结构和组成。

近红外光谱法的基本原理是物质对近红外光的吸收与其内部的分子结构、化学键合状态以及分子间的相互作用有关。

当近红外光通过物质时，某些特定波长的光会被物质吸收，这些被吸收的波长与物质的特定化学成分和分子结构密切相关。

因此，通过测量物质在近红外区的吸收光谱，可以获取到关于物质成分和结构的信息。

近红外光谱法的技术包括光谱采集、光谱预处理、模型建立与验证等步骤。

光谱采集是使用近红外光谱仪对样品进行扫描，得到其近红外吸收光谱。

光谱预处理是为了消除光谱中的噪声和干扰，提高光谱的质量和可靠性。

模型建立与验证是通过化学计量学方法，如多元线性回归、主成分回归、偏最小二乘回归等，建立光谱数据与物质成分之间的定量关系模型，并对模型进行验证和优化。

红外谱图分析方法总结1. 简介红外（Infrared）分析技术是一种非常重要的分析测试方法，它可以用来研究物质的结构、组成、性质及相互作用等方面的信息。

红外谱图分析方法通过测量物质对红外辐射的吸收和散射，并结合相关的理论和数据库，得出样品的红外光谱图。

本文将总结常用的红外谱图分析方法。

2. 样品制备在进行红外谱图分析之前，首先需要将待测的样品制备成适合红外光谱测量的形式。

常见的样品制备方法包括固体试样法、液体试样法和气相试样法。

•固体试样法：将固体样品粉碎并与适量的无水氯化钾或氯化钠混合，制成样品块。

也可以使用压片法，将粉末样品压制成片。

•液体试样法：将液体样品滴在透明基片上，使其干燥后形成薄膜。

也可以将液体样品放入适合的红外吸收池中进行测量。

•气相试样法：将气体样品填充到气室中，通过红外吸收池进行测量。

3. 红外光谱测量仪器进行红外谱图分析需要使用红外光谱测量仪器。

常见的红外光谱测量仪器有红外光谱仪和红外光谱仪。

红外光谱仪主要由光源、干涉仪、样品室、探测器和数据采集系统等组成。

它通过生成红外光源并使其通过样品，然后测量样品对不同波长的红外光的吸收情况。

常用的红外光谱仪有傅立叶红外光谱仪（FTIR）和分散式红外光谱仪。

红外光谱仪是一种通过获取光谱仪的光栅分散红外光的仪器。

它通过将红外光分散为不同的波长，并通过探测器检测各个波长的红外光强度，得到红外光谱图。

4. 红外谱图解释红外谱图是指样品在红外区域内的吸收峰和吸收强度的图谱。

通过研究红外谱图，可以得到样品的结构和组成等信息。

红外谱图的解释可以从以下几个方面进行：•吸收峰的位置：吸收峰的位置与样品中存在的化学键相关。

不同化学键对应着不同波数的吸收峰。

•吸收峰的强度：吸收峰的强度与样品中某种化学键的含量相关。

吸收峰的强度越高，表示样品中该化学键的含量越多。

•布拉格方程：通过使用布拉格方程可以计算吸收峰的波数。

•参考谱库：借助谱库中的红外光谱标准数据，可以将待测样品的红外光谱与已知物质进行比对和鉴定。

煤质内部成分的近红外光谱定量检测和分析研究煤作为一种重要的化石原料，使用范围很广，决定其具体用途的依据就是煤质的优劣，所以提高对煤质分析的准确性相当重要。

目前现代煤质分析的发展是以快速煤质分析法为主要方向，因此具有高效性和快速性的近红外光谱技术被广泛应用。

本文基于近红外光谱技术对煤质内部成分的定量检测进行简要分析和研究。

标签：煤质成分；近红外光谱；定量检测；分析煤炭是炼焦、动力燃料以及炼钢方面的主要原材料。

煤炭是经过漫长且复杂的一系列物理化学和生物化学变化过程后形成的一种具有可燃性的矿物质，由于形成环境存在一定的差异性，形成的煤炭质量也各不一样，因此对煤质进行快速准确的检测是有一定的必要性的。

一、近红外光谱分析技术原理近红外光属于一种电磁波，其波长处于中红外区和可见区之间。

近红外光波长处于780—1100nm之间被划分为短波近红外区，波长处于1100—2526nm之间被划分为长波近红外区，被检测物品无论是液体样本还是固体样本，其内部成分都包含O-H，S-H，N-H和C-H等官能团，由于近红外光谱穿透能力很强，通过对含基团产生合频与倍频吸收带对物质内部成分进行分析，样品会选择性吸收频率不同的近红外光，检测过程中部分光线在某些波长范围内会发生一定变化，随后反射出的红外光线就能反映出有机物分子和结构的相关信息，最后对光线的光密度进行分析就能得出改成分的含量。

二、煤样的采集在对煤进行漫反射光谱的采集过程当中，由与煤的品质气态、液态的物质相比较具有不均匀的特征，所以，在对煤样的采集前期就显得至关重要，在特定量的煤当中去取出一小部分有代表性的总样，有效的保证一定量的煤质量的过程。

煤质的这种不均匀性决定了所采集的这批煤量不可能完全相同，只能确保在一定范围内，尽可能地接近特定量的全部煤的平均质量，不至于偏离总体的方向。

只有确定了采样方法，才能进一步的建立采样系统性的方案。

三、煤样的制备制样工序主要有五种：破碎、筛分、混合、缩分和干燥。

红外光谱定量分析的研究进展刘玉飞１，２，３，王方方１，黄彩娟１，黄　涛１，张　凯２，于　杰２（１．贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵州贵阳５５００２５；２．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳５５００１４；３．贵州凯科特材料有限公司，贵州贵阳５５００１４）摘要　介绍了红外光谱定量分析的机制及优点。

综述了红外光谱定量分析在药物分析、食品、反应机制及其他方面中应用；并展望了红外光谱定量分析的发展趋势。

关键词　红外光谱；定量分析；研究进展中图分类号：ＴＱ　３２０．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－５９９３（２０１４）０１－０００９－０５Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＡｎａｌｙｓｉｓＬＩＵ　Ｙｕ－ｆｅｉ　１，２，３，ＷＡＮＧ　Ｆａｎｇ－ｆａｎｇ１，ＨＵＡＮＧ　Ｃａｉ－ｊｕａｎ１，ＨＵＡＮＧ　Ｔａｏ１，ＺＨＡＮＧ　Ｋａｉ　２，ＹＵ　Ｊｉｅ　２（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇａｎｄ　Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００１４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｋｕｍｋｕａｔ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００１４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎ　ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｆｏｏｄ，ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａ－ｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌ－ｙｓｉｓ　ｉｓ　ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ收稿日期：２０１３－１２－１２项目来源：贵州大学ＳＲＴ项目（贵大ＳＲＴ字［２０１３］１３１号）；贵州省国际科技合作项目（［２０１２］７０２９号）作者简介：刘玉飞（１９９０—），男，硕士，从事高性能复合材料的研究。