淀粉自由基的發(fā)光現(xiàn)象研究.pdf

1、天然高分子(淀粉、纖維素、殼聚糖)接枝共聚物是天然高分子深加工領域中的高科技產(chǎn)品。它是天然高分子經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)成自由基后，再與具有不飽和鍵的單體起連鎖反應，接枝共聚形成的一種新型合成物。自由基是由于分子在物理或化學因素作用下產(chǎn)生含有一個或一個以上的不配對電子，處于一種不穩(wěn)定的高能激發(fā)態(tài)。目前檢測淀粉工業(yè)中檢測自由基含量的方法都不能隨時檢測反應過程中自由基的含量，制約了變性淀粉工業(yè)的發(fā)展。由于天然高分子接枝共聚反應中產(chǎn)生的自由基具有發(fā)光特性

2、，為實現(xiàn)淀粉接枝共聚反應的隨時檢測監(jiān)控及自動控制提供了條件，為實現(xiàn)這一目的，對淀粉自由基發(fā)光規(guī)律的實驗與理論研究顯得由為重要與緊迫。本學位論文使用物理方法，用MPL-A多參數(shù)化學發(fā)光分析系統(tǒng)檢測了由Mn+3引發(fā)的淀粉自由基的光子輻射強度變化曲線，闡述了自由基光子輻射強度的變化規(guī)律；為了尋找Mn+3引發(fā)的淀粉自由基的弛豫發(fā)光規(guī)律和淀粉自由基湮沒規(guī)律間的關系，作者選取了幾條典型衰減函數(shù)與發(fā)光曲線進行擬合；通過對各次擬合的參數(shù)的比較和物理意義

3、分析，作者發(fā)現(xiàn)用logistic模型描述其弛豫發(fā)光規(guī)律能更好的解釋相關現(xiàn)象與數(shù)據(jù)，并通過分析得出公式中x0即為自由基的半衰期，A1為x→0時樣品的光子輻射強度，A2表示x→+∞時樣品的光子輻射強度，P為發(fā)光樣品中影響自由基湮滅因素的系數(shù)表示。在前面的研究基礎上，根據(jù)Arrhenius方程與自由基發(fā)光理論，本文推導出了單位質量淀粉自由基光子輻射強度與反應溫度之間的關系方程，給出了方程中各系數(shù)的物理意義與測量方法，然后又用MPL-A多參數(shù)化

4、學發(fā)光分析系統(tǒng)測得不同溫度時對應的自由基光子輻射強度，并用方程對實驗值進行擬合，我們對結果進行了比較分析，找到了導致實驗值與理論值存在差異的原因，并給出了合理的解釋，說明用此方程描述自由基光子輻射強度與反應溫度之間的關系是合理可靠的。為了進一步從理論上論證淀粉自由基的變化規(guī)律，本文又根據(jù)化學發(fā)光的動力學模型，建立了淀粉自由基的發(fā)光動力學方程，并根據(jù)自由基光子輻射強度與自由基濃度的關系，通過分析得到了淀粉自由基的湮滅方程，得到了光強隨時間

5、的變化函數(shù)。通過擬合發(fā)現(xiàn)，函數(shù)在不同溫度下隨時間的變化曲線與實驗曲線的相關系數(shù)都在0.98以上，能很精確的刻畫自由基的弛豫發(fā)光規(guī)律。由于淀粉自由基光子輻射強度很弱，直接測量其發(fā)射光譜非常困難，本文試圖為淀粉自由基的光譜研究提供前期實驗基礎，選擇了跟淀粉工業(yè)密切相關的產(chǎn)品(白酒)進行了光譜研究，本文對當前市場上比較流行的洋河藍色經(jīng)典系列白酒(夢之藍、天之藍、海之藍)進行了比較研究，測定了三種酒的吸收光譜、三維熒光光譜。實驗結果表明，夢之藍

6、、天之藍、海之藍有著特有的吸收光譜和熒光光譜：吸收光譜表明，三種酒在212nm和275nm有較強烈的吸收，但吸收強度不同；熒光光譜表明，在245nm的近紫外光激發(fā)下，三種酒在310nm、420nm和610nm附近都有明顯的熒光發(fā)射，但強度各自不同；當激發(fā)波長增大為310nm和345nm時，依然有兩個熒光峰產(chǎn)生，強度差別依然很大。據(jù)此，本文對五個典型的熒光峰的產(chǎn)生機理做了詳細的分析，給出了合理的解釋。本研究可以快速準確的區(qū)分三種洋河酒及其

7、品質，為白酒的品質檢測和品牌識別提供一種嶄新的途徑，更為后續(xù)的淀粉自由基發(fā)射光譜研究提供了實驗數(shù)據(jù)。本研究豐富了自由基發(fā)光的理論，從理論上推導出了淀粉自由基的弛豫發(fā)光所遵循的規(guī)律，為淀粉自由基湮滅規(guī)律提供了數(shù)學模型，并且測量了淀粉工業(yè)的重要產(chǎn)品白酒的光譜。本研究論文是光電檢測技術在淀粉工業(yè)中的新的應用，為進一步對自由基發(fā)光機理與規(guī)律的研究、生物超弱發(fā)光研究提供理論與實驗上的參考，為淀粉自由基發(fā)射光譜以及自由基的其他方面的后續(xù)研究提供了實