近紅外光譜與富集技術(shù)用于微量成分的定量分析研究.pdf

1、近紅外光譜技術(shù)以其快速、無(wú)損、多組分同時(shí)分析的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于復(fù)雜樣品分析。近紅外光譜主要記錄含氫官能團(tuán)的倍頻與合頻信息，具有特征不明顯、譜峰重疊嚴(yán)重的特點(diǎn)，需要借助化學(xué)計(jì)量學(xué)方法才能進(jìn)行定性定量分析。同時(shí)，近紅外光譜吸收較弱，其分析方法的檢測(cè)靈敏度較低，當(dāng)待測(cè)組分的含’量低于其組成的0.1％時(shí)，近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用就受到限制。此外，近紅外光譜主要來(lái)源于化合物中含氫基團(tuán)基頻振動(dòng)的倍頻與合頻信息：而金屬離子本身在近紅外光譜區(qū)并沒(méi)有響應(yīng)，因

2、此很難利用近紅外光譜技術(shù)直接定量分析金屬離子的含量。金屬離子可以與有機(jī)化合物結(jié)合或利用其與背景中有機(jī)組分的相關(guān)性，使無(wú)機(jī)離子利用近紅外光譜技術(shù)被間接測(cè)定。本文針對(duì)近紅外光譜分析方法靈敏度較低，對(duì)金屬離子無(wú)響應(yīng)的問(wèn)題，開(kāi)展了樣品富集與近紅外光譜技術(shù)相結(jié)合用于有機(jī)偶氮類(lèi)化合物及金屬離子的定量分析研究。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 1、采用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂富集飲料中的合成食用色素日落黃，以近紅外漫反射光譜直接測(cè)定富集有色素的樹(shù)

3、脂。用34個(gè)模擬樣品建模，以檸檬黃和胭脂紅作為干擾組分，經(jīng)偏最小二乘回歸建模，在0.05010-1.202mg mL-1濃度范圍內(nèi)得到日落黃的校正模型。模型預(yù)測(cè)結(jié)果與參考值之間的決定系數(shù)為0.9883，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0187，表明模型具有很好的穩(wěn)健性。以此模型定量預(yù)測(cè)三種不同市售飲料中的日落黃，樣品的回收率分別為95.01%、105.80%和99.54%。富集使樣品的最小檢出濃度達(dá)到9.94 ug mL-l。實(shí)現(xiàn)了近紅外光譜對(duì)飲料中微量

4、日落黃的定量分析并提高了近紅外光譜技術(shù)的檢測(cè)靈敏度。與現(xiàn)行的色素分析方法相比，近紅外光譜法具有快速、簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。
　　 2、近年來(lái)不斷出現(xiàn)的重金屬污染事件使水體中重金屬污染物監(jiān)測(cè)越來(lái)越被重視。納米羥基磷灰石作為一種生物活性材料用于模擬廢水中鉛、汞、鎘、鉻、硒、鋅、銅離子的吸附，具有很好的富集效果。將吸附有金屬離子的納米羥基磷灰石直接用于近紅外光譜測(cè)定并借助偏最小二乘回歸建模，得到銅、鉻離子以及上述七種離子的總濃度在0.4027-

5、5.148mg g-1、0.3553-4.4716mg-1以及0.06732-0.3444mmol g1濃度范圍內(nèi)的校正模型，三種模型的參考濃度與預(yù)測(cè)濃度的決定系數(shù)分別為0.9873、0.9912、0.9570并用外部檢驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。因此納米羥基磷灰石作為吸附材料可用于模擬廢水中微量銅(II)、鉻(Ⅲ)離子的定量分析以及模擬廢水中汞、鉛、鉻、鎘、硒(Ⅳ)、鋅、銅離子總量的定量分析。本研究不僅提出了用近紅外漫反射光譜分析多種微量金

6、屬離子的定量分析方法，同時(shí)提高了近紅外光譜在金屬離子分析中的靈敏度。作為微量金屬離子同時(shí)定量分析方法的理論探索，方法具有可行性及實(shí)用價(jià)值。研究還分析了近紅外光譜對(duì)多種金屬離子預(yù)測(cè)能力不盡相同的原因，可能是因?yàn)榧{米羥基磷灰石對(duì)不同離子的吸附機(jī)理不同。
　　 3、重金屬離子污染嚴(yán)重威脅著公共健康和生態(tài)安全，其中尤以汞(Ⅱ)、鉛(Ⅱ)、鎘(Ⅱ)離子的危害更為嚴(yán)重，因此環(huán)境中汞、鉛、鎘離子的監(jiān)測(cè)具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)提出用吸附材料富集模擬

7、廢水中的汞、鉛、鎘離子并直接用于近紅外漫反射光譜分析，得到一種模擬廢水中微量汞、鉛、鎘離子的同時(shí)定量分析方法。用一步法合成了巰基修飾的鎂頁(yè)硅酸鹽( Mg-MTMS)，做為汞、鉛、鎘離子的高效吸附材料，用于模擬廢水中微量汞、鉛、鎘離子的預(yù)濃縮，將負(fù)載有不同濃度汞、鉛、鎘離子的巰基修飾的頁(yè)硅酸鹽直接用于近紅外漫反射光譜分析，利用不同金屬離子與吸附劑之間作用強(qiáng)度的不同在近紅外光譜的微弱變化，借助化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，得到三種離子的偏最小二乘定量分析