1 广西民族大学化学化工学院, 林产化学与工程国家民委重点实验室, 广西林产化学与工程重点实验室, 广西林产化学与工程协同创新中心, 广西高校食品安全与药物分析化学重点实验室, 广西 南宁 530006
2 横州市综合检验检测中心, 广西 横州 530300
茉莉花的风味、 药用、 营养等方面的品质受其产地因素的影响, 因此茉莉花产地溯源对于保护消费者权益, 促进茉莉花产业健康发展具有重要意义。 为实现对不同产地的茉莉花产地溯源, 收集了广西横州、 福建福州、 四川犍为、 云南元江四个国内茉莉花主产地的100个茉莉花样本, 分别采用积分球和光纤探头两种方式获得茉莉花花蕾干样的近红外漫反射光谱(900～1 700 nm)。 采用Savitzky-Golay (SG)光谱平滑和多元散射校正(MSC)相结合进行光谱预处理, 光谱预处理后再利用主成分分析(PCA)结合线性判别分析(LDA)、 K近邻法(KNN)建立了茉莉花原产地判别模型。 建模过程中68个样本作为训练集, 32个样本作为测试集, 并通过交互检验进行模型参数优化。 结果表明, 基于PCA-LDA和PCA-KNN两种方法建立的判别模型均有良好的预测能力, 其中对于积分球采样得到的光谱数据两种方法预测准确率均达到100%, 对于光纤探头采样得到的光谱数据PCA-LDA和PCA-KNN的预测准确率分别为100%和93.75%。 最后, 通过不同产地茉莉花的色谱指纹图谱对比分析, 进一步阐明了基于近红外光谱技术进行茉莉花产地识别的物质基础。 该研究为茉莉花产地溯源提供了一种绿色、 快速、 准确的新方法, 在茉莉花原产地保护上有重要的潜在应用价值。
茉莉花 产地溯源 近红外光谱 化学计量学 Jasmine Traceability of the Geographical Origin Near-infrared spectroscopy Chemometrics 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3389
1 广西民族大学化学化工学院, 广西高校食品安全与药物分析化学重点实验室, 广西林产化学与工程重点实验室, 广西 南宁 530006
2 横县综合检验检测中心, 广西 横县 530300
3 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 615000
戊二醛在精细化工中的使用, 导致大量戊二醛产品如鞣革剂、 消毒剂、 蛋白质交联剂、 组织固化剂等被排放到水体中, 对水体生物及生态环境造成严重污染, 对整个生态系统带来危害, 因此开发对戊二醛快速简易的检测技术至关重要。 表面增强拉曼光谱法(SERS)是一种基于待测物分子对光的散射效应而建立起来的定量检测技术, 具有灵敏度高, 所需样品量少, 水干扰小等优势, 功能强大, 被广泛应用于分析检测领域中。 目前尚未见文献报道基于SERS技术用于定量检测环境水体中戊二醛的案例。 基于金纳米粒子(AuNPs)的局域表面等离子体共振效应、 金属有机框架材料MIL-101(Cr)的富集能力以及对氨基苯硫酚(PATP)与戊二醛之间的席夫碱反应, 基于Au@MIL-101/PATP复合材料建立了一种检测水中戊二醛的表面增强拉曼光谱分析方法。 通过溶液浸渍法制备Au@MIL-101材料, 再利用Au-S共价键作用将PATP修饰到AuNPs表面得到Au@MIL-101/PATP复合基底。 利用透射电镜(TEM)、 能量色散X射线光谱(EDS)、 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱等方法对基底材料进行表征。 论文研究了MIL-101(Cr)中AuNPs的密度对拉曼增强效果的影响, 氯金酸浓度为0.6 g·L-1时增强效果最好。 戊二醛与PATP的席夫碱反应产物在1 621 cm-1处产生C=N特征峰, 戊二醛浓度与I1 078/I1 621信号比值在1×10-7~1×10-5 mol·L-1范围内具有良好的线性, 检出限(LOD)为3.5×10-8 mol·L-1。 实际样品分析结果表明, 自来水和河水水样中戊二醛的加标回收率分别为91.4%~111.8%, 89.8%~114.2%, 相对标准偏差分别为5.2%~14.5%, 8.6%~13.4%。 本方法具有操作简单、 分析时间短、 绿色等优点, 为检测水中的痕量戊二醛提供了新思路。
表面增强拉曼光谱 戊二醛 席夫碱反应 Surface enhanced Raman spectroscopy MIL-101(Cr) Glutaraldehyde Schiff base reaction MIL-101(Cr)
1 广西民族大学化学化工学院， 广西高校食品安全与药物分析化学重点实验室， 广西林产化学与工程重点实验室， 广西 南宁 530008
2 广西林业科学研究院， 广西 南宁 530001
不同种类的松脂因其化学组成的差异而对松脂下游产品的质量产生影响， 因此确保松脂种类的稳定性是保证松脂下游产品质量的关键， 针对在松脂原料采购过程中松脂种类识别困难的问题， 提出了一种基于漫反射近红外光谱和偏最小二乘判别分析（PLSDA）相结合的分析技术， 该技术能够快速识别马尾松松脂和湿地松松脂， 为松脂原料采购提供可靠的种类信息。 以在广西区内武鸣、 防城、 富川、 梧州、 百色、 乐业共6个不同松脂产区采集所得的82个松脂样本进行建模， 包括湿地松松脂51个， 马尾松松脂31个， 利用i-spec型近红外光谱仪采集松脂样本在900～1 700 nm范围内的近红外光谱。 利用子窗口随机化分析法（SPA）进行变量选择， 从510个波长点中优选出300个波长点组成的变量子集， 再通过重复双重交叉检验技术（RDCV）确定偏最小二乘判别分析建模的潜变量数（n=7）。 结果表明， 所建立的分类模型能够准确识别两种不同种类的松脂， 模型对于外部测试集中的松脂样本识别准确率为96.30%， 能够满足松脂行业在原料采购过程中质量控制的需要。 该方法具有分析速度快、 操作简便、 分析成本低、 样本无损等优势， 适用于松脂原料采购环节的质量控制。
马尾松松脂 湿地松松脂 近红外光谱 种类识别 Pinus msssoniana Pinus elliottii Near infrared spectroscopy Species discrimination 光谱学与光谱分析
2018, 38(8): 2395
华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室， 湖北 武汉 430074
激光-电弧复合焊接是焊接领域的研究热点，工业应用前景广阔。保护气体是实现激光-电弧有效复合、获得最大效能的关键参数。结合国内外研究及作者的研究工作，综述了保护气体成分、配比、流量等参数对激光-电弧复合焊接工艺特性、焊缝形貌特征和接头力学性能的影响及研究现状。
激光技术 激光-电弧复合焊接 保护气体 工艺特性 力学性能
华中科技大学光电子科学与工程学院，武汉光电国家实验室(筹)，湖北 武汉 430074
为了加深对激光-惰性气体熔化极电弧(MIG)复合焊接特性的认识程度，采用厚4 mm的Q235低碳钢系统研究了激光功率、电弧电流和坡口间隙对复合焊接临界速度的影响规律。结果表明,激光功率、电弧电流和复合焊接临界速度成正比关系。激光功率是决定上临界速度vmax的主要因素，电弧电流是决定下临界速度vmin的主要因素。增加坡口间隙能同时提高vmax和vmin，但其对vmin的影响更显著。在实验范围内，坡口间隙对vmax和vmin的最大提高幅度分别可达20%和35%。此外，激光功率越大，复合焊接可选速度范围Δv越大。在既定激光功率下，增加电弧电流会减小Δv。
激光技术 复合焊接 焊接速度 激光功率 电弧电流 坡口间隙
1 华中科技大学 激光加工国家工程研究中心，武汉 430074
2 安琪酵母股份有限公司，宜昌 443003
为了进一步提高316L不锈钢的可焊性，采用Rofin Sinar 5kW快轴流CO2激光器和Miller钨极惰性气体(TIG)焊机，对3mm厚316L不锈钢进行了一系列CO2激光－TIG电弧复合焊接工艺试验，研究了激光功率、电弧电流、热源间距等工艺参数对焊缝成形的影响规律。在激光功率大于2．5kW时，会产生小孔效应，其对复合焊接熔深影响显著；而当电弧电流小于150A时，焊接熔宽与两热源的热输入关系密切，当电流大于150A时，仅电弧电流是焊接熔宽的决定性因素；热源间距存在一个最佳值2mm～3mm，此时，焊接熔深可提高1．46倍～2．54倍。研究结果表明，复合焊接提高了316L不锈钢的可焊性。
激光技术 复合焊接 钨极惰性气体焊接 激光焊接 laser technique hybrid welding tungsten inert gas welding laser welding
1 华中科技大学 激光加工国家工程研究中心，武汉 430074
2 安琪酵母股份有限公司，宜昌 443003
为了研究激光－电弧复合焊接的热源相互作用，提升对复合焊接复杂物理过程的认识程度，进一步优化工艺参数，采用CO2轴快流激光器和钨极氩弧焊机在3mm厚316L不锈钢板上进行了复合焊接试验研究。定义无量纲参数——复合焊接熔化效率增量δ来表征热源相互作用的变化。结合焊缝成形、等离子体形貌，通过δ半定量分析了激光、电弧热源间距和能量配比对热源相互作用的影响。结果表明，在优化的参数组合下，δ高达83．6%。其中，电弧对工件的预热作用能够提高激光能量的利用率，增强热源相互作用，但是激光－电弧等离子体相互作用才是提高热源相互作用程度的关键机制。
激光技术 激光焊接 复合焊接 热源 相互作用 等离子体 laser technique laser welding hybrid welding heat sources interaction plasma
武汉光电国家实验室(筹)激光部，华中科技大学激光加工国家工程研究中心，湖北 武汉 430074
在激光电弧复合焊接中，热源空间位置关系，如热源间距、激光离焦量、焊炬倾角 等对激光、电弧之间的协同效应具有至关重要的作用，但是目前对此缺乏系统的专题研究。为此，采用5 kW CO2快轴流激光器和MAG(metal active gas)焊机对7 mm Q235钢板进行了激光电弧复合焊接工艺研究，集中探讨了空间位置参数对焊缝成形的影响规律。结果表明，热源空间位置参数对复合焊接焊缝成形具有显著影响，只有在合理的参数组合下才能够获得理想的焊缝质量。其中，热源间距对熔深的影响最大，不同间距处的熔深增幅高达55％，焊丝干伸长和离焦量对焊接熔深也具有较强的影响。焊接熔宽则对焊炬倾角和焊丝干伸长的变化更为敏感。上述参数主要通过改变激光电弧等离子体相互作用、热源能量叠加状态和熔池受力状况来决定焊缝成形。
激光技术 激光焊接 复合焊接 空间位置 焊缝成形 焊接熔深
1 武汉光电国家实验室激光部, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学激光加工国家工程研究中心, 湖北 武汉 430074
保护气体组成及其保护方式是决定CO2激光-钨极氩弧焊(TIG)电弧复合焊接工艺稳定性和激光、电弧两种热源能否有效耦合并取得增强的焊接熔深的关键原因。为此,采用不同的气体保护方式在316L不锈钢板上进行了一系列CO2激光-TIG电弧复合焊接实验。结果表明,只有在合理的气体保护方式下才能取得增强的焊接结果,其中气体保护方式对激光等离子体和电弧等离子体相互作用程度的影响是决定能否有效耦合的关键因素。单独TIG焊炬保护不能保证激光和电弧的有效耦合,TIG焊炬加旁轴喷嘴的方式只能在较窄的参数范围内获得有效耦合,而TIG焊炬加同轴喷嘴的保护方式则在较宽的范围内都能保证两种热源的有效耦合。
激光技术 复合焊接 保护气体 焊接熔深
计算机配色广泛应用于纺织印染、涂料油漆、塑料、建材等工业领域。计算机配色的基础理论是库贝尔卡芒克(Kubelka-Munk)函数与浓度的线性关系,但实际上,库贝尔卡芒克函数与浓度呈非线性关系,这限制了计算机配色在我国的广泛应用,为此,提出一种数学方法,建立一个线性染料数据库。全光谱配色方法是计算机配色的重要方法之一,但对物体而言,每个波长上同等光谱反射率的变化却显示出不同程度的颜色感知差异,在某些波长处,呈现较强的灵敏性,而在另外一些波长处有较大的惰性,因此,根据色度学理论,为全光谱配色提供每个波长处灵敏程度不同的色差型权重因子。同时,为色差权重因子提供线性染料数据库。结果证明,数据库的线性程度明显提高,使用色差权重因子配色的效果明显提高。
颜色光学 计算机配色 色差权重因子 线性数据库
