昆明理工大学现代农业工程学院, 云南 昆明 650500
三七粉是三七的主要消费和商品形式, 市场上存在以次充好、 甚至是掺假的现象, 由于是粉状物料, 难以用肉眼判别, 为了实现对不同质量等级的三七粉进行无损鉴别。 将30头、 40头、 60头和80头的三七主根研磨成粉, 制备样本。 采用可见近红外高光谱成像系统(400.68~1 001.61 nm)采集4种不同头数三七粉, 共计384个样品的高光谱图像, 提取高光谱图像感兴趣区域(ROI)的平均光谱值作为样本原始光谱。 将384个三七粉样本按2∶1的比例划分训练集和测试集。 采用卷积平滑(SG)、 多元散射校正(MSC)和标准正态变量变换(SNV)3种预处理方法对三七粉样本光谱信息进行预处理并建立支持向量机(SVM)分类模型, 通过比较基于3种预处理方法的SVM模型测试集分类准确率, 确定SNV为最优预处理方法。 采用迭代保留信息变量(IRIV)、 变量组合集群分析(VCPA)和变量组合集群分析混合迭代保留信息变量(VCPA-IRIV)3种特征选择方法提取SNV预处理后光谱的特征波长并建立基于特征光谱和原始光谱的SVM分类模型, 通过比较基于3种特征选择方法得到的特征波长建立的SVM模型测试集分类准确率, 发现将VCPA与IRIV相结合的VCPA-IRIV为最优特征选择方法。 VCPA-IRIV提取了18个特征波长代替全光谱数据参与建模, 该算法在降低模型复杂度的同时保持了模型的分类精度。 为了提高模型的分类精度, 采用引力搜索算法(GSA)对SVM模型中惩罚因子c和核参数g进行寻优, 并与网格搜索(GS)的结果进行比较, 结果表明, VCPA-IRIV-GSA-SVM模型分类效果最好, 测试集分类准确率达到100%。 可见, 利用可见近红外高光谱成像对三七粉进行质量等级无损鉴别是可行的, 为市场上三七粉的质量等级鉴别提供了参考。
可见近红外高光谱成像 三七粉 特征选择 支持向量机 引力搜索算法 Visible near-infrared hyperspectral imaging Panax notoginseng powder Feature selection Support vector machine Gravitational search algorithm 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2255
1 西安建筑科技大学机电工程学院，西安 710055
2 西安建筑科技大学力学技术研究院，西安 710055
在地球中传播的地震波主要有体波和表面波，而表面波中Rayleigh波对建筑物造成的破坏最为强烈。针对Rayleigh波的振动控制，提出一种田字形超材料结构。相比于传统的地震超材料，这种超材料屏障是由外部口字形框体内部嵌套十字形柱体组成，形成4个可填充区域，其外部框体采用部分埋入的方式，具有高强度、强稳定性、填充方式灵活的特点。应用有限元法计算了田字形超材料的能带结构和传输特性，并通过分析带隙边界处模态振型可知，带隙的打开是由于柱体的局域共振。结合带隙机理可知，柱体结构中土壤填充量不同可改变柱体的质量，形成不同的谐振频率，产生甚低频带隙。为进一步拓宽带隙，设计研究了正、负梯度的质量填充方式，均可得到3.3~13.1 Hz甚低频宽带隙，在谐振频率范围内两者的隔震方式分别为Rayleigh波彩虹捕获和Rayleigh波到体波的转化。最后，采用EI-Centro地震波对填充屏障进行了时程验证，加速度最大幅值衰减超过80%，为地震超材料在减震隔震方面应用提供了新的设计思路和方法。
地震超材料 振动控制 带隙 局域共振 减震隔震 声子晶体 甚低频 seismic metamaterial vibration control band gap local resonance seismic isolation phononic crystal very low frequency
1 江苏大学 化学与化工学院， 江苏 镇江 212013
2 江苏大学 环境与安全工程学院， 江苏 镇江 212013
半导体量子点因其具有精准的尺寸调控、独特的光电特性、丰富的表面活性位点等优势，在光催化剂设计和机理研究中获得了广泛关注。与传统半导体量子点主要作为光吸收单元不同，新兴的碳点更是在增加光吸收、促进电荷分离和增加表面反应位点等光催化不同环节均展现出优异的应用潜力。然而，量子点光催化剂由于小尺寸带来电荷复合严重、易团聚、稳定性差等问题而限制了其光催化性能。解决这些问题的主要途径之一是将零维(0D)量子点负载到超薄的二维(2D)纳米片上，形成0D/2D纳米复合材料，使量子点更加分散和稳定，且2D纳米材料促进的加速电荷转移能够抑制光生电荷的复合，从而可以有效地改善量子点基光催化剂的催化活性和稳定性。本文系统阐述了半导体量子点和碳点基0D/2D异质结光催化剂的构筑及应用，着重讨论了不同类型0D/2D异质结的光催化作用机理及面临的挑战，最后对其未来发展进行了分析和展望。
光催化 制氢 0D/2D异质结 半导体量子点 碳点 photocatalysis hydrogen production 0D/2D heterojunction semiconductor quantum dots carbon dots
1 北京市农林科学院植物营养与资源研究所, 北京 100097
2 北京市缓控释肥料工程技术研究中心, 北京 100097
3 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室, 北京 100029
可降解树脂包膜控释肥是目前肥料领域的研究热点之一。 研究从可降解包膜材料实际施用环境着手, 采用傅里叶衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR), 表征包膜肥料膜材自然光和紫外光照条件的降解差异, 通过对聚乙烯/疏水纳米二氧化钛、 聚乙烯/亲水纳米二氧化钛和纯聚乙烯包膜的谱图来研究膜材在光照前后的结构变化特征, 进而对膜材的降解行为做出判断。 结果表明, 在紫外光和自然光分别照射下, 包膜降解过程中的官能团种类没有因光催化剂的加入而受到影响, 而光催化剂的加入对官能团的变化程度有显著影响, 依次为: 聚乙烯/疏水纳米二氧化钛复合包膜>聚乙烯/亲水纳米二氧化钛复合包膜>纯聚乙烯包膜。 另外, 不同照射光源对包膜的分子结构的影响有所区别。 自然光条件照射的降解过程中, 包膜的聚乙烯碳链上在形成氢过氧化物的同时发生了交联反应生成含醚键的物质, 接着继续氧化生成含羰基的化合物, 最终羰基的存在促进包膜的进一步分解; 紫外光条件照射下, 光照产生的活性氧物种局部浓度大, 攻击聚合物碳链的能力强, 聚乙烯长链烷基断裂很快氧化生成含有羰基基团的中间产物。 紫外光条件的照射实验未能全面反映包膜在自然光条件下的降解行为。
红外光谱 聚乙烯 二氧化钛 降解 光催化 Infrared spectrum Polyethylene TiO2 Degradation Photocatalysis 光谱学与光谱分析
2016, 36(10): 3159
1 山东大学环境科学与工程学院,济南,250100
2 山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100
3 中科院上海技术物理所,上海,21000
本文用熔融退火法生长了热电材料掺镧方钴矿(LaxFe3CoSb12)晶体.用背散射方法测定了不同掺镧量晶体的拉曼光谱.我们认为稀土镧原子占据了方钴矿结构中的空位,这些填充空位的离子参与结构中的晶格振动,使拉曼谱线位移并加宽.随着含镧量的增加,镧原子振颤自由度降低,谱线的加宽程度减小.
拉曼散射 方钴矿型晶体 振颤运动 Raman Scattering LaxFe3CoSb12 Crystal Rattling
本文报道了一种新的非线性光学晶体Zn(SCN)2·2H2O的结构和喇曼光谱。对结构和喇曼光谱的关系进行了讨论。
Zn(SCN)2·2H2O晶体 晶体结构 喇曼光谱
本文报道了紫外倍频晶体五硼酸钾的激光喇曼光谱,给出了各配置下的各振动模,并讨论了喇曼谱与结构的关系。
五硼酸钾 激光喇曼光谱
本文首次报道了五磷酸镨晶体的喇曼光谱,研究了喇曼谱随温度变化情况,以软模变化研究了该晶体的铁弹相变.并观察了不同组分五磷酸镧镨晶体在不同温度下的喇曼谱.
五磷酸镨晶体 喇曼谱 铁弹相变
本文报道了优质非线性晶体KTiOPO4的喇曼光谱,在各种几何配置下获得了它的各类模,计算了它们的相对强度,讨论了结构与光谱的关系.
