作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
天然蓝宝石红外光谱中经常会出现与OH有关的3 309 cm-1吸收峰, 此峰对于鉴别蓝宝石热处理具有一定指示意义。 目前对于3 309 cm-1峰在蓝宝石色带上的强度分布情况尚缺乏研究且其归属尚存在争议。 山东昌乐产出的蓝宝石蓝色普遍偏深且色带发育, 其红外光谱中通常存在3 309 cm-1吸收峰。 针对昌乐蓝宝石色带区域3 309 cm-1峰的强度分布以及此峰与微量元素的关系进行研究, 并进一步推测此峰的归属。 谱学测试技术方面, 创新性使用红外光谱面扫描技术测试3 309 cm-1峰在色带区域的强度分布。 谱学分析方面, 创新性结合蓝宝石的电荷补偿理论与色带区域的微量元素分布情况, 对3 309 cm-1峰的归属进行了分析推测。 结果发现, 3 309 cm-1峰在色带上的强度分布呈现出从面扫描区域的左下角到右上角不断增强的趋势, 沿着此峰增强的方向, 使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测试了5个点的微量元素含量。 根据电荷补偿理论, 在蓝宝石晶体中, Ti4+会优先跟Mg2+进行电荷补偿, 如果Ti4+含量高于Mg2+, 那么跟Mg2+电荷补偿之后剩余的Ti4+会跟Fe2+进行电荷补偿, 形成Fe2+-Ti4+对产生蓝色调。 色带中无色区域的Ti含量较低且全部的Ti4+与Mg2+进行电荷补偿, 所以无色区域中没有Fe2+-Ti4+对且结合红外光谱面扫描数据发现该区域内3 309 cm-1峰很弱。 蓝色区域的Fe2+-Ti4+对含量决定了蓝色的深浅, 蓝色区域的3 309 cm-1峰强度明显高于无色区域, 但深蓝色区域此峰强度并非一定比蓝色区域强, 3 309 cm-1峰强与Fe2+-Ti4+对的含量无必然联系。 3 309 cm-1峰强分布表现出随着Ti含量升高而增强的现象, 即3 309 cm-1峰强与Ti元素的含量呈正相关性。 推测是含有Ti和OH的缺陷簇导致了3 309 cm-1吸收峰的产生。 Fe2+的作用是与Ti4+形成电荷补偿对产生蓝色, 与3 309 cm-1吸收峰的产生并没有必然联系。
昌乐蓝宝石 红外光谱面扫描 3 309cm-1吸收峰 缺陷簇 Changle sapphire FTIR spectrum area scanning Absorption peak at 3 3039 cm-1 Defect cluster 
光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2138
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。 运用宝石显微镜、 X射线粉晶衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、 红外光谱特征、 拉曼光谱特征、 杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究, 并与高山桃花石的特征对比可知: 老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石, 个别样品还含有石英。 老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3 697, 3 653和3 621 cm-1处, 与羟基的伸缩振动有关, 其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。 高山桃花石样品的红外光谱存在3 702, 3 653和3 621 cm-1三个特征吸收峰, 吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。 老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致, 均显示1 106, 1 034和1 006 cm-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰; 937和913 cm-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰, 695和538 cm-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰; 471和430 cm-1处Si—O弯曲振动吸收峰。 老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中, 200~1 000 cm-1范围内202和273 cm-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动, 341 cm-1拉曼峰归属于Si—O振动, 439和468 cm-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动, 754和800 cm-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动, 921 cm-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。 3 550~3 750 cm-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。 老挝水洞桃花石和高山桃花石中“桃花”内含物均为赤铁矿, 特征拉曼峰位于225, 296, 411和1 318 cm-1处, 高山桃花石中还存在锐钛矿, 特征拉曼峰出现在145和639 cm-1处。 结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知, 老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色, 内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。
老挝水洞桃花石 高山桃花石 红外光谱 拉曼光谱 颜色成因 Laos Peach-blosson Stone Gaohan Peach-blossom Stone XRD XRD FTIR spectrum Ramam spectrum Color genesis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2901
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。 运用宝石显微镜、 X射线粉晶衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、 红外光谱特征、 拉曼光谱特征、 杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究, 并与高山桃花石的特征对比可知: 老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石, 个别样品还含有石英。 老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3 697, 3 653和3 621 cm-1处, 与羟基的伸缩振动有关, 其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。 高山桃花石样品的红外光谱存在3 702, 3 653和3 621 cm-1三个特征吸收峰, 吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。 老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致, 均显示1 106, 1 034和1 006 cm-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰; 937和913 cm-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰, 695和538 cm-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰; 471和430 cm-1处Si—O弯曲振动吸收峰。 老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中, 200~1 000 cm-1范围内202和273 cm-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动, 341 cm-1拉曼峰归属于Si—O振动, 439和468 cm-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动, 754和800 cm-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动, 921 cm-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。 3 550~3 750 cm-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。 老挝水洞桃花石和高山桃花石中“桃花”内含物均为赤铁矿, 特征拉曼峰位于225, 296, 411和1 318 cm-1处, 高山桃花石中还存在锐钛矿, 特征拉曼峰出现在145和639 cm-1处。 结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知, 老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色, 内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。
老挝水洞桃花石 高山桃花石 红外光谱 拉曼光谱 颜色成因 Laos Peach-blossom Stone Gaoshan Peach-blossom Stone XRD XRD FTIR spectrum Raman spectrum Color genesis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2901
作者单位
摘要
1 海军工程大学动力工程学院, 湖北 武汉 430033
2 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室, 湖北 武汉 430063
3 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所, 湖北 武汉 430063
柴油机润滑油在使用过程中, 会受到水份、 柴油或冷却液等的污染, 受高温或燃烧室气体的作用还会产生氧化、 硝化、 磺化等产物, 严重时, 这些污染和产物可导致装备的失效。 在用润滑油分析能可靠地反映其工作状态, 从而确定最佳换油时机和故障源, 以避免柴油机在使用过程中产生异常磨损及腐蚀等问题。 目前的传统方法, 是用卡尔菲休法测定石油产品中水份, 气相色谱法测定柴油机油中的柴油稀释剂, 因分析时间长和费用高等因素影响其普及应用。 傅里叶红外(FTIR)光谱法从分子水平分析润滑油, 从而能更有效地监测在用油, 由于光谱的复杂性, 目前尚不普及。 通过在实验室条件下配置多种污染程度的油液样, 分别为润滑油含水份百分比浓度为0.11%, 0.22%, 0.44%和0.88%的油样; 润滑油在230 ℃下的氧化时间为299, 323, 371和395 h的油样; 润滑油被柴油稀释的质量百分比浓度为1.5%, 3%, 6%和12%的油样; 润滑油含乙二醇质量百分比浓度为0.1%, 0.2%, 0.4%和0.8%的油样, 包括配置的润滑油油样共计20个。 实验采用安捷伦Agilent Cary 630红外光谱仪, 使用100 μm厚的液体池, 防潮ZeSe型配置的光谱范围为4 000~650 cm-1。 分析了所有油样, 获得了FTIR光谱图, 确定了水、 氧化产物、 柴油、 乙二醇污染所对应的特征波段范围分别为3 150~3 500, 1 670~1 800, 745~755和1 030~1 100 cm-1; 监测参数包括特征波段的实测中心点、 左边界、 右边界、 左基线、 右基线等。 建立了一种在用润滑油污染物定量分析模型, 通过水份、 柴油、 乙二醇的污染比例和峰面积, 在230 ℃下的氧化时间与峰面积分别建立拟合方程, 水、 柴油、 乙二醇含量百分比与对应峰面积的相关系数分别为0.977 9, 1.000 0和0.989 5, 氧化时间与对应峰面积的相关系数为0.999 6。 分析计算预测值与实际值的相对误差可知: 水份和乙二醇在含量大于0.2%时, 预测的最大相对误差为10%; 氧化时间和柴油预测值的最大相对误差为1%。 通过按比例稀释, 可对在用油进行监测, 对3个日常工作的实际油样进行FTIR光谱分析。 结果表明: 一个油样的水份含量为0.38%, 已经超过标准; 一个油样的燃油稀释为19%, 已经超标; 另外一个油样正常。 水份超过标准门阈值的油样经卡尔菲休法测量, 其相对误差为4.6%。 燃油稀释超过标准的油样经黏度测量, 其相对值变化同样超过了标准要求, 即在判断润滑油是否需要换油方面是一致的。 利用FTIR光谱法分析在用润滑油, 选定适当的吸收峰, 并计算吸收峰的面积, 借助于已经建立的拟合公式, 可快速可靠地监测在用油的污染种类及程度, 该方法可在一定程度上满足工程需要。
在用润滑油 工况监测 FTIR光谱 船用柴油机 燃油稀释 In-service lubricants Condition monitoring FTIR spectrum Marine diesel engines Fuel dilution 
光谱学与光谱分析
2019, 39(11): 3459
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
2 北京农业智能装备技术研究中心, 北京市农林科学院, 北京 100097
牛肉在运输过程中极易受到微生物的感染而变质, 对牛肉变质的监测十分重要。 我们利用长光程FTIR光谱检测牛肉变质时产生的挥发性物质。 证明了牛肉在变质过程中产生的主要挥发性物质是氨气和二氧化碳。 并定量分析牛肉变质产生的氨气和二氧化碳的变化规律, 以判断牛肉的状态。 采用主成分分析法(PCA)实现对挥发性物质的红外光谱分类, 进而可以准确的区分新鲜和变质的牛肉。 我们采用化学计量学方法软独立建模聚类分析法(SIMCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对特征波段内的光谱进行分类, 两种方法具有很好的判断率。 结果表明长光程FTIR结合化学计量学方法能够区分新鲜和变质的牛肉。
牛肉变质 FTIR光谱 Beef spoilage FTIR spectrum SIMCA SIMCA PLS-DA PLS-DA 
光谱学与光谱分析
2017, 37(9): 2751
作者单位
摘要
华南理工大学化学与化工学院, 广东 广州510640
红外光谱测量有时需要在强的背景信号下得到弱的样品吸收峰, 如在大量溶剂中测量溶质的红外光谱。 理论上, 只要某一组分在背景样品和待测样品的含量(分子个数)完全一致, 则该组分的光谱信号就不会出现在最终的红外光谱图上。 而实际测量时结果并非总如此。 本文在测量聚苯乙烯及硬脂酸的“基线”时发现, 在样品吸收较强的峰位(吸光度A>1.0)会出现反常吸收。 反常吸收的吸光度或正或负, 明显超过随机噪音水准。 而在样品峰吸收较弱(A<1.0)的区域, 则不会出现反常吸收。 本文对反常吸收出现的原因, 该现象对光谱测量的影响, 以及测量时如何避免反常吸收进行了有益的探讨。
红外光谱 反常吸收 聚苯乙烯 硬脂酸 FTIR spectrum Anomalous absorption Polystyrene film Stearic acid 
光谱学与光谱分析
2011, 31(8): 2086
作者单位
摘要
1 香港浸会大学计算机科学系, 香港 九龙塘
2 清华大学化学系生命有机磷化学及化学生物学教育部重点实验室, 北京100084
3 中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所, 北京100094
运用RBF径向基神经网络对基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)法、 相关系数比对法及多层次小波变换所提取的淫羊藿药材样本有效成分指纹特征进行识别。 样品包括药典选用的5个物种(淫羊藿Epimedium brevicornu Maxim.、 箭叶淫羊藿E.sagittatum(Sieb. et Zucc.) Maxim.、 柔毛淫羊藿E.pubescens Maxim.、 朝鲜淫羊藿E.koreanum Nakai和巫山淫羊藿E.wushanense T.S.Ying)和其他物种共计250个样本。 淫羊藿指标成分淫羊藿苷在原药材和甲醇提取物的红外光谱图上, 具有较明显的1 259 cm-1特征峰, 经典的HPLC法的定量分析结果也佐证了淫羊藿苷的含量与1 259 cm-1峰的位置具有很好的一致性。 为此该峰可以用来作为判别各物种淫羊藿药材是否含有淫羊藿苷的重要依据。 在此基础上, 采用相关系数比对法和多层次的小波变换法消除了因淫羊藿苷含量低、 吸收峰弱, 信号和噪声大的问题, 增强了RBF径向基神经网络的识别效果。 初步建立了基于小波变换和RBF径向基神经网络淫羊藿原药材红外光谱快速识别淫羊藿苷指标成分的一种新方法。
淫羊藿 淫羊藿苷 傅里叶变换红外光谱 小波分析 RBF径向基神经网络 Herba Epimedii Herba Epimedii icariin FTIR spectrum Wavelet analysis RBF neural network 
光谱学与光谱分析
2009, 29(7): 1830
作者单位
摘要
1 广州大学 化学化工学院,广东 广州 510006
2 华南理工大学 化工与能源学院,广东 广州 510640
采用在乙二醇溶液中添加十二烷基硫酸钠(SDS)作为稳定剂的调变乙二醇还原法,制备了高分散的碳纳米管(CNTs)负载Pt电催化剂Pt/CNTs。利用紫外-可见(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)光谱研究了催化剂的制备过程和结构,考察了Pt/CNTs制备过程中SDS的添加对其结构和甲醇电催化氧化活性的影响。结果表明,在乙二醇溶液中PtCl2-6与SDS形成了配合物,PtCl2-6能够被乙二醇完全还原; 超声处理后的CNTs表面接上了含氧基团,有利于Pt粒子的吸附,催化剂上不残留有SDS;Pt/CNTs电催化剂具有典型的面心立方结构,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂Pt高度分散,粒径更小,达4.5nm。循环伏安(CV)测试结果表明,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂比传统乙二醇还原法制备的Pt/CNTs-1具有更高的甲醇电催化氧化活性。
紫外-可见光谱 红外光谱 X射线衍射光谱 Pt/CNTs电催化剂 制备 UV-Vis spectrum FTIR spectrum XRD spectrum Pt/CNTs electrocatalyst Preparation 
光谱学与光谱分析
2009, 29(3): 840
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
测量了不同分辨率下不同浓度氯仿气体的傅里叶变换红外光谱(FTIR)。利用美国环境保护局(EPA)数据库中的数据,通过最小二乘拟合得到不同分辨率下的氯仿浓度,以及线性拟合度和相对误差。分辨率的大小对其计算精确度有一定的影响,选择合适的分辨率对于提高化合物的精确度至关重要。
傅里叶变换红外光谱(FTIR) 氯仿 分辨率 信噪比 Fourier transform infrared(FTIR) spectrum chloroform resolution signal to noise ratio 
大气与环境光学学报
2008, 3(6): 0432

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