1 中国人民公安大学侦查学院, 北京 100038
2 上海市公安局物证鉴定中心上海市现场物证重点实验室, 上海 200000
三聚氰胺是豆、 乳类制品中的非法食品添加剂, 曾作为蛋白质的廉价代替物被非法添加进奶粉等食品中, 造成了严重的社会危害, 极大地威胁人民生命财产安全。 目前光谱技术已成为识别和定量检测非法食品添加剂的有效手段, 为质量监管部门提供了可靠的研究方法和鉴定依据。 光谱检测技术的时效性、 无损性和准确性提高了食品中三聚氰胺的检测效率, 促进了精准化、 自动化食品质量检测的发展。 近年来有大量研究围绕着三聚氰胺的光谱检测新技术, 如开发新型增强底物或传感器, 降低三聚氰胺的检测限, 提高检测精度; 开发更加便携的自动化光谱快检设备, 降低检测成本, 提高检测效率。 这些光谱技术各具优势, 但很难形成标准化、 统一化的检测规范, 使得各种光谱检测技术仅仅停留在试验阶段, 无法应用于实战。 另一方面, 随着人工智能与模式识别技术的发展, 光谱数据分析方法在近年来也有着长足的进步, 各种光谱预处理和数据建模方法被不断提出, 大大提高了光谱检测技术的灵敏性和稳定性。 综述了近十年光谱技术(拉曼光谱、 近红外光谱、 荧光光谱、 光谱成像等)在三聚氰胺检测中的应用现状, 总结了不同仪器检测限、 定量范围和样品前处理方法; 分析了各种光谱预处理和光谱数据建模方法在不同光谱数据中的适用性, 归纳出这些方法的优劣与适配的仪器, 并对其应用前景和研究趋势进行了展望。
光谱 检测器 化学计量学 光学数据处理 三聚氰胺检测 Spectrum Detector Chemometrics Optical data processing Melamine detection 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 1999
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 国家纳米科学中心纳米加工实验室，中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室（筹），中国科学院纳米科学卓越创新中心，北京 100190
3 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012
4 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
报道了一种利用混合抗蚀剂的一步电子束曝光制备表面增强拉曼散射（SERS）基底的新方法。基于氢倍半硅氧烷（HSQ）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）电子束抗蚀剂的混合产生相分离形成纳米球体的现象，并利用合适剂量（2000 μC/cm2）电子束曝光、固化纳米球，经显影去除多余残胶后再使用电子束蒸发沉积Au薄膜，得到纳米球型SERS基底。纳米球尺寸分布均匀，相对标准偏差为7.56%，表面粗糙Au层及球之间的间隙能够提供丰富SERS“热点”，从而使其表现出良好的拉曼增强效应。该SERS基底对多种目标物均能表现出良好的检测性能。对4-巯基苯硼酸（4-MPBA）检测的SERS增强因子为5.8×106，检测限为1.06×10-8 mol/L。对罗丹明6G（R6G）和三聚氰胺的检测限分别达到7.08×10-9 mol/L和7.94×10-10 mol/L。三聚氰胺的检测范围为1.0×10-9~1.0×10-5 mol/L，跨度达4个数量级，并呈现良好线性关系（R2=0.952），检测优势十分显著。这种利用不同性质抗蚀剂在纳米尺度独特的分离现象制备纳米球的方法简单、重复性好，对发展新型纳米结构高性能SERS基底及其制备方法具有重要意义。
表面光学 表面增强拉曼散射（SERS） 电子束曝光 痕量检测 三聚氰胺 光学学报
2022, 42(15): 1524002
海南大学, 南海海洋资源利用国家重点实验室, 海口 570228
由于氮化铝纳米线具有优异的导热性, 国内外学者对其进行了广泛研究。本文以三聚氰胺和氟化钇为添加剂, 采用直接氮化法制备了氮化铝纳米线。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)等表征了氮化铝纳米线的晶体结构和微观形貌, 分析了三聚氰胺和氟化钇对氮化反应的促进作用, 研究了不同含量的三聚氰胺和不同反应温度对制备氮化铝纳米线的影响。结果表明: 添加三聚氰胺可以提高氮化反应速率, 促进纳米线的生成; 当反应温度为1 200 ℃, 铝粉和三聚氰胺质量比为1∶4, 氟化钇掺量为5%(质量分数)时, 成功制得了高长径比的氮化铝纳米线。
AlN纳米线 三聚氰胺 热管理材料 导热填料 直接氮化法 生长机理 AlN nanowire melamine thermal management material thermally conductive filler direct nitriding method growth mechanism
1 河北工业大学先进激光技术研究中心，天津 ，300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 ，300401
利用单个飞秒激光振荡器作为激发源，搭建了光谱聚焦相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像系统，采用SF10材质的玻璃棒对飞秒脉冲引入啁啾，以提高光谱分辨率，实现单一拉曼位移探测。实验以三聚氰胺为样品，开展了光谱聚焦CARS显微成像研究。同时，在光谱聚焦CARS显微成像系统的泵浦和斯托克斯光路中插入半波片，通过旋转半波片角度，进而改变线偏振激发脉冲的偏振方向。并研究了样品特定区域的共振信号/非共振背景的比值随半波片偏转角度的变化趋势，得到了样品特定区域的共振信号/非共振背景的比值最大时半波片的偏转角度。
显微 相干反斯托克斯拉曼散射 显微成像 光谱聚焦 三聚氰胺 非共振背景 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1018001
华北电力大学(保定)环境科学与工程系, 河北 保定 071003
奶粉中蛋白质的含量是决定奶粉品质的重要指标。 奶粉可以通过掺杂三聚氰胺以虚假提高奶粉中蛋白质的检测值, 严重危害了消费者的身体健康。 采用傅里叶变换中红外光谱(FTIR)联合化学计量学的模式识别方法(模型)对奶粉中的三聚氰胺进行快速鉴别, 借助模式识别技术实现了对中红外光谱客观量化的解析, 克服了谱图比对鉴别的局限性、 复杂性及主观性。 分别配置纯奶粉样品和具有不同质量浓度(0.01‰~0.2%)三聚氰胺的掺伪奶粉样品。 扫描得到样品的中红外透射光谱数据后, 首先对原始光谱数据进行归一化预处理, 然后采用包括无监督(聚类)和有监督(判别)的多种模式识别(分类)方法进行综合分析比较。 其中, 传统的主成分分析(PCA)、 距离判别法(欧式距离和皮尔逊相关系数)和非负矩阵分解(NMF)无监督模式识别方法均无法准确鉴别出纯奶粉和掺三聚氰胺的奶粉样品; 采用有监督的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型识别掺伪奶粉样品时, 识别灵敏度与特异度也较低; 最后采用线性判别分析方法(LDA)和非相关线性判别分析方法(ULDA), 成功地实现了含三聚氰胺掺伪奶粉的鉴别, 识别灵敏度和特异度均达到100%。 尤其ULDA方法最大化了两类样本之间的距离, 筛选出包含最佳分类信息的特征变量, 仅用一个判别矢量便可对样本进行区分。 利用ULDA方法进行了红外光谱重要变量(特征波长)的筛选, 考察了保留变量与识别准确率的关系, 在保留较少变量数目下实现了纯奶粉与掺三聚氰胺奶粉的鉴别, 对于奶粉中三聚氰胺的定性识别浓度可低至0.01‰。 因此, 提出基于中红外光谱快捷、 准确地识别奶粉中掺入低含量三聚氰胺的模式识别模型, 相比传统的化学分析方法有优势, 为奶粉的掺伪识别与质量控制提供了有效的途径, 并可拓展应用到其他食品的真伪优劣的鉴别中。
奶粉 三聚氰胺 中红外光谱 模式识别 非相关线性判别分析 Milk powder Melamine Mid-infrared spectroscopy Pattern recognition Uncorrelated linear discriminant analysis 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3235
1 西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 成都 610500
2 西南石油大学 材料科学与工程学院, 新能源材料及技术研究中心, 成都 610500
含油污水的治理已经成为世界性的难题, 如何有效分离油水混合物成为亟待解决的问题。本研究通过绿色环保、简单浸蘸的表面修饰法, 以三聚氰胺海绵(MS)作为基底材料, 选择氧化石墨烯溶液(GO)与聚四氟乙烯浓缩分散液(PTFE)的混合液对MS改性, 成功制备出性能优异的超疏水材料(GPMS)。采用X射线衍射仪(XRD), 热重分析仪(TG)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的GPMS进行结构、形貌和组分分析, 并对其表面浸润性、压缩循环性、选择吸附性能以及连续油水乳浊液分离性能进行了系统研究。结果表明, 制备的GPMS具有超疏水性(疏水角可达168°); 机械性能优越, 可以完成50次压缩循环实验; 能够选择性地吸附水上浮油与水下重油, 还可对油水乳浊液实现高效分离, 是一种具有实际应用价值的含油污水治理材料。
三聚氰胺海绵 超疏水 油水乳浊液分离 含油污水 melamine sponge superhydrophobic oil-water emulsion separation oily wastewater
华东交通大学机电与车辆工程学院, 江西 南昌 330013
为探索不同光谱预处理方法对太赫兹(THz)光谱的影响,采用平滑、多元散射校正、基线校正和归一化相以及多元散射校正和归一化结合等预处理方法。为优化模型、减少运算量,采用主成分分析(PCA)对太赫兹光谱进行波段压缩,以降低数据维数,基于压缩后的数据分别建立反向传播神经网络 (BPNN)和广义回归神经网络(GRNN)检测模型。实验结果表明:经多元散射校正结合归一化校正处理后的GRNN模型效果最佳,得到的预测相关系数为0.9967,预测均方根误差为0.0050。本实验验证了THz光谱检测技术对奶粉中违禁添加剂三聚氰胺检测的可行性,并建立了较优的掺杂三聚氰胺奶粉样品的GRNN检测模型。该研究对促进奶粉行业的健康发展具有较为重要的意义。
光谱学 太赫兹光谱技术 奶粉 三聚氰胺 广义回归神经网络 主成分分析 激光与光电子学进展
2020, 57(22): 223001
孙长红 1梁宝岩 2,3,4王艳芝 2,3,4张旺玺 2,3,4,5,*李启泉 2,3,4,5
1 郑州职业技术学院材料工程系, 郑州 450010
2 中原工学院材料与化工学院, 郑州 451191
3 河南省金刚石工具技术国际联合实验室, 郑州 450007
4 河南省金刚石碳素复合材料工程技术研究中心, 郑州 450007
5 信阳市德福鹏新材料有限公司, 信阳 464000)
以硼酸和三聚氰胺为主要原料, 经微波反应, 制得了不同形貌h-BN样品, 分别对样品的形貌、结构、纯度和吸附性能进行了表征。研究结果显示: 与烘 干干燥方式相比, 冷冻干燥获得的样品更为细长, 冷冻处理获得样品的长径比是烘干处理的3~6倍; 与未添加表面活性剂的样品相比, 添加表面活性剂制得的 样品轮廓更为鲜明; 添加盐不仅可以促进晶体生长, 能使样品的形貌呈现多样性, 可以产生方片状和原片状的纳米片。此外, 该方法所得的h-BN具有较多的介 孔, 对亚甲基蓝具有较好的吸附能力, 10 min 吸附率高达91%以上。
硼酸 三聚氰胺 前驱体 介孔 boracic acid melamine precursor mesoporous h-BN h-BN
1 浙江农林大学工程学院， 浙江 临安 311300
2 杭州凯迎装饰材料有限公司， 浙江 临安 310000
利用三聚氰胺、 甲醛和苯代三聚氰胺增韧剂在碱性条件下制备了改性三聚氰胺甲醛树脂（BG-MF）， 并将其浸渍牛皮纸使用直接浸渍方法来制得层积板。 研究加入不同添加量的苯代三聚氰胺对共缩聚树脂结构、 结晶性、 力学性能、 耐燃烧、 耐沸水等性能的影响。 核磁共振氢谱图（1H-NMR）结果显示， 改性后树脂BG-MF在化学位移δ70~76处出现了尖锐的特征峰， 主要归属于苯代三聚氰胺中的苯环的氢质子峰； 红外光谱（FTIR）结果显示， BG-MF红外结果除了与三聚氰胺甲醛树脂（MF）具有相同的特征吸附峰外， 在1 557和774 cm-1出现了新的特征吸收峰， 主要归属于苯代三聚氰胺中的苯环骨架的特征吸收峰， 说明苯代三聚氰胺参与缩聚反应。 X射线衍射图谱分析说明BG加入后晶型有轻微变化， 主要是由于MF中含有N元素， 有大量的氢键产生， 进而形成不规则的部分微小晶体。 改性后树脂用于浸渍层积板的制备， DMA测试结果显示， 当BG含量达到15%时在1372 ℃储能模量为20 228 MPa， 比未改性MF树脂的峰顶储能模量17 050 MPa提高了186%， 表明改性后树脂胶接强度提高。 从拉伸实验结果可以看出， 苯代三聚氰胺含量约为15%时， 增韧效果最好。 氧指数从362升高到384， 表明苯代三聚氰胺的加入其阻燃性能有所增强。
三聚氰胺树脂 苯代三聚氰胺 增韧 改性 光谱分析 Melamine resin Benzoguanamine Toughened Modified Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1481
湖南工学院材料与化学工程学院, 绿色建筑功能材料实验室, 湖南 衡阳 421002
基于三聚氰胺与铜离子配位反应并抑制AT-双链铜纳米颗粒合成, 构建了一种新型的“turn-off”策略检测三聚氰胺。 当三聚氰胺存在时, 与铜离子发生配位反应, 使得后期合成铜纳米颗粒的铜离子浓度不够, 导致铜纳米颗粒荧光减弱。 在最优化实验条件下, 对三聚氰胺检测的线性范围为1~150 μmol·L-1, 检出限达0.5 μmol·L-1。 此外, 该方法还可以检测牛奶样品中的三聚氰胺, 回收率良好。
铜纳米颗粒 铜-三聚氰胺配合物 非标记传感器 三聚氰胺检测 Copper nanoparticles Cu-Mel complex Label-free sensor Melamine detection 光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3947
