塑料产品除了在自然环境中可降解为微塑料污染环境之外, 还会产生挥发性有机物, 同样对环境造成巨大的污染和危害, 因此对塑料挥发物的测量就显得尤为重要。 目前传统挥发物的测量方法, 如环境质谱法和色谱法等, 存在测量过程复杂, 成本高, 无法实时测量等缺点, 因而需要一种快速有效的针对塑料挥发物的测量方法。 采用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR Spectrometer)结合怀特池对塑料挥发物进行测量, 但是由于抽取式傅里叶变换红外光谱仪本身灵敏度有限, 很难实现微量的塑料挥发物的测量, 所以针对这一问题, 尝试通过长光程气体池提高常规傅里叶变换红外光谱仪的灵敏度从而实现不同种类塑料挥发物的测量。 选取了5种塑料产品, 分别是低密度聚乙烯(LDPE), 高密度聚乙烯(HDPE), 聚乙烯(PE), 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET), 聚丙烯(PP), 利用光程长为20 m的怀特池结合傅里叶变换红外光谱仪实现了其中一些挥发物的光谱特征观测, 实验观察到所有种类的塑料在2个光谱波数段具有明显的光谱特征, 分别为800~850和1 050~1 150 cm-1。 除聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)外, 其余4种塑料挥发物在2 800~3 000 cm-1还存在明显的光谱吸收波段。 进一步又研究了不同温度条件下塑料产生的挥发物, 通过分析不同温度条件下的塑料产生的挥发物的红外光谱, 发现除低密度聚乙烯(LDPE)在两种温度条件下光谱差异较大外, 其他种类的塑料挥发物红外光谱差异较小。 该研究提出了一种新型的基于长光程FTIR的塑料挥发物的测量方法, 证实了其在塑料挥发物测量方面的有效性, 这种方法具有测量成本低, 可连续观测, 实时在线等优点, 为实现连续在线的塑料挥发物排放通量监测奠定了基础。
中红外 长光程气体池 塑料挥发物 快速检测 Mid-infraredspectroscopy Long optical path gas cell Plastic volatiles Fast measurement 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3039
1 楚雄师范学院云南省高校分子光谱重点实验室，云南，楚雄 675000
2 楚雄师范学院光谱应用技术研究所，云南，楚雄 675000
用油细胞原位拉曼光谱检测方法，直接获得了白兰花、深山含笑、黄花含笑油细胞的拉曼光谱，通过分析研究得出其主要挥发物。白兰花盛花油细胞中的主要挥发物为：芳樟醇、β-蒎烯、没药醇、香芹酮、α-松油烯、β-榄香烯。深山含笑盛花、花蕾油细胞中的主要挥发物为：甲氧基肉桂酸乙酯、对伞花烃、香茅醇。黄花含笑小花蕾、花蕾、盛花油细胞中的主要挥发物为：香芹酮、α-蒎烯、β-蒎烯、反式-反式-金合欢醇；对伞花烃、甲氧基肉桂酸乙酯、反式-反式-金合欢醇；甲氧基肉桂酸乙酯、反式-反式-金合欢醇。
白兰 深山含笑 黄花含笑 挥发物 拉曼光谱 Michelia alba DC Michelia maudiae Dunn Michelia xanthantha C. Y. Wu volatile organic compounds Raman spectrum
1 楚雄师范学院云南省高校分子光谱重点实验室, 云南 楚雄 675000
2 楚雄师范学院光谱应用技术研究所, 云南 楚雄 675000
以市场上销售的草甘膦农药作为实验样品,以内壁吸附银纳米粒子的毛细玻璃管为活性基底,对农药草甘膦及其在空气中的挥发物进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究,探索一种使用农药挥发物来检测农药残留量的新方法。用所制备的银胶基底,对市售的不同浓度的草甘膦农药进行了SERS检测,得到草甘膦农药溶液的检测浓度可以达到1.8×10 -6 mol/L。利用所制备的毛细玻璃管银胶基底对不同浓度草甘膦农药溶液挥发物的SERS进行了检测,当草甘膦农药溶液稀释到浓度为1.8×10 -6 mol/L时,其溶液挥发物仍然有明显的草甘膦农药特征吸收峰,说明本实验方法对草甘膦农药溶液挥发物的检测浓度达到1.8×10 -6 mol/L(约等于0.3 mg/kg)。根据2016年制定的《食品安全国家标准》,水果中最大草甘膦残留量为0.5 mg/kg。与国家标准对比,被检测水中草甘膦农药残留浓度已基本达到国家农药残留最大检测标准,因此本实验方法可以作为检测农药草甘膦残留量的一种科学有效的方法,同时可为其他农药残留的检测提供参考。
光谱学 草甘膦 挥发物 表面增强拉曼光谱术 特征峰 激光与光电子学进展
2020, 57(13): 133003
1 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心医学物理与技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
3 合肥市第五十中学东校,安徽 合肥 230031
香味荧光笔在中小学生中应用很普遍,但尚不确定香味荧光笔是否有毒。为此,首次开展国产香味荧光笔挥发物检测实验研究。 采用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)分析方法,对整支荧光笔及各拆解部件逐个进行挥发物检测,结果表明荧光笔气味 来自笔内墨水;在带香味的四种品牌迷你型荧光笔中,共计检测出了15种挥发物,各品牌均含有高毒物质丙烯腈以及禁止人为添加 物质乙苯。利用质子转移反应质谱在线监测方法,测量了荧光笔书写时纸张上方不同高度处的丙烯腈浓度,结果表明只要与纸张 保持20 cm以上距离,可以有效降低有毒成分对使用者的侵害。
香味荧光笔 挥发物 有毒气体 质谱分析 scented highlighter volatiles toxic gas mass spectrometry analysis 大气与环境光学学报
2019, 14(2): 136
楚雄师范学院 云南省高校分子光谱重点实验室,云南 楚雄 675000
本文应用表面增强拉曼散射技术以纳米银溶胶作为基底直接对17种葱属植物的挥发性物质进行了检测,进一步用SERS谱图结合化学计量学多变量统计分析,对17种葱属植物进行鉴别分类研究,并提出一种基于SERS的快速、有效的挥发性物质筛选式葱属植物鉴别分类研究方法。对不同年份制作的纳米银溶胶进行了重现性测试,结果显示纳米银溶胶作为SERS基底对葱属植物的挥发性物质检测重现效果较好;对同一植物不同部位的挥发性物质进行检测,结果显示光谱峰位变化不大,只是个别峰的相对强度发生了变化;对17种葱属植物的挥发性物质进行检测,结果显示:17种葱属植物的挥发物的SERS光谱可分为三组,1-丙硫醇增强组、烯丙基甲基硫醚增强组、二烯丙基二硫增强组,说明纳米银溶胶对葱属植物的挥发物具有选择性增强效果;17种葱属植物挥发物的SERS谱结合聚类分析、因子分析、判别分析进行多变量统计分析,分析结果显示,样品能按三个不同增强组进行准确分类。实验结果表明,基于SERS的挥发物筛选式葱属植物鉴别分类研究方法可以为葱属植物分类研究提供参考信息。
葱属 表面增强拉曼散射 多变量统计分析 挥发物 纳米银溶胶 Allium surface-enhanced Raman scattering multivariate statistical analysis volatiles nano-silver colloid
1 桂林电子科技大学, 广西 桂林 541004
2 北京农业智能装备技术研究中心, 北京 100097
前期的研究报道了红外光谱能够监测水果变质产生的挥发物质, 其方法是将挥发物收集在气室中, 利用多次反射的结构来增强光信号。 实验中, 我们使用开放光程傅里叶变换红外光谱法监测葡萄变质挥发物, 尝试了主动和被动两种测量模式。 根据红外光谱特征对葡萄品劣变过程中产生的挥发物进行了定性分析, 并在研究中测量了葡萄储藏期间挥发物质的红外光谱特征的强度变化, 并且根据这种变化规律建立了不同变质阶段的分类方法。 此外, 还尝试直接从原始光谱中分析挥发物质, 证明了挥发物在原始光谱上仍然具有明显的光谱特征。 这一研究证实了现场开放式傅里叶变换红外光谱法监测水果变质的可行性。 开放光程傅里叶变换红外光谱法所具有的灵活使用性和非接触式在线测量的优点, 使其有可能应用于大面积监测储藏中的水果变质问题, 并具有进一步定位劣变源的潜力。
开放光程 红外光谱 葡萄变质 挥发物 Open-path Infrared spectra Grape decay Volatile 光谱学与光谱分析
2018, 38(7): 2132
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 楚雄师范学院, 云南省高校分子光谱重点实验室, 云南 楚雄 675000
顶空及表面增强拉曼散射(SERS)分子识别技术应用于新鲜薤、韭的挥发性物质研究, 直接测得了以纳米银溶胶作为基底的薤、韭的挥发物的SERS光谱, 并与液态烯丙基甲基硫醚(allyl methyl sulfide)、1-丙硫醇(1-propanethiol)、二烯丙基二硫(diallyl disulfide)及三者中两两混合后的挥发物的SERS谱进行比对。结果显示薤、韭的挥发物的SERS光谱重现性非常好;薤的挥发性物的SERS谱与液态烯丙基甲基硫醚和1-丙硫醇混合后的挥发物的SERS谱基本一致, 薤的挥发物的SERS谱中既有烯丙基甲基硫醚挥发物的SERS谱的特征峰: 626和674 cm-1, 又有1-丙硫醇挥发物的SERS谱的特征峰: 702, 893, 1 024, 1 085, 1 215, 1 320 cm-1;韭的挥发物的SERS谱与液态烯丙基甲基硫醚和二烯丙基二硫混合后的挥发物的SERS谱基本一致, 韭的挥发物的SERS谱中既有烯丙基甲基硫醚挥发物的SERS谱的特征峰: 674 cm-1, 又有二烯丙基二硫挥发物的SERS谱的特征峰, 407, 577, 716, 1 189, 1 291, 1 401 cm-1。说明薤的挥发物中含有烯丙基甲基硫醚和1-丙硫醇成分;韭的挥发物中含有烯丙基甲基硫醚和二烯丙基二硫成分;薤和韭的挥发物虽有所差异, 但都含有烯丙基甲基硫醚成分。证明顶空技术结合SERS分子识别技术可用于直接对薤和韭的挥发物研究。该技术在常温下进行, 能保证得到的挥发物即为植物所含物种的原始成分, 通过与标样对比, 可确定植物中挥发物的组成。
表面增强拉曼散射 挥发物 顶空 分子识别 葱属 薤 韭 硫化物 SERS Volatiles Headspace Molecular recognition Allium Rakkyo Chinese chive Sulfide
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 楚雄师范学院云南省高校分子光谱重点实验室, 云南 楚雄 675000
将顶空技术与表面增强拉曼散射（SERS）技术结合，以纳米银溶胶作为基底获得了不同产地、不同药源的薤白挥发物的SERS 光谱。实验表明不同产地的小根蒜挥发物SERS 谱及藠头挥发物SERS 谱的峰位峰形非常相似，且重复性好。所检测的植物样品挥发物的SERS谱在375、635、673、712、781、893、1025、1086、1222、1322、1629 cm-1附近的峰对应较好。与液态烯丙基甲基硫醚、1-丙硫醇及二者混合后的挥发物SERS 谱进行比对，结果显示，小根蒜和藠头挥发物的SERS谱与液态烯丙基甲基硫醚和1-丙硫醇混合后的挥发物SERS谱基本一致；说明不同产地的小根蒜和楚雄地区藠头的挥发物中都含有烯丙基甲基硫醚和1-丙硫醇成分。说明顶空技术与SERS技术结合可直接用于新鲜薤白的挥发物研究。
光谱学 挥发物 表面增强拉曼散射 顶空 薤白 硫化物
1 北京理工大学 材料学院， 北京100081
2 北京理工大学 化学学院， 北京100081
以3, 6-二溴-9-辛基咔唑和2, 5-二戊烷氧基-1, 4-二乙炔基苯为单体，通过Pd催化的Sonogashira偶联反应合成了聚对苯撑乙炔咔唑衍生物PPECz。PPECz的溶液和固体薄膜都具有较好的发光性能，并且均对2, 4, 6-三硝基甲苯(TNT)有明显的响应。在常温常压条件下，微量(40 μg)的TNT挥发物在60 s内就能使聚合物PPECz薄膜的荧光强度被猝灭56%，可作为一种潜在的硝基苯类爆炸物的荧光检测材料。
聚对苯撑乙炔 咔唑 TNT挥发物检测 荧光猝灭 poly (phenylene ethynylene) carbazole TNT volatile fluorescence quenching
