利用返波振荡器(BWO)系统对不同电阻率的GaAs在太赫兹波段的透射谱进行了测试,并对太赫兹波透射谱进行了计算和分析,得到不同电阻率的GaAs材料在太赫兹波0.23-0.375 THz波段范围的折射率、吸收系数和介电常数实部和虚部等光学特性参数。实验结果表明,不同电阻率的GaAs在整个测试太赫兹波频段内的折射率,吸收系数,介电常数实部和虚部均随着电阻率的增加而增加。高电阻率的GaAs材料对太赫兹波的吸收很小,其最小吸收系数可达到3.87×10^-4 cm^-1。同时也表明采用返波振荡器系统研究分析GaAs在太赫兹波段特性是可行的。研究不同电阻率的GaAs在太赫兹波段的光学特性,对设计高效率太赫兹波天线具有重要意义。

气溶胶激光飞行时间质谱仪(ALUOFMS)可以在线地对气溶胶单粒子进行物理和化学特性分析,利用双束连续激光对单个粒子的空气动力学粒径进行测量,并通过飞行时间完成单粒子化学成分的检测。该仪器在运行过程中将产生海量的实验数据,对这些数据快速、自动处理并提取有价值的信息是整机系统的关键之一。文章介绍了基于神经网络的自适应共振算法(ART-2a)在随机混和的氯化钠、氯化钙、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和2,5二羟基苯甲酸(DHB)气溶胶单粒子聚类分析中的成功运用。同以往的质谱分析方法相比,ART-2a可以实现对任意多和任意复杂的输入模式进行自组织,自适应和自稳定的快速识别,更有利于质谱数据的分析。实验结果表明,当警戒值为0.40,学习速率为0.05以及迭代次数为6时,ART-2a可以成功地对这四种物质进行分类,同时得到4类物质的聚类中心,每类的聚类中心都能很好的代表该类物质的特征。

利用时间分辨的光谱测量技术,测定了不同氪气压强下脉冲激光烧蚀金属Cu诱导等离子体发光羽的发射光谱及其强度随时间的分布。利用快速同步照相的方法,拍摄了不同氪气压强下的等离子体发光羽的照片。实验结果表明,等离子体发光羽的光谱主要由原子谱线构成,发光羽颜色随环境气压而变化。结合实验结果探讨了环境气压对脉冲激光烧蚀Cu诱导等离子体发光羽的发光机理的影响,认为不同环境气压下等离子体发光羽的发光机理不同,低压下以电子碰撞传能激发辐射为主,中压下以电子与原子碰撞传能激发和电子与一价离子的复合激发辐射为主,高压下以电子与一价离子的复合激发辐射为主,并用此机理定性地解释了所观察到的实验现象。

将腈类黄色荧光染料(2Z,2’Z)-3,3’-(1,4-phenylene)bis(2-phenylacrylonitrile) (BPhAN)掺杂到poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作发光层,2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP)作电子传输层和空穴阻挡层,制备了结构为Indium-tin oxide (ITO)/PVK:BPhAN/BCP/Mg:Ag的双层有机电致发光器件。通过调节BPhAN掺杂质量百分比(2wt%,4wt%,6wt%),测试了器件在不同电压下的光谱特性,研究了Frster能量转移和直接载流子俘获在发光过程中的作用。结果表明,当掺杂浓度为4 wt%时可实现色度较好的白光,随着电压从6 V增大到16 V,CIE色坐标从(0.33,0.37)变化到(0.32,0.33),在白光区域有微小蓝移,这是由于随着电压的增大,能量转移效率和直接载流子俘获效率都降低,BPhAN黄光减弱,PVK发射的蓝光增强。

作为空穴阻挡材料,BCP通常被用在蓝光以及白光有机电致发光器件中,其空穴阻挡能力随着其厚度的增加而增强;另一方面,在电场作用下,空穴也能隧穿厚度较薄的BCP层。为了深入了解BCP在多层有机电致发光器件中的作用,文章研究了不同电压下BCP层厚度对器件ITO/NPB/BCP/Alq3:DCJTB/Alq3/Al电致发光光谱的影响。实验发现,较薄的BCP层可以部分地阻挡空穴并能调节能量在不同发光层之间的传递,从而容易获得白光器件;但该种结构器件的电致发光光谱随着电压的变化变动较大。当BCP层足够厚时,器件的电致发光光谱也变得相对较稳定;当BCP的厚度为15nm以上时,空穴就很难再隧穿过去。文章还讨论了不同电压下多层器件的电致发光光谱发生变化的原因。

研究了非对称量子点中与声子强耦合的电子的性质.采用线性组合算符和幺正变换方法研究非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应。非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量随电子-声子耦合强度的增加而减小。非对称量子点中与声子强耦合的电子的激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随电子-声子耦合强度的增加而增大。

合成了稀土配合物Eu(TTFA)₃(TTFA,2-thenoyltrifluoroacetone)掺杂的树脂型光刻胶薄膜,测定了薄膜的激发光谱和发射光谱。根据Judd-Ofelt理论,由发射光谱获得了Eu³⁺在光刻胶薄膜中的J-O参数Ω₂=24.4×10^-20 cm²,Ω₄=2.8×10^-20 cm²。利用得到的J-O参数计算了光刻胶薄膜中5D0激发态的辐射跃迁概率(977 s^-1)和辐射寿命(1.02 ms),同时导出了光刻胶薄膜中Eu³⁺的5D0→7FJ(J=1,2,4)跃迁的受激发射截面σ和荧光分支比β。分析表明,Eu³⁺掺杂的光刻胶薄膜具有较长的亚稳态寿命以及较大的受激发射截面,是一种主动放大的光波导薄膜。其发射波长与光刻胶的低吸收损耗区很好地匹配,可用于研发聚合物光波导放大器和激光器。

在有效质量近似下,利用微扰法研究了InAs量子环内类氢杂质基态及低激发态的能级分布。受限势采用抛物形势,在二维平面极坐标下,用薛定谔方程的精确解析解进行计算。数值计算结果显示,电子能级敏感地依赖于量子环半径,能级存在极小值,这是由于限制势采用抛物势的结果。如果减小环的半径,可以增加能级间距。第一激发态类氢杂质能级的简并没有消除,n≥2时简并的能级发生分裂并且间距随半径的增大而增大。电子能级间距还敏感地依赖于角频率并随角频率的增大而增大。第一激发态的简并没有消除,第二激发态的简并被部分地消除。在计算InAs量子环中类氢杂质的基态和低激发态的能级时,角频率改变的影响也是很深刻的。文章结果对研究量子环的光跃迁及光谱结构有重要指导意义。

通过检测人体体表每点的红外热辐射能量,可以得到反映体表温度分布的红外热图像。当乳房内部出现恶性肿瘤时,由于局部病灶组织具有异常的血运状态,会引起乳房表面病灶区域的温度显著升高。医生通过对乳房红外热图像病灶区域进行视觉分析、判断,可以实现对乳腺癌的检测。为了便于医生更好地发现这些病灶区域,本论文通过引入视觉因素,改进了传统的伪彩色显示方法,使病灶区域具有更鲜明的显示效果。这一方法的效果在47例乳腺癌病人的乳房红外热图像上得到了证实。采用这一方法对红外热图像病灶区域进行视觉分析所得到的结果,可以和采用近红外光谱等方法得到的组织血运状态进行对照比较,从而获得更为确切的诊断信息。

针对航空发动机排放尾气传统的插入式采样分析技术难度大、设备结构复杂、测量成本高、具有一定危险等缺点,将快速、机动、低成本的非插入式测量方法——被动式傅里叶变换红外光谱(FTIR)遥感技术引入到航空发动机尾气监测当中。讨论了FTIR被动遥感的原理,介绍了FTIR光谱仪系统的仪器响应函数、红外辐射光谱能量分布以及气体浓度的算法模型。利用TENSOR27型FTIR光谱仪遥测某航空发动机排放尾气,获得一系列不同推力下红外发射单通道光谱图。通过对红外发射光谱的定性定量分析,计算出四种不同推力下CO2,CO和NO的气体组分浓度。利用遥感FTIR方法监测航空发动机排放气体组分浓度的研究在国内航空领域尚处于探索阶段,试验中航空发动机的排放发射光谱及计算结果是首次公开发表。实验同时也表明该技术在航空发动机尾气监测方面具有极大的应用前景。

苔藓植物可作为监测环境中重金属污染的指示植物。以苔藓植物果灰藓为实验材料,用不同浓度的重金属镉处理7 d后,借助傅里叶红外光谱法(FTIR)分析重金属镉胁迫下果灰藓各化学成分的变化,同时测定可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(Pr)、丙二醛(MDA)含量在镉胁迫下的生理指标。结果表明:随着镉处理浓度的升高,可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的趋势,丙二醛含量先下降后上升。FTIR与果灰藓响应重金属镉胁迫的各生理指标变化趋势较一致,且FTIR比传统的生理指标测定更敏感、便捷。因此,FTIR可以作为研究苔藓植物应用于环境重金属污染监测的一种快速、有效的方法。

应用近红外透射光谱,实施规范变量提取-线性判别分析(CVA-LDA)技术,对其分属不同药物剂量类型进行鉴别。针对药物近红外透射光谱频道变量个数多,彼此间存在严重的复共线性,富有冗余信息,样本类(模式)内的离散度矩阵为奇异,由传统CVA方法提取规范变量的计算不稳健,提出了改进的规范变量分析ICVA方法。它通过嵌入偏最小二乘(PLS)算法,完成规范权矢量的稳健估计,进而用于提取出若干个规范变量。而后,基于规范变量张成的低维空间,构造样本类别的线性判别函数,负责各样本个体类别的判定。实验结果表明,改进的ICVA-LDA方法,克服了LDA对高维小样本数据建模的局限性,模型的判别能力明显优于其他方法。

为了建立完整的星载高分辨率中红外成像模拟系统,并为航天器载荷设计等相关工作提供有力参考,需要对大气辐射传输这一环节进行重点考虑,设计出切实可行,精度较高的大气辐射传输数值成像模拟方法。针对中红外大气辐射传输具有大气散射和自身发射的特性,将整个大气辐射传输过程进行了合理分解,并利用MODTRAN4对各辐射分量进行求解, 以查找表方式实现了大气辐射传输成像模拟。此外,针对大气散射导致的邻近效应进行了分析,将原有PSF模型扩展至中红外波段,并与大气辐射传输解析模型相互耦合共同完成模拟成像。最后对模型进行了初步验证和成像模拟,结果表明:模型具有较好的模拟精度,通过给定观测几何和大气条件,并根据地表输入的温度和发射率等,实现逐像元的大气辐射传输计算。

饲草是畜牧业生产的物质基础,饲草质量的好坏直接关系到畜产品质量的好坏。控制饲草质量、检测饲草原料的成分是饲草生产中非常重要的一环。近红外光谱技术是20世纪70年代发展起来的一项高效、快速的现代分析技术。它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研究成果,以其独特的优点在多个领域得到了广泛的应用。尽管NIRS技术在饲草分析上的应用起步较晚,但越来越被人们所重视。目前,近红外光谱技术不仅能测定饲草中的水分、粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等常规成分,还能测定饲草中的矿物质、微量元素和酶类等非常规成分,预测饲草的抗营养成分。而且还可进行饲草的生物学效价评定,从而评定饲草的利用率及营养价值,并能分析草地的植物组成和饲草的茎叶比例。文章综合阐述了近红外光谱技术在饲草分析中的应用现状,并对其应用前景进行了展望。

近红外光谱技术(NIRS)分析样品时以其方便、快捷和准确等诸多优点在动物营养研究中得到了广泛的应用。用NIRS技术预测家畜日粮中有机物消化率时所产生的标准偏差(SECV)在1.6%-2.8%之间,而预测干物质的消化率时所产生的SECV在1.6%-3.5%之间。NIRS能够准确地预测饲料中的化学成分和生物学组分以及反刍家畜十二指肠微生物蛋白的流量, 但对于预测饲料在瘤胃降解率的动态特性时与实际相差很大。NIRS技术预测舍饲家畜采食量与体内法得到的结果相似,但在预测放牧家畜采食量时其预测误差为14%左右。上述结果表明,NIRS技术在预测反刍家畜消化代谢、日粮营养评价、采食量等方面已取得了很大的进展,并在反刍动物营养研究领域中有着广阔的应用空间。

在中国牛肉4个产区吉林省榆树市、贵州省安顺市、宁夏自治区同心县、河北省张北县屠宰场采集了58个肉牛牛肉样品,进行脱脂、干燥、粉碎。利用近红外光谱分析技术,对牛肉样品的近红外光谱进行主成分分析、聚类分析、判别分析,建立了判别牛肉产地来源的傅里叶变换红外光谱定性分析模型。分析结果显示4个产区的牛肉的平均近红外光谱存在有差异,牛肉样品的主成分空间分布也位于不同的区域。根据光谱距离,对样品进行聚类分析,初步判定了牛肉的产区,其中贵州的牛肉光谱比较复杂,与河北牛肉样品的光谱距离很近,存在一定交叉。利用来源于4个产区的18个独立样品对模型进行了验证,正确识别率为100％。说明应用近红外光谱分析技术可准确、快速、低廉地追溯牛肉的产地来源。

在苹果酒发酵过程中,由于糖度变化幅度很大且酒体基质始终处于动态变化之中,文章采用分阶段处理结合人工神经网络法对不同发酵阶段的糖度检测、监测近红外光谱模型的建立进行了探讨。不同建模方法的比较结果表明采用减去一条直线法预处理光谱,阶段Ⅰ建模光谱范围选择7 502-6 472.1 cm^-1,阶段Ⅱ建模光谱范围选择6 102-5 446.2 cm^-1时,阶段Ⅰ模型的R2为98.93%,RMSECV为4.42 g·L^-1;阶段Ⅱ模型的R2为99.34%,RMSECV为1.21g·L^-1;进一步对模型进行验证和评价,结果表明阶段Ⅰ模型验证集的RMSEP为4.07g·L^-1;阶段Ⅱ模型验证集的RMSEP为1.13g·L^-1。本研究结果表明利用近红外光谱法建立的模型具有良好的预测效果,能满足苹果酒工业生产中检测、监测精度要求。

以吉林名贵中药材人参作为研究的主要对象,详细研究了利用小波变换技术对红外光谱变量的压缩方法和实现过程,以及如何利用人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)技术建立人参的红外光谱的产地鉴别模型,并详细讨论了ANN模型中相关参数的优化方法以及SVM模型中的核函数及σ值的优化选择。仿真实验表明,建立的ANN模型对40个吉林人参样品产地识别率达到92.5%,而采用径向基核函数的SVM模型的识别率为97.5%,其分类效果明显优于ANN模型。从而表明小样本的情况下,利用SVM结合小波变换技术可以对吉林人参的红外光谱的产地特征进行正确区分,同时为中草药的红外光谱的进一步的分析和研究提供了一定理论依据和技术支持。

分别以苯丙氨酸和乳酸为原料合成了3-苯甲基-2,5-吗啉二酮(PMD)与丙交酯(LA),以PMD和LA作为聚合单体经开环聚合分别得到PMD均聚物(PPMD)、丙交酯均聚物(PLA)及聚(乳酸－苯丙氨酸)共聚物。对合成的均聚物进行红外分析,确定1671.53和870.82cm-1处的吸收峰分别为PPMD和PLA的特征峰。根据以上两种特征吸收峰并以朗伯-比耳定律为理论依据,建立了利用红外光谱法测定聚(乳酸－苯丙氨酸)共聚物含量的方法。实验测定的标准工作曲线为y=0.05567x+0.1091,r=0.999 3。利用该标准工作曲线定量测定了共聚物组分含量,其结果与1HNMR测定值一致,相对误差在2％以内,证明红外光谱法可方便、快捷地测定聚(乳酸-苯丙氨酸)共聚物组分含量,且适用于其他聚(乳酸-氨基酸)共聚物的含量测定,具有一定的实用性及推广性。

通过偏最小二乘法(PLS)分别建立去皮前后苹果硬度的近红外回归模型。采用光谱附加散射校正(MSC)、微分处理(Derivative)、直接正交信号校正(DOSC)等预处理方法和基于遗传算法(GA)的有效波段选择方法来消除果皮对模型精度的影响。结果表明,苹果果皮对近红外光谱分析模型的预测能力有很大影响,但仅通过常规的光谱预处理方法(MSC、Derivative)很难有效消除。文章提出的遗传算法结合直接正交信号校正(GA-DOSC)方法能有效消除果皮的影响,不但使所建模型的波长点和最佳主因子数分别由1480和5降到36和1;其相关系数r由0.753提高到0.805,更重要的是模型的预测相对误差RSDp从16.71%显著下降到12.89%,并接近采用苹果果肉建模的预测性能(12.36%),达到了对苹果硬度的近红外无损检测要求。

提出了一种应用近红外光谱技术快速无损鉴别橄榄油产地的新方法。采用近红外光谱仪获取三种不同产地的橄榄油各30个样本的光谱漫反射特征曲线,利用全局搜索算法-遗传算法提取特征波长,即从光谱751个波长数据提取9个特征波长数据,并将其作为主成分分析法的输入变量,运用主成分分析法建立分析校正模型。结果表明,主成分1和2累计可信度已达99.130%,对不同产地的橄榄油有很好的聚类作用,同时也说明遗传算法抽取特征波长方法正确。将提取到的六种主成分作为BP神经网络的输入变量,品种类型作为神经网络的输出变量,建立3层人工神经网络模型,对30个未知橄榄油产地进行预测,预测结果准确率达100％。该方法能快速无损地检测橄榄油产地,同时也为其他油类产地鉴别提供了一种新方法。

应用美国ASD公司的FieldSpec HandHeld型可见/近红外光谱仪获得了52份不同含水量土壤的可见/近红外漫反射光谱数据,并通过实验测定了各土壤样本的含水量值,运用相关系数法寻找出了光谱对于土壤水分的敏感波段,然后利用单一敏感波段处的光谱数据建立了一元回归模型,并检测了土壤含水量。实验结果表明,该模型对土壤水分的检测效果比较好,模型的预测相关系数r为0.9665,预测均方根误差RMSEP为0.0121,为快速、准确检测土壤含水量提供了一条新的途径。

基于遗传算法的波段选择法在组合优化问题上具有很大的搜索优势,适应性很广。文章将该方法应用于西洋梨糖度近红外光谱分析中,探讨数据优化筛选的可行性。光谱经多元散射校正或标准归一化处理后进行波段选择,选择结果与样品中被测成分有关,4个品种洋梨的最佳个体染色体编码有一定共性。分别建立了四种洋梨的GA-PLS模型和全谱模型,早红考密斯、五九香、凯斯凯德和康佛伦斯的GA-PLS建模数据点分别从1557减少到了434,496,310和496。GA-PLS/Fr-PLS模型的预测标准偏差分别为0.428/0.518,0.696/0.694,0.425/0.421和0.567/0.633,其中早红考密斯和康佛伦斯GA-PLS模型的预测精度明显优于全谱模型,而五九香和凯斯凯德的GA-PLS模型与全谱模型相近。结果表明,遗传算法用于PLS建立西洋梨糖度校正模型前的数据优化筛选是可行的,有效提高测量精度,减少建模变量。

应用红外光谱技术建立了一种对果胶多糖酯化度(DE)进行快速定量分析的方法。以当归果胶多糖为测试样品,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)建立了DE与A1730/(A1730+A1630)之间的线性回归方程,相关系数为0.9852, 表明果胶多糖的DE与其在1730和1630 cm^-1处的吸收峰面积之间有良好的线性关系。经测定,从当归中提取的果胶多糖粗品和纯品的酯化度介于42.36%-54.06%之间。 将FTIR法与传统的化学滴定法进行比较,两种方法间相对误差为7%,并具有良好的重现性,且与传统方法相比具有样品用量少、操作简单、快捷、灵敏度高等特点。FTIR测定果胶多糖酯化度具有可行性,可成为替代化学滴定法的一种的快速易行而准确的方法。

以75粒普通玉米、72粒高油玉米和73粒超高油玉米共计220粒玉米籽粒样品为实验材料,通过玉米籽粒的近红外光谱结合主成分信息提取技术建立了不同油分含量的玉米籽粒样品的BPANN识别模型。为考察模型的实际应用效果,连续10次随机划分样品集,每次在各类别玉米籽粒中随机选取4/5作为建模集,剩余1/5作为预测集,选择光谱信息的第2-15个主成分作为网络输入,样品以3个类别值－1,0,1作为目标输出,10次建模的学习识别率均达到100%。以所建BPANN模型对预测集样品进行分类识别,普通玉米、高油玉米和超高油玉米籽粒平均正确识别率分别为99.33%,97.88%和91.43%,总体正确识别率平均达到95%以上。研究结果表明BP人工神经网络近红外光谱法建立玉米籽粒识别模型可对不同油分含量的玉米籽粒进行快速、无损识别,对于玉米籽粒的选育工作具有一定的指导意义。 另外还探讨了选择主成分建模对不同油分含量的玉米籽粒种类识别效果的影响,结果显示具有方差贡献率99%以上的光谱第一主成分参与建模,对模型预测效果有负影响,说明不同主成分包含的区分普通、高油与超高油玉米籽粒的分类信息不同,因此近红外光谱法建立样品分类识别模型时选择不同主成分建模是有必要的。

在准静水压的条件下,利用碳化硅压腔和显微拉曼光谱原位测量技术,在0-1.7GPa压力范围测定22℃高压下三种不同的H2O-Na2CO3体系(1.5,2.0,2.5 mol·L－1)中CO2－3的对称伸缩振动ν1066拉曼谱峰的变化。结果表明,在室温条件下,碳酸根的ν1066峰的拉曼位移随着压力的增大而线性增加。三种浓度下ν1066峰的拉曼位移与压力的拟合直线彼此接近,斜率误差小于1%,偏差小于系统误差,因此在实验误差范围内碳酸根浓度对ν1066峰随压力变化的行为不存在影响。经过数据拟合得到公式:p/MPa=174.13Δν1066/cm^-1—59.03(Δν1066=ν1066-ν10660,ν10660为体系零压时碳酸根离子ν1066峰的拉曼位移)。此公式可以用于常温下在含有纯碳酸钠体系中的压力标定。

合成了系列取代铁卟啉化合物,研究了拉曼光谱及红外光谱。对二价铁卟啉RTPPFe(Ⅱ)和三价铁卟啉RTPPFeCl(Ⅲ)的红外光谱和拉曼光谱进行了对比分析,结果表明,二价铁卟啉在常温下是不稳定的,通常在其轴向位置上吸附氧分子而形成铁卟啉的超氧化物RTPPFe-O2,其稳定的立体构型为end-on式结构。采用量化软件对化合物的分子结构进行了模拟,得出了其分子结构参数,并结合化合物的红外及拉曼光谱,研究了分子结构对波谱位移的影响。不同结构的二价铁卟啉RTPPFe-O2拉曼及红外吸收峰的位置发生了不同程度的位移,其位移情况与分子的扭曲程度有关,即RTPPFe-O2的Fe-O2特征拉曼吸收峰以及红外特征吸收峰(Fe—O)的位置随着Fe—O—O角的增大而向高波数移动。

用锌铝合金靶在苏打玻璃上制备大面积AZO半导体透明薄膜,降低了靶材费用。实验中采用靶体旋转的直流磁控溅射工艺,提高了靶材利用率,实现了大面积均匀镀膜,并能获得定向生长的薄膜。文章介绍了采用该方法制备大面积薄膜的实验,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等多种分析方法对大面积薄膜的结构、形貌、电学性能及光学性能进行分析,实验结果表明,采用合金靶做靶源,氩作工作气体,控制好氧气分压,大功率溅射可以获得定向性好、致密、均匀、透射率高、电阻率低的优质大面积(300 mm×300 mm)AZO薄膜。

应用高光谱仪实测了部分典型森林土壤在不同状态下的多角度高光谱偏振反射数据,从光线入射天顶角、探测天顶角、探测方位角、偏振状态、土壤含水量、土壤粒径等不同影响因子对所测土壤的多角度高光谱偏振反射数据进行了初步分析与研究,结果发现这些因子对森林土壤光谱曲线均有影响,但主要影响森林土壤反射比值,对森林土壤光谱谱形影响不大。根据森林土壤光谱特征和实验得出的结论,作者设计出遥感中森林土壤波谱探测的最佳设计方式,保证最佳的森林土壤的遥感状态。这不仅是对森林土壤性质的测试做出了新尝试,而且对多角度偏振高光谱的深入研究具有一定的理论与实践意义。

为了更加客观地反映舌的生理、病理变化,探讨了基于光谱的舌色客观化的新方法。按照国际照明委员会推荐的测色标准照明和观测条件测量舌体的反射光谱,并将测量得到的反射光谱进行归一化处理,以尽可能地除去光源等测量条件变化带来的影响。将光谱学的方法应用于舌诊领域,在多个波长上精确分析舌色信息,能够更加客观准确地刻画舌的颜色,提供更多与人体健康状况相关的微观信息,如舌组织成分、微循环状态和舌组织结构等,克服了以往方法不能准确、祥实反映组织成分、结构以及微循环状态,量化指标不精确、实用性差的缺点。通过对物体和人舌光谱数据进行的初步采集实验,证明相比于现有的比色法,光谱法既可以更全面、深入、客观地反映人舌所携带的生理和病理信息,突出舌色的细微区别,又可以用特征参数准确度量来表征,与现有物理基准相衔接,从而促进舌色客观化的研究进程。

通过采集TIG,MIG焊接过程的光谱辐射信息,基于等离子体辐射的基础理论,对其焊接电弧辐射进行了分析,TIG焊与MIG焊的光谱分布由于气氛中金属元素浓度的差别,辐射强度和分布都存在较大差别:MIG焊不仅金属线谱数量多,辐射强度比TIG焊大,且随熔滴过渡波动明显。针对其光谱分布和变化特点,选择了特征谱段,用于焊接质量的检测;对于TIG焊选取线谱聚集的紫外区辐射(230-300 nm),对于MIG焊选取以连续辐射为主的可见光区辐射(570-590 nm),建立了不同焊接方法下,焊接电弧光谱信息在焊接质量检测上的应用理论基础。还进一步通过在焊接过程中预设干扰因素,采集焊接过程在特征谱段的信号,对选择谱段的试验验证表明:基于建立的理论基础,可以有效地利用焊接电弧光谱信息,对焊接质量及焊接过程干扰因素实现判识,特征谱段的信号具有很好的信噪比。

传统的土壤分析是昂贵的、费时的并且可能带来环境污染问题。应用近红外光谱分析技术测定土壤参数具有快速、花费少和非破坏性的特点。利用GPS野外定位,在江西省的红壤站、鄱阳湖站和千烟州站周边共取得41个耕层(0-20cm)土壤样品。通过对土壤样品高光谱反射率的室内分析测定,研究了土壤在紫外/可见光/近红外波段光谱的反射特性。研究的目的是应用波谱反射建立一个新的研究方法来估算土壤属性含量值。随后应用多元线性逐步回归方法对反射光谱数据进行分析,“B22+H13”光谱数据作为自变量,土壤属性含量作为因变量,建立了土壤属性含量的高光谱预测模型,并对模型的稳定性和预测能力进行了检验。结果是土壤的pH、有机碳、全氮、全磷、阳离子代换量和碱解氮的相关系数都达到了0.80,而TK、速效磷、速效钾的相关系数在0.68左右。结果表明, 应用此方法估算一些土壤属性含量是可行的。

以ASD FieldSpec Pro FR测试的土壤高光谱数据为研究对象,探讨光谱噪声分布以及不同滤波器去噪效果定量评价。土壤高光谱曲线目视及其包络线去除、一阶微分和高通滤波分析表明,除起始波段350nm最前端40nm范围内有部分噪声外,其他UV/VNIR(350-1050nm)范围内基本不存在噪声,而整个SWIR(1000-2500nm)范围内存在一定的噪声,SWIR 2(1800-2500nm) 后半段噪声较大,并且组成光谱仪的3台分光计在相互结合处,噪声比邻近谱段更大。采用六种不同滤波器进行噪声去除,通过构建光谱平滑指数(SI)、横向特征保持指数(HFRI)和纵向特征保持指数(VFRI)进行定量评价各滤波器去噪能力,评价结果对比发现WD和MA既能达到曲线平滑又能较好地保持波段特征。此外在PLSR模型下,以66个土壤样本的光谱为例,将六种滤波器去噪后的一阶微分光谱作为模型输入,比较分析不同滤波器对砂粒含量预测精度影响,精度对比表明,相比滤波器的特征保持能力,平滑能力更能影响砂粒含量精度。本研究为开展光谱预处理和光谱分析技术提供有益探索,并能为光谱学相关应用提供了科学依据。

通过氯化钴、乙二醛和第五代树状高分子反应合成了金属钴树状高分子配合物。并以亚甲基蓝为荧光探针,通过紫外-可见光谱、荧光光谱和同步荧光方法研究了金属钴树状高分子配合物与鲱鱼精DNA(hsDNA)的相互作用。结果显示,此配合物与hsDNA作用时,其紫外吸收产生明显增色效应,荧光强度增强。NaCl不同程度抑制金属钴树状高分子与hsDNA的结合。配合物也以竞争方式抑制亚甲基蓝与hsDNA作用,而亚甲基蓝可以插入金属钴树状高分子配合物的内部。这些结果证明,配合物主要通过与hsDNA链上带负电荷的磷酸基静电相吸形式结合而堆积在双螺旋hsDNA分子表面,减弱了结合位点附近亚甲基蓝分子与hsDNA的静电作用,而钠离子中和了hsDNA上磷酸基团上的负电荷,削弱了该配合物与hsDNA的静电结合。

悬浮泥沙是近海水体的主要光学活性物质之一,了解其光谱特征是建立准确遥感反演算法的基础。在我国典型高含沙海域——杭州湾的南北岸分别布设连续监测站位,采用水面之上光谱观测方法,利用美国ASD便携式地物光谱仪测量混浊水体的反射光谱,并且同步采集表层水样获取含沙量数据。研究结果表明:杭州湾水体表层含沙量较高,且随潮汐发生显著变化;水体反射率光谱曲线随含沙量浓度增大也相应升高,不同波长处升高幅度不同;通过光谱微分的方法分析水体反射率光谱特征,发现第一个反射峰出现“红移现象”;表层含沙量和对应MODIS各光谱通道的遥感反射率有不同的相关性,大于650 nm的长波通道的相关系数较大,400-550 nm短波通道的则较低;选取MODIS第2通道对应的遥感反射率利用最小二乘法进行回归分析取得了较好的拟合效果,可以作为杭州湾水体含沙量遥感反演的主要波段。

高光谱数据波段多、冗余大,为了提高数据的分析效率和精度,降维是一个关键步骤。文章在文献(参考了后面的文献[18])研究的基础上,引入了迭代SVM特征选择/加权算法,为多目标遗传优化获取最优参考光谱提供一个包含有效分类信息的低维空间。基于Indiana-AVIRIS高光谱数据的实验表明,特征加权/选择的引入使光谱匹配分类精度提高了13%(相对于无特征选择的情况而言)。文章还根据光谱样本距SVM分类面的远近,定义和计算了局部权重,不仅细致刻画了同类光谱样本在局部特征空间中的分布,还使光谱相似度的计算更加灵活化,精度提高幅度达到了17%(相对于无特征选择的情况而言)。文章研究方法的提出推进了SVM在光谱数据分析中的应用深度和广度。

目前所公布的反刍动物CH₄排放量仅是一个估计值,因为影响反刍动物CH₄排放的因素较多,使目前所应用的动物CH₄排放监测技术都存在较大的不确定性。被发展起来的监测CH₄排放的方法都不能准确的监测反刍动物CH₄的排放量和动态,不同的测定方法所得结果差异较大,反刍动物CH₄排放的精确监测是一个较难的技术问题。相比而言,光谱技术监测反刍动物CH₄排放是近年来发展较快、测试结果准确的技术手段。采用改进的红外光谱CH₄测量系统,激光技术和近红外光谱传感系统可以实现反刍动物在舍饲条件下及自然放牧状态下CH₄排放动态、排放量的精确监测。因此光谱技术是反刍动物CH₄监测前沿技术,对精确预测动物CH₄排放,提出减排方案具有重要作用。

对内蒙古自治区锡林郭勒盟亚洲小车蝗危害进行了高光谱遥感监测,利用地面高光谱数据,分析和比较了正常羊草和亚洲小车蝗危害羊草冠层反射光谱和高光谱特征参数的差异,建立了高光谱特征参数与羊草叶面积指数的关系模型。结果表明:LAI和3个高光谱参数有极显著相关性,其中以红边峰值区(620-760 nm )一阶微分总和与蓝边峰值区(430-470 nm )一阶微分总和的比值为变量的虫害光谱指数(DI)模型精度最高,最适于反映研究区蝗虫的危害程度。从模型可以看出,DI介于51.57-79.83,蝗虫轻度发生;DI小于51.57,蝗虫严重发生。模型的预测值与实际值相关系数为0.948,平均相对误差为3.928%,表明模型的预测效果较好。

通过对某履带装甲车辆综合传动的液压润滑油液进行长期光谱跟踪监测分析,结合其内部摩擦副的材料分析,根据油液中磨损金属颗粒的浓度趋势分析,判断综合传动磨损状态,确定是否存在故障隐患,从而避免重大故障的突发,为装甲车辆实现视情维修提供理论和试验依据,提高了我军装备的可靠性和可维修性。试验研究证明,此方法具有很高的稳定性和准确性,能够有效地应用于动力传动系统的状态监测及故障诊断。该方法突破了我军装备的定期维修模式而向视情预防维修模式的转变,具有重要的使用价值。

以表面平整、粗糙的玻璃为衬底,在不同衬底温度下直流磁控溅射沉积a-Si薄膜,制备成glass/a-Si/Al样品,经退火处理制备了poly-Si薄膜。分别采用Raman光谱、XRD光谱等手段研究了衬底粗糙度以及衬底温度对铝诱导晶化(AIC)制备的poly-Si品质的影响。Raman光谱表明:所有样品在521cm^-1都有尖锐、对称的Raman峰出现,表明样品完全结晶;XRD结果表明:poly-Si在(111)晶向择优生长;XRD在(111)处的半高宽值(FWHM)表明:玻璃衬底的形貌和a-Si沉积的温度对poly-Si的品质产生影响。200℃可能是AIC制备poly-Si薄膜时沉积a-Si时的最适温度。

在超声波作用下,采用单分子层剥离-重堆技术,利用正丁基锂对MoS₂夹层进行剥离, 合成了前驱体Li_xMoS₂。通过原子吸收光谱得到x=0.93-0.96;XRD、FTIR、UV-Vis的检测揭示了Li_xMoS₂的微观结构和内在规律性,证实了Li_xMoS₂为亚稳态的八面体构型。研究结果为进一步合成高活性、高选择性的柱撑MoS₂加氢催化剂提供了实验依据,同时为加氢催化剂的研究及生产高附加值的二硫化钼奠定了基础。

在HAC-NaAC缓冲液中,辣根过氧化物酶催化H₂O₂氧化KI生成I2,过量的I-可与I2结合形成I-3,而I-3分别与罗丹明S(RhS),罗丹明G(Rh6G),罗丹明B(RhB)和丁基罗丹明B(b-RhB)反应导致四体系在580,580,554和554 nm处的荧光强度降低。在选择条件下,对于RhS,Rh6G,RhB,b-RhB四体系,辣根过氧化物酶的浓度分别在8-6400,40-4000,32-3200,40-6400 pg·mL-1范围内与其荧光猝灭强度成线性关系,其检出限分别为3.2,3.0,2.4,3.7pg·mL-1。 其中RhS催化体系较好,用于酶联免疫乙肝试剂盒中辣根过氧化物酶活力的测定,结果比较满意。

镉(Cd)是重要的重金属污染源,一氧化氮(NO)是近年来发现的一种普遍存在于生物界的信使分子,研究表明其参与了植物对Cd胁迫的应答反应调控。文章用硝普纳(SNP)作为NO供体,向番茄幼苗喷洒100 mol·L^-1 SNP 1 d后加入50 mol·L^-1 Cd 处理7 d,取完全展开叶片,提取叶绿体进行光谱学研究,分别测定了叶绿体室温吸收光谱、叶绿体低温荧光光谱和DCPIP电子传递效率等指标,研究外源NO缓解Cd对叶绿体毒性的影响。结果发现,Cd对叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都有不同程度的降低,NO处理缓解了Cd的影响,使叶绿体室温吸收光谱的吸收率提高;Cd导致686 nm处峰(PSII)偏移4 nm,峰值降低33%,734 nm处峰值降低23%,外源NO缓解了Cd对光合系统的影响,使得叶绿体低温荧光光谱在686和734 nm的峰值分别仅下降17%和10%;以DCPIP为人工电子受体, Cd处理的叶绿体中DCPIP还原速率较慢,光合电子传递(H2O→DCPIP) 速率降低1.5倍, 外源NO处理显著缓解了Cd对电子传递链的抑制,使其光合电子传递速率恢复到对照的水平。该研究可为NO处理增强植物对Cd胁迫的抗性提供理论依据。

应用圆二色谱和荧光光谱研究了高压脉冲电场(PEF)对脂肪氧化酶(LOX)的二级和三级构象的影响效果。研究结果表明PEF破坏了LOX二级和三级结构。PEF处理后,LOX的CD光谱中两个特征负峰值显著降低,二级结构中α-螺旋含量显著降低(p<0.05),并且LOX中α-螺旋含量和电场强度之间存在良好线性关系。PEF处理后LOX发射光谱中特征峰(337和583 nm)的荧光强度显著增大(p<0.05),特征峰相对荧光强度和电场强度之间存在良好线性关系。结果表明PEF酶活钝化跟酶二级和三级结构的破坏有关,为PEF钝酶机理研究提供理论基础。

制备了用于宽频谱红外上转换的SrS:Eu,Sm荧光粉。XRD分析表明,在1100℃,灼烧1h 获得的SrS:Eu,Sm样品较理想,为SrS的面心立方结构;激发光谱表明,样品可被紫外和可见光有效激发;样品的荧光发射光谱由4个发射峰组成,峰值分别位于567,589,602和648 nm。红外上转换发光光谱是峰值位于595 nm附近的宽带谱,样品的红外响应范围主要位于800-1400 nm。

利用荧光光度法研究了meso-四(4-羟基苯基)卟啉-锌金属卟啉(TPP-Zn)与牛血清白蛋白(BSA)之间的结合反应。TPP-Zn对于BSA有荧光猝灭作用,基于TPP-Zn对BSA内源荧光的猝灭机理,测定了两者之间在不同温度下的结合常数,温度在27,35和42℃时,利用荧光猝灭法测得的结合常数K分别为1.521×10₆ L·mol^-1,7.048×10₅ L·mol－1,1.473×105 L·mol^-1,各温度下的最大扩散碰撞猝灭速率常数Kq均大于2.0×1010 L·mol^-1·s^-1,由此判定猝灭类型为静态猝灭。根据Frster非辐射能量转移理论,确定了TPP-Zn与BSA之间的能量转移效率E,能量给体(BSA)与受体(TPP-Zn)之间的结合距离r=3.72<7 nm,符合非辐射能量转移条件。依据热力学参数ΔG<0,ΔH<0和ΔS>0确定了TPP-Zn与BSA之间的作用力主要是静电引力。

蒜头果蛋白(Malanin)是从我国稀有植物蒜头果中分离纯化出的一种具有高细胞毒性的蛋白质。用荧光光谱法研究在温度、酸度、有机溶剂、表面活性剂、变性剂及荧光猝灭剂等不同条件对蒜头果蛋白溶液构象的变化。实验表明,Malanin在天然状态下荧光发射峰位于340nm处,色氨酸(Trp)残基较大程度位于Malanin分子的疏水区。十二烷基硫酸钠、异硫氰酸胍、丙烯酰胺和碘化钾的加入均可使Malanin的分子构象发生变化,导致分子内Trp残基的荧光猝灭。异硫氰酸胍的加入使Trp残基的荧光发射峰位明显红移,表明位于Malanin分子较疏水环境内的Trp残基相对外露。

研究了吡唑类化合物和1-甲胺酰基吡唑类化合物的紫外吸收光谱。结果表明,3位和5位的取代使吡唑的最大吸收波长红移3-4nm,而4位的取代能够引起较大的红移(>10nm)。甲胺酰基的引入可使吡唑类化合物的最大吸收波长红移20-26nm,最大消光系数提高2-3倍。基于此,建立了快速测定吡唑类化合物含量的紫外分光光度法,并测定了长效尿素中3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)的含量为尿素-N的1.15%,1-甲胺酰基-3-甲基吡唑(CMP)在水溶液中水解的半减期在20,25和30 ℃下分别为48,30和16 h,应用不同提取剂对三种土壤中硝化抑制剂3-甲基吡唑磷酸盐(MPP)的提取率为63.2%-89.2%。

采用ICCD动态光谱测量系统,准确地拍摄出了青蒿素自身的紫外吸收光谱,并对不同浓度的青蒿素与氢氧化钠反应的全过程进行了动态光谱实时测量,每幅光谱的曝光时间为0.1 ms。实验结果显示,青蒿素自身有一明显的紫外吸收带,吸收峰值为212.52 nm;青蒿素极易与氢氧化钠反应,不同浓度的青蒿素与氢氧化钠反应的吸收光谱变化情况是相似的,只是变化发生的时刻有所不同。反应初首先出现一以288 nm为峰值的新吸收带,随着反应的进行,在260 nm处的吸收逐渐增强,反应的最终产物在200-350 nm之间形成一稳定连续的强吸收带。此反应过程的动态光谱信息在国内外还未见有报道。其结果为了解青蒿素这一潜在抗癌药物与碱性物质反应的特性提供了实验依据,对正确使用青蒿素具有参考价值。

在以琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)为表面活性剂、环己烷为连续相形成的W/O型微乳体系中,用增溶于微乳液水核中的AgNO3为银源、水合肼为还原剂制备了纳米银溶胶,利用UV-Vis光谱分析了AgNO3的浓度、AOT的浓度、还原剂的种类和水与表面活性剂的物质的量比(W)等参数对形成粒子数量及平均粒径的影响,为纳米银粒子的可控合成和纳米银的UV-Vis光谱解析提供了新的依据。 研究表明,适当增gNO3的浓度,有利于形成粒径较小的纳米银粒子;W值增大,形成粒子的平均粒径和粒子数量明显增加。和NaBH4相比,水合肼在反胶束中的溶解性能较好,有利于微乳液反胶束中Ag+的还原。增OT的浓度,在一定范围内胶束对反应物的增溶能力增强,胶束的半径也相应减小,有利于形成数量较多、平均粒径较小的纳米银粒子。

研究了悬浮液雾化进样感耦等离子体原子发射光谱基本参数——等离子体激发温度。实验用Ti线为温标线,并采用多谱线法测量溶液雾化进样和0.05％二氧化钛悬浮液雾化进样等离子体激发温度。测定结果显示这两种雾化进样方式的等离子体激发温度接近,为5000-6000K。随感耦等离子体原子发射光谱仪器功率的提高,悬浮液雾化进样等离子体激发温度也相应增大,但增大幅度较小。悬浮液雾化进样等离子体发射光谱分析,若单纯改变仪器功率对于颗粒在等离子体中的原子化效率没有显著的变化,因此对于分析结果没有显著的改善作用。

采用ICP-AES OPTIMA 5300DV型等离子体发射光谱对绿豆中Cu,Zn,Fe,Mn等四种微量元素的含量及绿豆分步酶解过程中四种微量元素的初级形态分布进行了分析,结果表明,(1)绿豆中Cu,Zn,Mn,Fe的含量分别为12.77,31.26,18.14和69.38 μg·g-1 ,不同处理方式所得产物中各微量元素含量不同;(2)通过酶解,绿豆中Cu,Zn,Mn,Fe的总提取率依次为68.84%,51.84%,63.97%和30.40% ,而水煮对各微量元素的提取率依次只有36.22%,17.58%,7.85%和22.99%,无论水煮还是酶解,都没有很好地使微量元素溶于水中,这表明,从微量元素利用率角度考虑,制备绿豆饮料时采用深度酶解是必要的;(3)淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶对微量元素的提取作用不同,总体上,蛋白酶对四种微量元素的提取作用最大;(4)精密度和回收实验表明,样品回收率在98.6%-101.4%之间,相对标准偏差在0.12%-0.90%之间(n=11),测试方法可信。

以电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)为检测手段,研究了新型吸附剂六钛酸钾晶须对环境样品中Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)的分离/富集行为以及解脱的主要因素,并考察了共存离子的干扰影响。在pH值为5.0,振荡时间为5min,静置时间为30min时,吸附率可达到95％以上。以3mol·L^-1 HNO3作为解脱剂,沸水浴加热40 min,振荡5 min,静置40min,可将吸附在六钛酸钾晶须上的Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)定量洗脱。测定Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)的检出险分别为0.0071,0.0068,0.0071μg·mL-1,相对标准偏差(RSD)为0.63%,0.61%,0.50%。在优化的实验条件下,将其用于菊花和琵琶叶中Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)含量的测定,加标回收率在90%-102.9%之间。

采用ICP-AES方法测定了富锡难分解钽铌矿渣中的Ta,Nb,Sn,Ti,W,Fe,Mn,Al,Pb,Ce,Y,Sc,Pr,Sm,Nd,U,Th等17种元素的含量。样品前处理分两步进行,首先用碳酸钾-硼酸在950 ℃熔融15 min,然后用盐酸-酒石酸在90 ℃浸取30 min即可将样品溶解完全。分析过程中采用基体匹配的方法消除了熔融剂及锡对其他元素测定的干扰。该方法的相对标准偏差为0.27%-5.48%,加标回收率为94.0%-109.6%。通过对测定结果的分析,得出钽铌矿渣中含有丰富的Sn,Ta,Nb,Ti,W,Ce等有价金属,具有很高的综合利用价值。同时渣中还含有少量放射性元素,属放射性污染源。文章建立的分析方法,操作简单、 快速并可以实现多元素同时测定,为研究难处理钽铌矿渣的综合利用提供了依据。

应用ICP-MS研究了(NH₄)₂SO₄ 和CO(NH₂)₂肥料中植物营养元素的含量,以期为今后的氮肥肥效试验和农业生产提供基础数据。结果表明,(NH₄)₂SO₄和CO(NH₂)₂肥料中含有多种植物必需元素,包括Mg,P,K,Ca,Mn,Ni,Cu,Zn和Mo,含量达到μg·g-1级的有Mg,P,K,Ca,Mn和Fe;含量为ng·g-1级的有Ni,Cu,Zn和Mo;除了Mo以外,(NH₄)₂SO₄中的其他元素的含量均显著高于尿素。(NH₄)₂SO₄和CO(NH₂)₂肥料中有益元素有Na,Al,Si,Co和Se,其中Al和Co的含量(NH₄)₂SO₄ 显著高于CO(NH₂)₂;Si的含量CO(NH₂)₂显著高于(NH₄)₂SO₄。尿素未检测到Se和Fe。由于上述元素对于植物的生长发育有明显影响,所以在研究不同形态肥料差异和氮肥肥效时,应当全面分析影响因素。建议在做氮肥肥效试验时选择纯度高、杂质元素含量少的单一化合物肥料。

金属硫蛋白(MT) 是一种低分子量、高巯基含量、能结合金属离子的功能性蛋白,将MT基因转入蘑菇,可以获得具有重要生理功能的蘑菇以便为保健食品生产提供原料,但对MT蘑菇的富锌能力缺乏系统研究。文章报道了用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)法对富锌培养中的MT侧耳(Pleurotus ostreatus)菌丝和未转化的侧耳菌丝(对照)锌含量进行了测定,分析了MT侧耳菌丝的耐锌能力、富锌特性和锌有机化程度。 结果发现转MT侧耳在锌浓度0-1.2mmol·L^-1范围内菌丝生长速度最高,超过1.6mmol·L^-1时菌丝生长开始受到抑制;转MT侧耳有较强的富锌能力,当培养液中锌质量浓度为0.6-1.2mmol·L^-1时,菌丝体中锌含量在2.56-27.49 mg·kg-1之间,与锌添加量呈正相关,且此浓度范围内菌丝体的生长情况良好;在锌浓度为0.6 mmol·L-1的液体培养基中,第7 d转MT侧耳菌丝锌有机化程度为88.7%,比对照(82.1%)显著提高(α=0.05),说明转入侧耳的MT有利于无机锌向有机锌转化;对在不同浓度下培养7 d的两种菌丝测定发现,其有机化程度差异不显著,说明锌与菌体内的物质已经紧密结合形成有机锌复合物,锌浓度对锌的吸收量有影响但对锌的有机化程度影响不大。

采用微波消解法对试验样本进行消解,分别通过ICP-MS法、HPLC/荧光法和3,3-二氨基联苯胺比色法三种方法测定了富硒蛹虫草菌丝体中硒的含量,对上述几种硒含量测定方法的工作条件、检出限和精确度进行了对比研究。实验结果表明:ICP-MS法、HPLC/荧光法和3,3-二氨基联苯胺比色法的检出限分别为0.2607,0.1821和10.4859μg·L^-1,ICP-MS法的检出限最低,3,3-二氨基联苯胺比色法的检出限最高。在精密度方面,对同一样品以ICP-MS法测硒的标准差为最低,以3,3-二氨基联苯胺比色法测硒为最高。建议当分析样品中硒含量很低时,可选用HPLC/荧光法和ICP-MS法,如分析样品含硒量相对较大,可采用3,3-二氨基联苯胺比色法。

随着转基因植物的推广应用,人们越来越关心其生态安全性。应用ICP-MS测定了转基因棉花及其亲本苗期各个器官中重金属Cr,As,Cd和Pb的含量。结果显示,棉花不同器官中重金属的含量差异较大,含量顺序分别是:根系>叶片>茎部。双价转基因(Bt+CpTI)抗虫棉叶片、茎部和根系中As、Cd都低于常规棉亲本;Cr在地上部两个器官低于对照,但是在根系累积增加;Pb在叶片和根系都高于对照,但是茎部下降。

钾是植物生长必需的三大要素之一。为了确定KCL肥料中钾以外的其他植物营养元素,应用ICP-MS研究了钾肥KCL中植物营养元素的含量,以期为今后的钾肥肥效试验和农业生产提供基础数据。结果表明,KCl肥料中含有除K以外的多种植物必需元素Mg,Ca,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn和Mo以及对植物有益元素Na,Al,Si,Co和Se。必需元素含量多的是Ca(1309.48μg·g-1),Fe (500.83μg·g-1),Mg(50.51μg·g-1)和Mn(5.44μg·g-1);有益元素中Na的含量达到25 095.89μg·g-1。由于上述元素对于植物的生长发育有明显影响,所以在研究钾肥的影响时,应当全面分析影响因素。建议在做肥钾肥效试验时选择纯度高、杂质元素含量少的单一化合物肥料。

采用络合溶胶-凝胶法制备了钛酸锶钡溶胶,将其浸渍在硅胶G上,经高温煅烧后,制得固载于硅胶G上的纳米钛酸锶钡,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段,系统地研究了负载型纳米钛酸锶钡对水中Cd²⁺的吸附行为。结果表明,纳米钛酸锶钡能够牢固地负载于硅胶G表面。当介质的pH值为4-7时,该吸附剂对水中的Cd²⁺具有很强的吸附能力,其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,并分别计算了吸附过程的焓变(ΔΗ),自由能变(ΔG)和熵变(ΔS)等热力学参数,表明该吸附过程是自发的吸热物理过程。被吸附的Cd²⁺可用1mol·L^-1的硝酸完全洗脱回收。将其应用于水中痕量Cd²⁺的吸附,建立了负载型纳米钛酸锶钡吸附富集,火焰原子吸收法测定水中痕量Cd²⁺的新方法。用于自来水和地表水中镉的测定,结果满意。

采用红外光谱、紫外光谱、原子吸收光谱及元素分析研究了三乙烯四胺基双(二硫代甲酸钠)(DTC-TETA)的结构及其重金属配合物的配位行为。在DTC-TETA的红外光谱图中,在1461-1388cm^-1处和1174-996cm^-1处分别出现含有部分双键性质的〖JG(C〖ZJXS,YN键和键的特征吸收峰;在紫外光谱图中,分别在265和290 nm处出现两个最大吸收峰,分别对应于N…C…S基团的π—π*跃迁和S…C…S基团中硫原子上非键电子向共轭体系的n—π*跃迁;元素分析结果表明该化合物中碳、氢、氮、硫的摩尔比近似为2:4:1:1。在Cu(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)配合物的紫外光谱图中分别在紫外区的321,310,311,325 nm处出现新的最大吸收峰。流动注射与火焰原子吸收联用分析结果表明DTC-TETA对铜、镉、镍、锌等重金属离子的络合能力强于二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)。

采用火焰原子吸收光谱法,进行了氯化物型油田水中微量Rb和Cs分析方法的改进,考虑了复杂油田水体系中共存的K,Na,Ca,Mg等离子的干扰,在模拟的油田水体系中对Rb和Cs的分析进行了标准加入法和标准曲线法的对比实验,同时对柴达木盆地南翼山地区的油田水样品进行了分析。模拟油田水分析结果表明,采用标准加入法测定时,Rb的分析结果较差,Cs的分析结果较好;采用改进后的标准曲线法测定时,在测定的线性范围内,Rb和Cs均能准确测定。实际油田水样品的分析结果进一步表明,在所使用仪器的工作条件下,测定Rb时宜采用标准曲线法,加标回收率在90%-110%之间;测定Cs时两种方法均适用,加标回收率也在90%-110%之间。

针对目前市场上存在的产地假冒茶叶严重影响名牌茶叶信誉的情况,根据不同产地茶叶中重金属含量的差异,提出了利用X射线荧光技术结合模式识别技术进行了茶叶产地鉴别的方法。将不同产地的样本分组,分别采集其X射线荧光光谱,提取其主成分,分别计算各个样本组的主成分均值作为样本中心点,计算待测样本到各样本组中心的马氏距离,将其归类到马氏距离值最小的类中,实现样本分类。采用Niton 792便携式X射线荧光仪对安吉、 金华、杭州和台州等4个不同地区120个茶叶样本进行了鉴别试验,发现3-13keV波段是X射线荧光光谱分析技术进行茶叶产地鉴别的有效波段,前4个主成分可用于茶叶的产地鉴别,试验的误差率为4.2%。

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。

天然气泄漏直接导致能源浪费和环境污染,造成重大经济损失。以可调谐半导体激光吸收光谱技术为基础的光学检测方法具有精度高、选择性强、响应速度快以及远距离遥测等优点,使其成为天然气站场以及天然气输运管道在线监测的理想方法。可调谐半导体激光吸收光谱与谐波探测相结合,设计了一套开放式长光程的用于天然气泄漏监测的实验系统。它以中心波长为1.65μm的分布式反馈InGaAS激光器为光源,利用实心角反射器,在发射端以菲涅耳透镜为光学接收系统,把反射回来的光聚焦到InGaAs探测器。同时,在测量过程中,考虑到光强变化对浓度的影响,并通过归一化光强的方法进行消除,使光强波动引起的误差小于1%。在320 m的光程下模拟管道泄漏实验,系统的检测灵敏度为0.1(10－6体积比),根据光学系统收光效率以及探测器的可探测性能进行分析的最小光强,计算得到该系统可探测的光程可达2000m,证明完全满足天然气泄漏检测的需求。

空间外差光谱技术是一种新型的超分辨光谱技术。介绍了空间外差光谱仪的基本原理,并针对其特点提出了干涉图数据处理的方法。首先通过一阶差分对干涉图进行去基线处理,然后使用三角函数作为切趾函数对干涉图进行切趾,并对傅里叶变换光谱进行相位校正,最后采用已知双线光源对空间外差光谱仪原理试验装置进行波长定标。文章以Na双线与Hg谱线进行波长定标,得到了波长定标曲线。通过以上的方法对空间外差光谱仪干涉图数据进行处理,能有效地提高干涉图反演光谱的精度。

相干激光告警接收机较光谱识别型激光告警接收机有着不可比拟的优点,在相干激光告警中实时可靠地获取敌方来袭激光的光谱细节具有重要意义。文章介绍的基于等效斜楔干涉具和线阵CCD的小型静态傅里叶变换光谱仪,是相干激光告警接收机的重要组成部分,其光学部分由一个等效斜楔干涉具和柱面镜组成,内部不含扫描部件,具有体积小、成本低、结构简单、性能稳定、光谱检测速度快等优点,可以满足脉宽大于等于10 ns脉冲激光信号光谱高速探测的要求。该光谱仪波长范围从400到1 100 nm,波长分辨率小于10 nm。文中详细介绍了该光谱仪的设计方法和关键光学元件的设计原理,进行了相关的性能分析,构建了实验系统,应用该实验系统对7个中心波长分别为635,650 nm等的半导体激光器进行了光谱测试,并将测试结果与使用日本Advantest公司的Q8344A型光谱仪测得的结果进行了比较,得到中心波长平均误差为0.269 nm,绝对平均误差为0.919 nm。波长分辨率最小为1.170 nm,最大为8.845 nm,且有较高的信噪比。

利用对射式红外线传感器、 无线电收发模块、 数字编译码双功能集成电路及LED数码管等器件,设计了红外探测无线遥控数显防盗报警系统。它是利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线检测区域。当人或物体遮挡住红外线光束时,探测器输出探测信号,启动发射机工作。接收机收到由发射机发送的无线遥控编码信号后,再经一系列电路处理,输出控制信号,触发音响器报警,提醒值班人员注意,同时数码显示器亮,显示报警地点。由于该系统采用了数字编码技术,因此一台接收主机可以设置数台报警分机,可同时监视多个报警点。整体装置为模块化结构,具有对光容易、 工作稳定、 免调试等特点,报警半径约为1000m左右 ,适合在家庭、 商店、 仓库、 果园等场所使用。