中紅外光譜與近紅外光譜在汽柴油分析中的技術(shù)對(duì)比分析

劉娟

摘 要：本文針對(duì)中紅外光譜技術(shù)和近紅外光譜技術(shù)在汽柴油一定的情況下做出對(duì)比，對(duì)二者的特性差別做出深入的分析，最終梳理出二者的技術(shù)功能。

關(guān)鍵詞：中紅外光譜技術(shù)；近紅外光譜技術(shù)；汽柴油分析；技術(shù)對(duì)比

在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍與微波長(zhǎng)范圍當(dāng)中，其中摻雜一種波長(zhǎng)在0.75-1000μm之間的電磁波，此電磁波也就是紅外光。紅外光譜在物體的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的研究當(dāng)中得到了特別廣泛的運(yùn)用，關(guān)鍵是因?yàn)榧t外光譜在經(jīng)由物體化學(xué)分子的時(shí)候，這里面一個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)的頻率和紅外光的頻率相同，分子就能夠把能量吸收，接著由一個(gè)能階到達(dá)另一個(gè)能階的過(guò)程直到很強(qiáng)的振動(dòng)能級(jí)，假設(shè)物體分子吸收紅外光之后出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，其中一些波長(zhǎng)的光將被吸收，便可以相對(duì)精確的確認(rèn)物體的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。在汽柴油分析當(dāng)中，紅外光譜也得以特別廣泛的運(yùn)用，這里面以中紅外光譜和近紅外光譜技術(shù)最佳。

1 紅外光譜設(shè)備實(shí)驗(yàn)

①儀器基本結(jié)構(gòu)：紅外光譜設(shè)備主要有邁克爾遜干涉儀、激光管、樣品室球面反射鏡、樣品架、橢圓凹面反射鏡、檢測(cè)器構(gòu)成；

②實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：首先應(yīng)當(dāng)接上電源，接著開(kāi)啟紅外光譜設(shè)備的開(kāi)關(guān)，讓設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)半個(gè)小時(shí)左右，最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)工作。開(kāi)啟計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)里面設(shè)置紅外光譜設(shè)備有關(guān)數(shù)據(jù)；

③紅外光譜圖的測(cè)試：將鹽片紅外燈下放入少量滑石粉后滴入微量無(wú)水乙醇進(jìn)行磨光處理，然后使用無(wú)水乙醇將鹽片進(jìn)行清洗，烘干后備用。 在鹽片上滴定 1 滴油液樣品，然后將另外一張鹽片平壓，組裝成液池，保證其中不存在氣泡。 最后進(jìn)行掃描；

④紅外光譜掃描：首先使用近紅外光譜技術(shù)對(duì)油樣進(jìn)行檢測(cè)，然后使用中紅外光譜技術(shù)對(duì)油樣進(jìn)行檢測(cè)。

2中紅外光譜與近紅外光譜的本質(zhì)區(qū)別

2.1 近紅外光譜技術(shù)汽柴油分析原理

正常情況下，近紅外光譜波長(zhǎng)范圍在700-2500nm之間，只可以測(cè)量確定工藝相對(duì)可靠的中控分析，在汽柴油來(lái)源相對(duì)繁瑣的汽柴油樣本分析角度有著一定的困難。以圖譜分析的角度來(lái)看，因?yàn)榛鶊F(tuán)的區(qū)別讓同一范圍內(nèi)波譜的峰值、形狀及位置都有著很大的區(qū)別。汽柴油樣本關(guān)鍵是由烴類化合物組合而成，經(jīng)由近紅外光譜的時(shí)候?qū)a(chǎn)生顯著的特性吸收狀況。近紅外光譜的準(zhǔn)確性和靈活性都不好，假設(shè)汽柴油樣本顏色相對(duì)很深，透光相對(duì)來(lái)說(shuō)有難度，將提高檢測(cè)的困難。在分析汽柴油樣本化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候，通常都是經(jīng)過(guò)疊加的吸收峰計(jì)算，依照計(jì)算結(jié)果得出其相關(guān)性參數(shù)。近紅外光譜硬件裝置再現(xiàn)性誤差較大，特別是在一樣的機(jī)型當(dāng)中，在數(shù)學(xué)模型的復(fù)制與轉(zhuǎn)移過(guò)程中最為嚴(yán)重。究其原因，還是關(guān)于硬件裝置上的細(xì)小誤差通過(guò)許多繁瑣的計(jì)算以后被無(wú)限擴(kuò)大，最后造成了很大的誤差。在平時(shí)工作當(dāng)中，需要結(jié)合單獨(dú)裝置監(jiān)理單獨(dú)的模型樣本標(biāo)定，才可以做出相對(duì)精確的分析。假設(shè)采取此形式，就將提高光譜分析的困難，同時(shí)不能做到資源信息的共享，結(jié)合系統(tǒng)化的管理和工作速率的提升將產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。

2.2 中紅外光譜技術(shù)汽柴油分析原理

假設(shè)除開(kāi)樣品稱量等方面的誤差，能夠依照吸光度極限誤差值±1%做出考慮。在定性分析方面，中紅外光譜不但可以判斷已知物和未知物，還能夠?qū)π禄衔锏臉?gòu)造做出進(jìn)一步的分析。應(yīng)當(dāng)注意的是，在新化合物結(jié)構(gòu)分析方面，中紅外光譜技術(shù)需要與質(zhì)譜、紫外光譜、核磁共振等多種技術(shù)共同分析，才可以精確的判斷新化合物的分子組成結(jié)構(gòu)，其中，中紅外光譜扮演著不可或缺的重要角色。紅外光譜定量分析是通過(guò)吸收峰強(qiáng)度進(jìn)行，僅僅需要從物體組分中發(fā)現(xiàn)不受到其他干擾影響的吸收峰即可。中紅外光譜定量分析的方法主要有兩種，一種為測(cè)定光譜帶強(qiáng)度，另一種為測(cè)定光譜帶面積。除此之外，還可以采用一種光譜帶一階導(dǎo)數(shù)與二階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算方式，采用這種計(jì)算方式能夠準(zhǔn)確的測(cè)定中紅外光譜中出現(xiàn)重疊的光譜帶，還可以測(cè)定強(qiáng)峰斜坡上的肩峰，屬于一種極為精確的定量分析方式。

3 中紅外光譜技術(shù)與近紅外光譜技術(shù)的性能比較

中紅外光譜技術(shù)在適用性方面明顯強(qiáng)于近紅外光譜技術(shù)，近紅外光譜技術(shù)在汽柴油樣本分析時(shí)存在較大的局限性，只能夠檢測(cè)油源穩(wěn)定的物體，針對(duì)油源復(fù)雜、混合物的分析與檢測(cè)存在極大的難度。中紅外光譜技術(shù)不僅能夠?qū)τ驮摧^為復(fù)雜的樣品進(jìn)行分析，還可以對(duì)加油站中混合的汽柴油樣本進(jìn)行定性的分析，具有極強(qiáng)的適用性。在誤差方面，近紅外光譜技術(shù)如果出現(xiàn)了微小的硬件誤差，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次復(fù)雜的運(yùn)算后，誤差將會(huì)被無(wú)限擴(kuò)大，影響了近紅外光譜技術(shù)的準(zhǔn)確性。中紅外光譜技術(shù)在汽柴油樣本的分析與檢測(cè)中，出現(xiàn)誤差的概率非常低，同時(shí)還能夠適用于多種模型，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。近紅外光譜的信息量承載較少，僅為中紅外光譜技術(shù)信息量承載的千分之一，關(guān)鍵是由于許多的信息在倍頻期間出現(xiàn)了一定程度的減弱和遺失。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，紅外光譜以其快速、準(zhǔn)確、樣品需求量少的優(yōu)勢(shì)，在汽柴油分析領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。中紅外光譜能夠在圖譜中尋找到物體明顯的特征吸收峰，能夠滿足油源復(fù)雜的汽柴油樣本或混合樣品的檢測(cè)需求，而近紅外光譜只可以運(yùn)用在工藝相對(duì)可靠的中控分析，存在一定的局限性。本文就中紅外光譜與近紅外光譜在汽柴油分析中做出對(duì)比，期望對(duì)相關(guān)研究人員分析提供借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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