近紅外光譜技術(shù)在柴油分析中的應(yīng)用

李俊 趙麗麗 徐建國

摘 要：本文Topnir近紅外理論的研究，對其建模方式的討論，以及將其運用到日常的柴油分析當中去，本方法具有樣品量低分析速度快，分析效率高，對樣品不破壞、分析成本低、無污染、操作方便、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：近紅外;車用柴油;非破壞性分析技術(shù)

0 前言

近紅外光譜技術(shù)（NIR）是一種高效快速的現(xiàn)代分析技術(shù)，它綜合運用了計算機技術(shù)、光譜技術(shù)和化學(xué)計量學(xué)等多個學(xué)科的最新研究成果，以其獨特的優(yōu)勢在多個領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。

1 原理簡介

近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780～1100nm）和近紅外長波（1100～2526nm）兩個區(qū)域。近紅外光譜主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振動的倍頻和合頻吸收。不同基團（如甲基、亞甲基、苯環(huán)等）或同一基團在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別。所以近紅外光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質(zhì)的組成性質(zhì)測量。

2 模型建立

Topnir使用的是拓撲學(xué)的方法來建立模型，拓撲學(xué)是幾何學(xué)的一個分支，利用拓撲學(xué)建立的模型可以從各個方面關(guān)聯(lián)新昌一個空間模型（光譜盒），通過不同的投影方向得到區(qū)分出不重疊的平面從而區(qū)分出不同的幾何，通過周圍樣品的相關(guān)性質(zhì)的到新樣品的性質(zhì)，同時將新樣品的性質(zhì)納入模型中使得模型實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)。

通過以上原理簡介，要求我們在建立模型的時候盡可能的增大樣品的離散型，使得模型擁有更多的空間學(xué)新的樣品點。本次的建模數(shù)據(jù)見表1。

3 數(shù)據(jù)比對

人工分析和近紅外分析結(jié)果比對見表2和表3。

表2和表3數(shù)據(jù)可以看出，近紅外分析和人工分級結(jié)果滿足規(guī)程再現(xiàn)性要求，不存在顯著性差異。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，近紅外分析滿足規(guī)程重現(xiàn)性性要求。

4 總結(jié)

通過數(shù)據(jù)比對，近紅外分析與人工分析所得的結(jié)果不存在顯著性差異，通常一個柴油人工分析需要8h才能完成而近紅外只需要大概5min左右就可以完成，相比較而言近紅外分析具有分析速度快、分析效率高、對樣品無破壞，不使用任何化學(xué)試劑，分析成本大副度降低，無污染，操作簡便等諸多優(yōu)點，在車用柴油分析領(lǐng)域運用可以極大的降低勞動強度，提高工作效率。