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1.1 近红外光谱技术的发展历程1

第一章 近红外光谱的发展及特点 陆婉珍1

1.1.1 近红外光谱仪器的发展2

1.1.2 计算技术的发展4

1.1.3 应用领域的发展6

1.2 近红外光谱分析技术的组成7

1.3 近红外光谱技术的特点9

参考文献11

第二章 近红外吸收光谱基本原理 袁洪福13

2.1 近红外光谱原理13

2.2.1 谐振子14

2.2 双原子分子14

2.2.2 非谐振子16

2.3 多原子分子18

2.3.1 谐性近似处理18

2.3.2 非谐性的影响20

2.3.3 简并振动23

2.3.4 用对称性和点群描述振动类型24

2.3.5 费米和Darling-Dennison共振28

2.4 主要近红外谱带的归属29

2.4.1 C—H键的近红外吸收30

2.4.4 确认谱带归属的其他方法31

2.4.3 N—H键的近红外吸收31

2.4.2 O—H键的近红外吸收31

参考文献32

第三章 近红外光谱分析中常用的化学计量学方法 许育鹏 褚小立33

3.1 引言33

3.2 光谱数据预处理方法35

3.2.1 平滑35

3.2.2 扣减35

3.2.3 微分35

3.2.4 多元散射校正36

3.2.5 分段多元散射校正36

3.3 定量校正37

3.3.1 多元线性回归38

3.3.2 主成分回归法39

3.3.3 偏最小二乘法44

3.3.4 人工神经网络法46

3.3.5 拓扑方法57

3.4 模式识别定性方法59

3.4.1 无监督模式识别方法——聚类分析61

3.4.2 有监督模式识别方法——判别分析73

3.5 模型传递86

3.5.1 S/B算法87

3.5.2 DS算法88

3.5.3 PDS算法88

3.5.4 Shenk's算法89

3.5.5 FIR算法90

参考文献90

第四章 近红外光谱仪器 褚小立 杨玉蕊92

4.1 近红外光谱仪的基本构成93

4.1.1 光源93

4.1.2 分光系统94

4.1.3 测样附件94

4.1.4 检测器94

4.2 近红外光谱仪主要类型95

4.2.1 滤光片型仪器96

4.2.2 发光二极管型仪器98

4.2.3 光栅扫描型仪器100

4.2.4 傅里叶变换型仪器101

4.2.5 声光可调滤光器型仪器106

4.2.6 阵列检测器型仪器107

4.2.7 其他类型仪器108

4.3 近红外光谱仪测样附件120

4.3.1 透射和透反射测样附件120

4.3.2 漫反射测样附件122

4.3.3 漫透射和漫透反射测样附件127

4.4 仪器性能指标与评价方法130

4.4.1 波长范围130

4.4.2 分辨率131

4.4.3 波长准确性132

4.4.4 波长重复性134

4.4.5 吸光度准确性134

4.4.6 吸光度重复性135

4.4.7 吸光度噪音135

4.4.8 吸光度线性范围136

4.4.9 基线稳定性和平直性136

4.4.10 杂散光137

4.4.11 扫描速度137

4.4.12 测样附件137

4.4.13 软件功能138

4.5 仪器选型139

参考文献140

第五章 近红外光谱化学计量学软件 孙岩峰 王艳斌142

5.1 软件主要结构与功能介绍142

5.1.1 样品集编辑部分143

5.1.2 校正部分143

5.1.3 检测部分147

5.1.4 其他147

5.2 商品软件概况介绍148

5.2.1 通用化学计量学软件149

5.2.2 与近红外光谱仪器配套的专用软件155

6.1.1 定量分析过程174

第六章 近红外光谱定量与定性分析 王艳斌 褚小立174

6.1 定量分析过程与规范174

6.1.2 校正集的选择175

6.1.3 样品组成或性质的测定176

6.1.4 测定样品的近红外光谱177

6.1.5 建立数学模型177

6.1.6 模型验证184

6.1.7 近红外分析方法的精密度计算186

6.1.8 校正质量控制188

6.1.9 模型更新189

6.1.10 近红外分析方法的误差来源及解决方案189

6.2 定性分析过程与规范191

6.3.1 近红外光谱方法测定重整汽油研究法辛烷值192

6.3 定量和定性分析举例192

6.3.2 近红外光谱方法用于汽油聚类分析200

参考文献203

第七章 在线近红外光谱过程分析技术 褚小立205

7.1 过程分析化学205

7.1.1 离线分析207

7.1.2 现场分析207

7.1.3 在线分析207

7.1.4 线上或原位分析208

7.1.5 不接触样品分析208

7.2.1 硬件组成210

7.2 在线近红外光谱分析系统的组成210

7.2.2 在线分析软件及模型233

7.3 在线近红外光谱分析技术的具体实施过程235

7.3.1 设计与选型236

7.3.2 安装与调试237

7.3.3 验证与维护238

7.3.4 管理模式与人员素质241

7.4 系统性能评估242

7.4.1 测量结果的准确性242

7.4.2 测量的长期稳定性243

7.4.3 技术支撑和售后服务243

7.4.4 测量速度244

7.4.5 安全性能245

7.4.6 易用性能245

7.4.7 易扩充性246

7.4.8 性能价格比246

7.5 在线近红外光谱分析技术的应用246

7.5.1 概述246

7.5.2 几个典型的应用实例250

参考文献295

第八章 近红外光谱在石油炼制及化工领域中的应用 袁洪福 陆婉珍306

8.1 概述306

8.2.1 汽油的分析309

8.2 应用309

8.2.2 航空煤油的分析314

8.2.3 柴油的分析317

8.2.4 润滑油基础油的分析320

8.2.5 原油及重质油料的分析322

8.3 化工过程中的应用327

8.3.1 二甲苯异构体的分析327

8.3.2 合成MTBE原料中醇烯比的测定328

8.3.3 过氧化氢水溶液中过氧化氢的分析330

8.3.4 红烟硝酸的分析331

8.3.7 在线分析332

8.3.6 乙烯裂解原料的分析332

8.3.5 水中己内酰胺的分析332

参考文献333

第九章 近红外光谱在聚合物领域中的应用 孙岩峰335

9.1 在聚合物合成和加工过程中的应用336

9.1.1 聚合过程的监测336

9.1.2 加工过程中的应用342

9.2 聚合物类型的判别分析344

9.3 聚合物物性指标的测定348

9.3.1 分子量348

9.3.2 聚乙烯密度和熔体流动速率350

9.3.4 聚氯乙烯树脂固体粉末黏数和白度351

9.3.3 弹性体中橡胶相的尺寸351

9.3.5 老化性能352

9.3.6 力学性能352

9.3.7 微观结构的测定353

9.4 聚合物化学组成的测定354

9.4.1 树脂、塑料共混或共聚物组成分析354

9.4.2 高聚物中添加剂含量的测定356

9.4.3 生物可降解的聚合物358

9.4.4 层压塑料板359

9.5 聚合反应机理的研究360

9.5.1 双马来酰亚胺-二氨体系的固化反应机理361

9.5.2 尼龙11薄膜单轴拉伸过程中链段取向机理364

9.5.3 导电高分子的掺杂反应机理367

9.5.4 间苯二胺及苯基环氧丙烷基醚的反应机理370

9.5.5 聚异丁烯酸甲酯作为改性剂存在下双酚A环氧树脂固化体系的聚合反应机理372

9.5.6 烷氧基硅烷溶胶凝胶反应机理373

9.5.7 其他374

参考文献374

附录 许育鹏379

附录1 线性代数及数理统计基础知识379

附录2 近红外光谱分析技术及化学计量学期刊名录391

附录3 近红外光谱分析技术及相关技术语缩写词汇393