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第28卷,第12期光谱学与光谱分析 Vol 28 ,No 12 ,pp2855 2858
2 0 0 8 年 1 2 月 Spectroscopy and Spectral Analysis December , 2008
多成分有机气体的近红外光谱定量检测方法
2 2 齐汝宾 2, 尹2 新, 杨立, 杜振辉, 刘瑾, 徐可欣
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天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
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摘要在环境检测领域, 运用近红外光谱分析技术对多成分挥发性有机物进行连续的在线监测具有重要
意义。本文分析了三种挥发性有机物———丙烷、丙烯和甲苯的近红外光谱特征和丙烯浓度与吸光度的线性
关系, 采用线性回归建模方法———偏最小二乘法对丙烷、丙烯和甲苯混合气体存在特征吸收的近红外光谱
(1 620~1 750 nm) 进行了建模分析, 基于该模型预测了验证集样品中三种气体的含量, 并对模型进行了评
价。实验结果表明, 近红外光谱技术可以方便、准确的定量分析有机性挥发气体的多组分含量, 可以应用于
多成分挥发性有机物的连续在线监测。
关键词近红外光谱; 挥发性有机物; 偏最小二乘法
中图分类号: O433 4 文献标识码: A DOI: 10 3964/ j issn 1000 0593 (2008) 12 2855 04
最小二乘法( PL S) 对混合气体的光谱数据进行了建模, 定量
引言分析了样品中多气体成分的含量, 并对模型进行了评价。
挥发性有机物(pounds , VOCs) 是一 1 实验部分
类成分极其复杂的空气污染物, 对生态环境系统和人类健康
具有严重的危害[1 ] 。当前, 对多组分 VOCs 的定量分析常采 1 1 实验设备与参数设置
用气相色谱[2 ] (gas chromatogram , GC) 和气相- 质谱联用[3 ] 使用美国 Perkin Elmer 公司生产的 Spectrum GX Ⅰ型
(gas chromatogram mass gas chromatogram , GC MS) 方法、光谱仪, 分辨率 0 15 nm , 测量的波长范围为 1 600~1 785
电化学探测法和红外吸收光谱法。电化学方法需要对待测气 nm ; 采用自制的多光程气体样品池, 其基本长度为 0 3 m ,
体进行采样, 不适用于现场监测; GC 和 GC MS 法需要专门总光程长为 4 8 m。气体样品的配置由 Signal Instrument 公
的进样装置, 其过程复杂、时间较长, 无法满足实时自动化司的 MODEL821 系列气体分割器来实现, 它能将任意两种
连续监测的需要。气体按照 11 个浓度比例(0 %~100 %) 进行混合。
近年来, 近红外光谱分析技术与化学计量学方法的结合实验条件为温度(17 ± 0 5) ℃; 相对湿度 30 % ; 每次更
极大地提高了定量分析的灵敏度、准确性和可靠性[4 ] , 适用换不同样品气体前用纯氮气(99 995 %) 冲洗样品池, 再通入
于现