Experimento de análisis espectral
La moderna tecnología de análisis de espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) es una tecnología analítica de alta tecnología que se ha desarrollado rápidamente en el campo de la química analítica en los últimos años y ha atraído cada vez más atención de los analistas nacionales y extranjeros. expertos y es conocido como el "gigante del análisis" en el campo de la química analítica ”, se puede decir que su aparición provocó otra revolución en la tecnología analítica.
La región del infrarrojo cercano está definida por ASTM como ondas electromagnéticas con longitudes de onda en el rango de 780 a 2526 nm. Es la región de luz no visible más antigua descubierta por el hombre. Debido a las débiles señales de duplicación y absorción de frecuencia combinada de los materiales en esta región espectral, la superposición de bandas espectrales y un análisis complicado y limitado por el nivel técnico de la época, la espectroscopia del infrarrojo cercano "durmió" durante casi un siglo y medio. Hasta la década de 1950, con la aparición de instrumentos comerciales y el extenso trabajo realizado por Norris y otros, la tecnología de espectroscopia de infrarrojo cercano se utilizó ampliamente en el análisis de productos agrícolas y secundarios. A mediados y finales de la década de 1960, con la aparición de varias nuevas tecnologías de análisis, junto con las debilidades de la baja sensibilidad y la mala antiinterferencia expuestas por la tecnología clásica de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano, la gente se mostró indiferente a la aplicación de esta tecnología en Análisis y pruebas A partir de entonces, el espectro del infrarrojo cercano ha entrado en un período de silencio. A finales de la década de 1980, con el rápido desarrollo de la tecnología informática, se impulsó la digitalización de los instrumentos analíticos y el desarrollo de la quimiometría. Los métodos quimiométricos lograron buenos resultados en la resolución de la extracción de información espectral y la interferencia de fondo. Las características únicas de esta tecnología han hecho que la gente vuelva a reconocer el valor de la espectroscopia del infrarrojo cercano y ha continuado la investigación sobre la aplicación de la espectroscopia del infrarrojo cercano en diversos campos. En la década de 1990, la aplicación de la espectroscopia de infrarrojo cercano en el campo industrial estaba en pleno apogeo. La literatura de investigación y aplicación sobre espectroscopia de infrarrojo cercano aumentó casi exponencialmente, convirtiéndose en la tecnología de análisis independiente de más rápido crecimiento y más llamativa. Debido a que la luz del infrarrojo cercano tiene buenas características de transmisión en las fibras ópticas convencionales, la espectroscopia del infrarrojo cercano también se ha aplicado bien en el campo del análisis en línea y ha logrado buenos beneficios sociales y económicos. Desde entonces, la tecnología de la espectroscopia del infrarrojo cercano ha entrado en un auge. etapa de rápido desarrollo.
La investigación y aplicación de la tecnología de espectroscopia de infrarrojo cercano en mi país comenzó relativamente tarde, excepto por parte del personal de análisis profesional, la tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano todavía es poco conocida. Sin embargo, ha recibido atención en muchos aspectos desde 1995 y ha logrado resultados prometedores en el desarrollo de instrumentos, desarrollo de software, investigación básica y aplicaciones. Sin embargo, todavía hay muy pocas empresas nacionales que puedan proporcionar un conjunto completo de tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano (instrumentos de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano, software de quimiometría y modelos de aplicación). Con la entrada de China a la OMC y la ola de globalización económica, muchos grandes fabricantes extranjeros de instrumentos analíticos han aterrizado en China, con la esperanza de ocupar el mercado chino de instrumentos de análisis espectroscópicos de infrarrojo cercano lo antes posible. A partir de esto, también podemos ver la gran tendencia de desarrollo de la tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano en la industria del análisis. En un futuro próximo, la tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano seguramente será reconocida y aceptada por más personas en la comunidad analítica.
El análisis moderno de espectroscopía de infrarrojo cercano es una combinación orgánica de tecnología de medición espectral, tecnología informática, tecnología quimiométrica y tecnología de prueba básica. Utiliza tecnología quimiométrica para establecer un modelo de calibración entre el grupo de muestras, la composición o la información del estado físico reflejada por el espectro infrarrojo cercano y los datos de composición o propiedades medidos utilizando métodos de referencia estándar o reconocidos, y luego a través de la medición y análisis de lo desconocido. espectro de muestra Un método analítico que establece un modelo de calibración para predecir rápidamente su composición o propiedades.
A diferencia de las técnicas de análisis convencionales, la espectroscopia de infrarrojo cercano es una técnica de análisis indirecto que debe establecer un modelo de corrección (modelo de calibración) para lograr el análisis cualitativo o cuantitativo de muestras desconocidas. El proceso de análisis específico incluye principalmente los siguientes pasos: primero, seleccionar una muestra representativa y medir su espectro de infrarrojo cercano; segundo, utilizar un método de referencia estándar o reconocido para determinar el componente o los datos de propiedad de interés; tercero, convertir el espectro medido y; datos básicos, utilizar métodos quimiométricos apropiados para establecer un modelo de calibración; el cuarto es la determinación de componentes o propiedades de la muestra desconocidos; Del proceso de trabajo de la tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano se puede ver que la tecnología moderna de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano incluye tres partes: espectrómetro de infrarrojo cercano, software quimiométrico y modelo de aplicación. La combinación orgánica de los tres es indispensable para cumplir con los requisitos técnicos del análisis rápido.
En comparación con la tecnología de análisis tradicional, la tecnología de análisis de espectroscopía de infrarrojo cercano tiene muchas ventajas. Puede completar muchas otras tareas de análisis en unos minutos con solo completar una medición de adquisición del espectro de infrarrojo cercano en la muestra que se está analizando. Medición de indicadores de desempeño (hasta más de diez indicadores). No es necesario preprocesar la muestra de análisis durante la medición espectral; no se consumen otros materiales ni se dañan las muestras durante el proceso de análisis; el análisis tiene buena reproducibilidad y bajo costo. Es muy económico y rápido para controles frecuentes de calidad, pero no es adecuado para análisis ocasionales o análisis de muestras dispersas. Porque antes de establecer el método de espectroscopia de infrarrojo cercano, se debe invertir una cierta cantidad de mano de obra, recursos materiales y recursos financieros para obtener un modelo de calibración preciso.
La espectroscopia de infrarrojo cercano refleja principalmente información sobre enlaces químicos como C-H, O-H, N-H, S-H, etc., por lo que el rango de análisis puede cubrir casi todos los compuestos y mezclas orgánicos. Además, sus muchas ventajas únicas determinan sus amplios campos de aplicación, lo que le permite desempeñar un papel activo en muchas industrias en el desarrollo de la economía nacional y gradualmente desempeñar un papel indispensable. Los principales campos de aplicación incluyen: petróleo y petroquímicos, productos químicos orgánicos básicos, química fina, metalurgia, ciencias biológicas, productos farmacéuticos, medicina clínica, agricultura, alimentos, bebidas, tabaco, textiles, fabricación de papel, cosméticos, supervisión de calidad, protección ambiental, universidades y ciencia. institutos de investigación, etc. En el campo petroquímico, se pueden medir el índice de octano, la composición familiar, el número de cetano, el punto de inflamación, el punto de congelación, el punto de congelación, el rango de destilación, el contenido de MTBE, etc. de los productos derivados del petróleo, en el campo agrícola, la proteína, el azúcar, la grasa; , se puede medir el contenido de fibra y humedad de los granos, etc.; en el campo farmacéutico, puede medir los ingredientes activos, la composición y el contenido de las drogas, también puede identificar los tipos de muestras, como identificar la autenticidad del alcohol y; perfumes, clasificación de residuos medioambientales, etc.