近红外光谱分析技术在远红外纤维定性定量分析中的应用

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本课题致力于研究开发出一套远红外纤维定性定量的分析方法,力求做到快速准确地对远红外纤维进行定性定量的鉴别和分析。在研究过程中,查阅了关于远红外纤维定性定量检测方法的大量文献,发现远红外纤维的研究更多的关注于性能方面,而对于定性定量的分析没有此类文献可查。因此,本课题创新性的提出利用近红外光谱分析技术,建立远红外纤维定性定量分析模型,实现对远红外纤维的定性定量分析。  本课题对实验样本的选择和实验条件的优化进行了探究。对于实验样本的选择,依据课题要求和远红外纤维及普通纤维目前的市场存在现状,实验采集远红外涤纶、涤纶、远红外丙纶、丙纶各20种纤维。对于最优实验条件的确定,通过分析远红外样品的重量、含水率、扫描次数、样品状态和扫描的角度对建模结果的影响,采用正交实验设计法,建立远红外定量模型,确定了最优实验条件,即样品剪至2mm、室温、样品重量为1g、扫描次数为12。  在确定的最优实验条件下,取得原始近红外光谱图,对所得到的谱图进行二阶导数预处理,采用偏最小二乘法(PLS)建立远红外纤维定性定量分析模型。通过建立模型,得到如下结果:对于远红外涤纶定性模型和远红外丙纶定性模型,当主成分数分别为2和3时所建立的定性模型识别率分别为100%和94.44%。对于远红外涤纶定量分析模型和远红外丙纶定量分析模型,当主成分数分别为7和8时,模型相关系数分别达到0.9927和0.9714;平均相对误差分别为2.03%和3.76%;校正标准差分别为1.75%和3.40%。模型的验证结果表明:对于两个远红外定性模型的预测准确率均能达到100%;对于远红外涤纶定量分析模型和远红外丙纶定量分析模型,其平均相对误差分别为3.3%和3.6%。由此说明,近红外光谱分析技术可以有效的运用在远红外纤维定性定量分析中。
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