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电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)发展与应用 被引量:5
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作者 范博文 黄秀 +2 位作者 高光晔 袁姗姗 邢志 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第3期363-381,共19页
电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)商品化仪器问世已近50 a,已成为元素分析的重要工具,广泛应用于环境、材料、地质、冶金等各个领域。回顾ICP-OES仪器的发展历程,并针对ICP-OES的观测、降本增效、样品引入、降低干扰等技术以及对在环... 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)商品化仪器问世已近50 a,已成为元素分析的重要工具,广泛应用于环境、材料、地质、冶金等各个领域。回顾ICP-OES仪器的发展历程,并针对ICP-OES的观测、降本增效、样品引入、降低干扰等技术以及对在环境、食品、地矿、金属、无机非金属、化学化工样品中的应用进行综述。近些年,激光诱导击穿光谱(LIBS)、微波等离子体发射光谱(MIP-AES)等其他一些分析方法相关研究逐渐增多,它们具有成本相对低、测试通量大等优势。然而,这些研究中有很大一部分方法研究最终仍通过ICP-OES进行验证,这充分说明ICP-OES分析结果的可靠性。未来,ICP-OES仍有很大提升空间,如仪器小型化、车载化、智能化等相关研究方向。 展开更多
关键词 电感耦合等离子体发射光谱 仪器发展 技术发展 元素分析
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电感耦合等离子质谱(ICP-MS)法测定稀土矿石中稀土元素 被引量:2
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作者 徐进力 陈润莎 +3 位作者 陈卫明 张鹏鹏 杜雪苗 白金峰 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第5期644-651,共8页
稀土元素(REE)是现代高科技领域不可或缺的功能材料,稀土矿石中稀土成分的准确分析对于资源开发和应用具有重要意义。通过考察两种稀土矿石样品的前处理方法:氢氧化钠-过氧化钠体系碱熔法和盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸-硫酸(五酸)敞开酸溶... 稀土元素(REE)是现代高科技领域不可或缺的功能材料,稀土矿石中稀土成分的准确分析对于资源开发和应用具有重要意义。通过考察两种稀土矿石样品的前处理方法:氢氧化钠-过氧化钠体系碱熔法和盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸-硫酸(五酸)敞开酸溶法,并利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对稀土元素进行测定。实验表明,碱熔法在消解复杂基体的稀土矿石样品时具有更高的消解效率和更好的精密度(RSD≤4%),尽管其样品空白本底值略高于五酸消解法,基本不影响分析结果的准确度。通过优化仪器工作参数,建立了准确度、精密度高的分析方法。方法的检出限低(如Y为0.02μg/g,Lu为0.001μg/g),精密度良好(RSD小于3%),相对误差(RE)小于11%,适用于稀土矿石中稀土元素的准确测定。研究表明,碱熔法是稀土矿石样品前处理的优选方法,而五酸消解法可作为对比验证手段,可确保分析数据的可靠性。ICP-MS的高效性和准确性使其成为稀土元素分析的理想工具,为稀土资源的开发和研究提供了有力的技术支持。 展开更多
关键词 稀土元素 稀土矿石 碱熔 酸溶 电感耦合等离子体质谱
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广西市售辣椒重金属特征分布与健康风险评估 被引量:1
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作者 时鹏涛 张莉娟 +4 位作者 吴静娜 蓝唯 邓有展 罗景文 杨秀娟 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第4期476-485,共10页
为研究广西市售辣椒的重金属含量特征及膳食风险,以广西市售辣椒为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定辣椒中Pb、Cd、As和Cr含量并进行污染评价及健康风险评估,以期为广西辣椒安全生产和科学监管提供参考依据和支撑。结... 为研究广西市售辣椒的重金属含量特征及膳食风险,以广西市售辣椒为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定辣椒中Pb、Cd、As和Cr含量并进行污染评价及健康风险评估,以期为广西辣椒安全生产和科学监管提供参考依据和支撑。结果显示,辣椒中Pb、Cd、As和Cr含量差异较大,平均含量分别为0.018 0、0.031 0、0.002 2和0.020 7 mg/kg。辣椒中仅出现Cd超标情况,整体超标率为13.6%;其中指天椒和线椒Cd超标率分别为36.5%和9.4%,其余品种辣椒不超标;表明Cd是广西市售辣椒主要污染因子。辣椒中重金属单因子污染指数排序为:Cd>Pb>Cr>As,均小于0.7,重金属综合污染指数为0.463,表明广西市售辣椒总体上处于安全级。但指天椒中Cd单因子污染指数达1.126,综合污染指数为0.797,处于警戒级;说明指天椒已受到Cd的轻度污染;其余辣椒品种尚处于安全级。单一重金属的健康风险指数(THQ)和4种重金属的复合健康风险指数(TTHQ)排序均为:Cd>Pb>Cr>As,均小于1,表明食用广西市售辣椒对居民没有明显的非致癌风险。辣椒中Cd的THQ值最高,非致癌风险贡献最大。儿童的THQ值和TTHQ值均略大于成年人,儿童的风险略高于成人。总体而言,食用广西市售辣椒的膳食健康风险较低,处于安全级;但需加强对辣椒中Cd的风险监测,尤其是指天椒和线椒。 展开更多
关键词 辣椒 重金属 污染指数 污染评价 风险评估
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离子色谱技术研究进展 被引量:1
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作者 关宁昕 孔淮 王萍丽 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第2期210-217,共8页
离子色谱技术作为分析无机离子的首选方法,还可实现小分子极性化合物、氨基酸、糖类等生物样品的分析。近年来,离子色谱技术快速发展,广泛应用在环境监测、食品分析、生物医药、农业、地质等多个领域。针对离子色谱技术的综述多是探讨... 离子色谱技术作为分析无机离子的首选方法,还可实现小分子极性化合物、氨基酸、糖类等生物样品的分析。近年来,离子色谱技术快速发展,广泛应用在环境监测、食品分析、生物医药、农业、地质等多个领域。针对离子色谱技术的综述多是探讨离子色谱技术在环境、烟草、药品、食品等领域的应用进展,而关注离子色谱技术发展动态的研究报道相对较少。专利文献蕴含科技文献未曾报道的技术研发信息,对于归纳总结前沿技术走向具有重要意义。基于全球范围内离子色谱相关技术专利数据,从淋洗液发生装置、色谱柱固定相、离子色谱抑制器、检测器等方面综述离子色谱分析技术的研究进展,旨为国内离子色谱技术创新发展提供参考与依据。研究表明,全球离子色谱技术研究发展迅速,核心技术及基础研究主要分布在美国和日本,超高压淋洗液发生器、优化供电方式的自动再生电解抑制器及温控稳定的检测器是离子色谱领域新近研究方向,围绕固定相的研究侧重于提高离子交换容量,提高分析速度,改善离子色谱柱效、选择性与亲水性等方面性能。 展开更多
关键词 离子色谱 淋洗液发生装置 色谱柱固定相 抑制器 电导率检测器
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北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中多元素含量分析及有害元素健康风险评价
5
作者 张妮娜 陈绍占 +4 位作者 刘洋 王正 李丽萍 蒋定国 刘丽萍 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第4期598-608,共11页
预制菜产业的发展壮大使预制菜标准体系建设迫在眉睫,为了解北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中无机元素组成和分布状况,研究其中有害元素含量水平和膳食暴露的健康风险,采用建立的预制菜中多元素测定方法对北京市售畜禽肉类预制菜和... 预制菜产业的发展壮大使预制菜标准体系建设迫在眉睫,为了解北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中无机元素组成和分布状况,研究其中有害元素含量水平和膳食暴露的健康风险,采用建立的预制菜中多元素测定方法对北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中无机元素含量进行分析,并对5种有害元素进行了健康风险评价,为预制菜食品安全国家标准研制提供科学依据。采用电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)测定41件北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中18种元素含量,样品包括肉丸类、扣(蒸)肉类、炒(煮)肉类、内脏类4个类别。使用单因子污染指数(Pi)和内梅罗综合污染指数(Pc)评价有害元素铬、砷、镉、铅、汞的污染程度,采用靶标危害系数(THQ/TTHQ)和致癌风险值(R)进行健康风险评价。结果表明,北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴中,17种元素均有检出,有害元素的检出率铬(100%)>铅(97.5%)>镉(78.0%)>砷(53.6%)>汞(0%)。铁、锌、铝、锰占元素总含量的87.0%,有害元素铬、铅、砷、镉、汞占比为0.34%。有害元素含量Cr(0.071 mg/kg)>Pb(0.033 mg/kg)>As(0.029 mg/kg)>Cd(0.008 mg/kg)>Hg(未检出),依据GB 2762-2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》,除1件梅菜扣肉中铅超标外,所有样品中铬、砷、镉、铅、汞含量均低于国家标准限量。元素含量范围离散程度较大,铜、砷、锡、钼、铅的变异系数分别为439.7%、265.1%、184.2%、164.0%、161.7%。肉丸类、扣(蒸)肉类、炒(煮)肉类、内脏类菜肴的Pi和Pc均处于安全等级,4个类别菜肴的TTHQ均小于1,从高到低依次为内脏类>扣(蒸)肉类>炒(煮)肉类>肉丸类,对人体不构成健康风险。4个类别菜肴的铬和砷的R值均在1×10^(-6)~1×10^(-4),致癌健康风险为可接受水平。有8件样品的砷R值为1.2×10^(-4)~3.4×10^(-4),大于1×10^(-4)的可接受水平,有较低致癌健康风险,但砷的形态较多,有待进一步采用砷形态进行评价。从分析结果可见,所采集的北京市售畜禽肉类预制菜和方便菜肴整体处于安全水平,健康风险较低,仅个别样品受到铅、砷、铬、镉不同程度污染,建议今后有必要开展更精准的元素形态风险监测,助力预制菜产业的安全健康发展。 展开更多
关键词 ICP-MS 畜禽肉 预制菜和方便菜肴 多元素 有害元素 健康风险评价
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波长色散X射线荧光光谱法测定少量生物样品中的Cl及其分析结果不确定度的评估
6
作者 王祎亚 马生凤 +2 位作者 许春雪 孙红宾 张磊 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第5期731-740,共10页
生物样品中Cl组分的X射线荧光光谱分析方法未见有少量样品分析方法的系统研究,通过对称样量、曲线校正分段以及Ge弯晶等条件的研究,在20 mm的测量直径特定条件下,采用经验系数校正模型,利用波长色散X射线荧光光谱仪压片技术建立了少量... 生物样品中Cl组分的X射线荧光光谱分析方法未见有少量样品分析方法的系统研究,通过对称样量、曲线校正分段以及Ge弯晶等条件的研究,在20 mm的测量直径特定条件下,采用经验系数校正模型,利用波长色散X射线荧光光谱仪压片技术建立了少量生物样品中的Cl组分的分析方法。通过对生物样品中Cl组分无限厚度的最低用样量实验,结果表明,0.20 g样品即可满足生物样品中Cl组分的分析测试。称取0.20 g生物国家一级标准物质,采用内径20 mm的镶边压片技术,选择Ge弯晶晶体,超薄铍窗为30μm,在真空状态下对Cl进行激发和探测,曲线校正选浓度低、中段曲线校正模式,低浓度段(0~0.10%)曲线相关系数可以达到0.9968,中浓度段(0.10%~2.80%)曲线相关系数可以达到0.9999,检出限为1.3μg/g,远低于区域地球化学样品分析方法中Cl的粉末压片-X射线荧光光谱法中的检出限,方法的精密度和准确度能满足分析测试要求。根据7个生物样品的分析结果,对其进行了不确定度的评估。鉴于同一样片随测量次数的增加其分析值不稳定的情况,建议样片现制现测。 展开更多
关键词 波长色散X射线荧光光谱 少量生物样品 不确定度评估
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超级微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定不同类型土壤中的全硼
7
作者 李霞 罗丽卉 +3 位作者 夏涵 王棚 杨定清 游蕊 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第8期1194-1200,共7页
为提高土壤全硼的检测效率和数据可靠性,利用超级微波消解仪对土壤样品进行消解,通过探究样品称样量、消解酸体系及消解温度等因素对全硼测定的影响,建立了超级微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定不同类型土壤中全... 为提高土壤全硼的检测效率和数据可靠性,利用超级微波消解仪对土壤样品进行消解,通过探究样品称样量、消解酸体系及消解温度等因素对全硼测定的影响,建立了超级微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定不同类型土壤中全硼的方法,并与传统碳酸钠熔融法进行了比较。结果表明,新建立方法的最优实验条件是在0.1 g土壤样品中加入硝酸-氢氟酸-高氯酸溶液(3 mL HNO_(3)+1.5 mL HF+1 mL HClO_(4)),放入超级微波中260℃温度下消解,使用超纯水定容至50 mL,然后采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定。新方法测定的全硼含量在0~1 mg/L线性关系良好,线性相关系数为0.999 9,方法检出限(LOD)为1.4 mg/kg,定量限(LOQ)为5.5 mg/kg。通过对土壤加标样品及标准物质的测定,加标回收率为97.1%~103%,相对标准偏差(RSD)为1.5%~3.0%,方法拥有良好的精密度和准确度,并且高效、准确、安全,可为不同类型土壤全硼含量的检测提供可靠的分析方法支撑。 展开更多
关键词 超级微波消解 电感耦合等离子发射光谱法 全硼 不同类型土壤
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催化剂研究中的X射线光电子能谱(XPS)分析方法概述
8
作者 赵志娟 徐鹏 +2 位作者 章小余 屈宝龙 刘芬 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第1期44-55,共12页
催化剂在现代化工领域扮演着至关重要的角色,在提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染等方面起着不可替代的作用。随着科学认知的不断提升,催化剂的研究已经从宏观的动力学性能评估,深入到微观的分子层面和电子结构分析。作为材... 催化剂在现代化工领域扮演着至关重要的角色,在提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染等方面起着不可替代的作用。随着科学认知的不断提升,催化剂的研究已经从宏观的动力学性能评估,深入到微观的分子层面和电子结构分析。作为材料表界面研究领域中最有效的一种分析方法,在过去几十年里X射线光电子能谱(XPS)技术以其坚实的物理学基础和表面灵敏性已经成为研究催化材料的标准分析工具,且随着XPS仪器的日益普及,其应用也在不断增长。然而催化剂材料中的活性组分多趋于低含量、小尺度且成分复杂不稳定,对XPS高质量测试提出了巨大挑战。对催化剂研究中的常规XPS分析方法进行系统性的综述,对样品制备、实验设计、数据处理与谱图解析等流程中存在的问题和可能的处理方法进行了讨论,并对XPS技术在催化领域的应用前景进行了展望,以期为其他材料研究提供参考和启示。 展开更多
关键词 催化剂 X射线光电子能谱(XPS) 多相催化 纳米颗粒
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铜铅锌多金属矿地球化学标准物质复研制
9
作者 刘妹 潘含江 +4 位作者 杨榕 赵凯 顾雪 周国华 顾铁新 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第6期820-831,共12页
铜、铅、锌是有色金属工业的基础性矿产资源,其矿产的调查、勘查、开发利用过程中需要对矿石品位与化学组成进行准确测试,基体匹配的标准物质是获得准确可靠测量数据的技术保障。中国研制的铜铅锌矿石标准物质随着多年使用大部分已耗尽... 铜、铅、锌是有色金属工业的基础性矿产资源,其矿产的调查、勘查、开发利用过程中需要对矿石品位与化学组成进行准确测试,基体匹配的标准物质是获得准确可靠测量数据的技术保障。中国研制的铜铅锌矿石标准物质随着多年使用大部分已耗尽,主要成矿元素存在部分品位缺失的情况。为满足战略性找矿和进出口贸易的需求,按国家一级标准物质研制规范要求,复研制了7个多金属矿石成分分析标准物质(GBW07162a~GBW07168a),于2022年被审批为国家一级标准物质。样品采自矿种的典型矿区,与首批样品采样矿区相同,包括安徽铜陵铜矿、江西银山多金属矿、江西德兴铜矿、广东凡口铅锌矿4个矿区。经对27种代表性成分的检验评估表明样品均匀性和稳定性良好。选择12家实验室使用多种不同原理、准确可靠的分析方法协作定值,定值成分30种,包含成矿元素、共伴生和可综合利用元素及脉石主成分。复制批标准物质定值水平较首批有了长足的进步,7个样品30种成分共计210个特性量均给出认定值(含32个参考值),In、Tl、W、Bi、Sn等难测元素的认定值数量较首批显著增加,主要成矿元素Cu、Pb、Zn的含量级次与首批基本一致,含量覆盖边界品位、平均品位、富矿及精矿品级,是目前紧缺的有色金属矿石地球化学标准物质的有效补充,可用于矿产勘查、开发和选冶以及商检贸易过程中样品测试的量值标准和质量监控,可为新一轮找矿突破战略行动提供基础技术支撑。 展开更多
关键词 多金属矿石 地球化学标准物质 精矿 不确定度 复研制
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超声浸提-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定土壤中有效钼含量
10
作者 田丽 雷建容 +4 位作者 陈春秀 何娟 肖春 阳路芳 杨晶 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第10期1636-1643,共8页
目前土壤有效钼的检测标准在样品前处理上耗费时间长,试剂用量大,研究一种高效快捷的检测方法,满足大批量样品检测的时效性意义重大。以草酸-草酸铵作为浸提剂,采用超声浸提-电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定,建立了土壤中有效钼的... 目前土壤有效钼的检测标准在样品前处理上耗费时间长,试剂用量大,研究一种高效快捷的检测方法,满足大批量样品检测的时效性意义重大。以草酸-草酸铵作为浸提剂,采用超声浸提-电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定,建立了土壤中有效钼的分析方法。称取样品2.50 g,加入25.00 mL草酸-草酸铵浸提剂,超声浸提20 min,将样品稀释5倍,以^(103)Rh作为内标,用ICP-MS在动能歧视模式(KED)下选用^(98)Mo质量数进行测定。结果表明,待测液稀释5倍后选用^(98)Mo质量数测定,^(103)Rh内标回收率在90.0%~98.0%,呈稳定趋势,质谱干扰和基体背景干扰均得到有效消除。通过11份全流程空白的测定,方法检出限为0.003 mg/kg,国家标准物质6次平行测定的相对误差和RSD均小于5%。建立的方法准确性高,适合于大批量样品有效钼的测定。 展开更多
关键词 超声浸提 电感耦合等离子体质谱法 土壤 有效钼
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熔融制样-X射线荧光光谱法测定铁矿石中铁、硅、铝
11
作者 张敏 甘黎明 +4 位作者 冯博鑫 门倩妮 王啸 廖彬膑 王鹏 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第2期249-256,共8页
铁矿石组分的构成和占比极其复杂,其中铁、硅和铝作为主要组分,其含量对于研究铁矿石的性质占据重要地位,并且对于其他金属和非金属元素的准确测定具有重要的影响,因而准确测定铁矿石中的铁、硅和铝的含量具有重要的科学意义。使用熔融... 铁矿石组分的构成和占比极其复杂,其中铁、硅和铝作为主要组分,其含量对于研究铁矿石的性质占据重要地位,并且对于其他金属和非金属元素的准确测定具有重要的影响,因而准确测定铁矿石中的铁、硅和铝的含量具有重要的科学意义。使用熔融制样技术,利用高温灼烧法去除铁矿石中氟、氯、硫以及碳,采用X射线荧光光谱法建立标准曲线对铁矿石中的铁、硅和铝量进行定量分析。通过考察最佳称样比例、脱模剂用量、熔融温度和熔融时间等条件,实验表明,称样比例为1∶8,用5滴脱模剂用量,在1150℃下熔融10 min的样品质地均匀、完整透明、光滑无气泡。对铁矿石国家一级标准标准物质GBW07822、GBW07824、GBW07827分别进行8次平行测定,计算铁、硅和铝量测定结果,其正确度(RE)为0.15%~1.4%,精密度为(RSD,n=8)0.080%~1.6%,两项结果均符合DZ/T 0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》。方法用于铁矿石中铁、硅和铝量的测定结果准确可靠。 展开更多
关键词 熔融制样 铁矿石 X射线荧光光谱法
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基于常规X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)技术的透明柔性导电膜薄膜厚度表征
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作者 张少鸿 莫家媚 苏秋成 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第1期118-125,共8页
X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术,典型的分析深度约为10 nm,主要用于表征材料表面元素及其化学状态,并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD... X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术,典型的分析深度约为10 nm,主要用于表征材料表面元素及其化学状态,并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD主要利用晶体对X射线的衍射测定材料的晶体结构;同时可利用材料表面、界面对X射线的反射,研究材料的物性,包括密度、厚度、粗糙度等。利用实验室常规的XPS和XRD联合表征多层薄膜厚度;结合两者各自的优势,通过简单、便捷的方法实现多层薄膜的结构表征。通过XRD测试多层薄膜的反射干涉条纹,运用快速傅里叶变换(FFT)方法得到其厚度信息;通过XPS深度剖析得到膜层组分及其纵向分布的信息,从而完整表征了多层薄膜的结构。所表征的样品为组成和结构未知的透明柔性导电膜。结合XPS和XRD分析得到结果:薄膜为三层复合膜结构,首层由SnO_(2)、In_(2)O_(3)、TiO_(2)和ZnO组成,厚度为42.6 nm;中间为19.2 nm Ag纳米线;靠近基底层由ZnO、In_(2)O_(3)和TiO_(2)组成,厚度为59.0 nm。建立的方法完全避免了建模的繁杂过程和不确定性,方便、快速地得到薄膜结构组成,包括:每层薄膜厚度、组成成分、层间堆叠顺序等。方法在薄膜研究、生产过程质量控制等方面应用都有十分重要意义。 展开更多
关键词 X射线光电子能谱(XPS) X射线衍射(XRD) 薄膜厚度 深度剖析 X射线反射率(XRR) 快速傅里叶变换(FFT)
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多层深度学习模型驱动的水质COD测量研究
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作者 郑培超 何浩楠 +7 位作者 陈述斌 李海娟 侯艳 李成林 阮伟 杨琴 王金梅 李彪 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第5期618-627,共10页
有机物污染严重威胁着水资源生态系统,并直接危害人类健康。化学需氧量(COD)作为评估水体污染程度的重要指标,其准确预测对于有效的水质管理和环境保护至关重要。然而,由于水质序列的非线性和非平稳性特征,传统的预测模型在准确性上存... 有机物污染严重威胁着水资源生态系统,并直接危害人类健康。化学需氧量(COD)作为评估水体污染程度的重要指标,其准确预测对于有效的水质管理和环境保护至关重要。然而,由于水质序列的非线性和非平稳性特征,传统的预测模型在准确性上存在局限。此外,将深度学习网络与元启发式算法结合的性能尚未得到充分验证。为了克服这些挑战,提出了一种创新的多层深度学习模型,用于提高紫外-可见吸收光谱技术在COD测量中的预测精度。模型融合了卷积神经网络(CNN)以提取光谱的空间特征,双向长短期记忆网络(BiLSTM)以捕捉数据的时间依赖性,以及注意力机制(Attention)以增强对关键信息的识别。通过鲸鱼优化算法(WOA)对超参数进行优化,显著提升了预测性能。结果表明,模型在测试集上的决定系数(R2)为0.9601,均方根误差(RMSE)为0.1339,平均绝对误差(MAE)为0.1092,显著提高了COD预测的精确度和鲁棒性。未来的研究将探索集成更多环境变量,以开发更为全面的深度学习模型,进一步推动水质监测与管理技术的发展。 展开更多
关键词 光谱学 化学需氧量 深度学习 超参数优化 水质检测
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基于算法优化极限学习机的香芋皮改性膳食纤维制备及其NO_(2)^(-)吸附量预测
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作者 邓忠惠 谢微 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第6期889-897,共9页
在响应面法的基础上,收集所有实验数据,包括工艺参数和NO_(2)^(-)吸附量。对数据进行预处理,选择合适的输入变量(料液比、盐酸浓度、反应温度和反应时间),使用训练数据建立初始ELM模型。采用遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、麻雀搜... 在响应面法的基础上,收集所有实验数据,包括工艺参数和NO_(2)^(-)吸附量。对数据进行预处理,选择合适的输入变量(料液比、盐酸浓度、反应温度和反应时间),使用训练数据建立初始ELM模型。采用遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、麻雀搜索算法(SSA)、灰狼优化算法(GWO)和海鸥算法(SOA)对ELM进行优化。使用训练数据集对优化后的ELM模型进行训练。使用测试数据集对模型进行验证,评估模型的性能指标。结果显示,5种优化后的ELM模型在各项性能指标上均优于初始ELM模型。在5种优化算法中,SSA-ELM模型表现最为显著,其绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、均方误差根(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.023498、0.0007391、0.027186和0.037267%,是所有优化算法测试模型中最低值。在测试模型中,原始ELM模型的R^(2)为0.013291,而GA-ELM、PSO-ELM、SSA-ELM、GWO-ELM和SOA-ELM模型的R^(2)分别0.86709、0.98016、0.99971、0.99998和0.99969。这表明5种优化ELM模型具有更高的拟合度、更好的泛化能力和稳定性,且相对于原始ELM模型,R^(2)值有显著提升。优化后的ELM模型,可以快速、准确地预测不同工艺条件下香芋皮改性膳食纤维的NO_(2)^(-)吸附量,减少实验成本和时间,提高生产效率和产品质量,为实际应用提供可靠的预测工具。 展开更多
关键词 香芋皮改性膳食纤维 响应面法 极限学习机 算法优化 预测
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杭州湾重金属分布特征及环境影响因子研究
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作者 祝银 郝青 +6 位作者 孙毅 佘运勇 陈页 李江林 邹伟明 张立 严忠雍 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第9期1330-1340,共11页
杭州湾受径流、潮汐和地形耦合作用的影响,湾内海水与东海海水交换能力弱,重金属的扩散迁移机制复杂。基于杭州湾近岸海域海水和沉积物的监测数据,探析锌、砷、铜、铬、铅、镉、汞七种重金属的分布特征,并对相关环境影响因子进行识别。... 杭州湾受径流、潮汐和地形耦合作用的影响,湾内海水与东海海水交换能力弱,重金属的扩散迁移机制复杂。基于杭州湾近岸海域海水和沉积物的监测数据,探析锌、砷、铜、铬、铅、镉、汞七种重金属的分布特征,并对相关环境影响因子进行识别。结果显示:杭州湾海水中重金属含量大小依次为锌、砷、铜、铬、铅、镉、汞,均值分别为8.70、2.91、2.57、2.55、0.63、0.059和0.033μg/L,7种重金属的空间分布各异,无相似特征;营养盐、盐度和悬浮物是杭州湾海水中重金属空间分布的环境影响因子。杭州湾沉积物中重金属含量大小依次为锌、铬、铅、铜、砷、镉、汞,均值分别为81.8、58.1、38.7、26.0、6.1、0.11和0.045 mg/kg,大于水体中的含量,其中铜、锌、铬三种重金属元素彼此具有显著相关性,具有相似的空间分布特征;沉积物中石油类影响镉的空间分布,有机碳和石油类是汞空间分布的环境影响因子。 展开更多
关键词 杭州湾 重金属 分布特征 环境影响因子
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松柏山水库沉积物重金属生态-健康风险评估
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作者 田野 杨爱江 +2 位作者 卯燕军 张青青 曾曦 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第2期191-201,共11页
为了解在贵阳市和贵安新区饮用水源地松柏山水库沉积物重金属的污染状况及生态-健康风险。于2022年8月至2023年9月在松柏山水库库区上下游选择9个采样点,开展12个月的采样工作,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对Cr、Zn、Mn、Co、Cd... 为了解在贵阳市和贵安新区饮用水源地松柏山水库沉积物重金属的污染状况及生态-健康风险。于2022年8月至2023年9月在松柏山水库库区上下游选择9个采样点,开展12个月的采样工作,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对Cr、Zn、Mn、Co、Cd、Cu和Pb等7种重金属进行分析测试,并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态指数法、地累积指数法和非致癌健康风险评价法对沉积物重金属的污染程度,同时评估人体的非致癌健康风险。结果表明:Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Cd和Pb的年均浓度分别为91.2、905、66.3、109、236、0.781和33.3 mg/kg,其中Cd和Cu超过农用地土壤污染风险管控标准中的风险筛选值,Cr、Mn、Co、Zn和Pb低于风险筛选值;内梅罗综合污染指数分析表明,水库处于尚无污染-轻度污染,其中重金属Cd为主要污染因子;7种重金属的潜在生态风险程度为Cd>Co>Cu>Pb>Zn>Cr>Mn,其中Cd为主要潜在生态风险因子;地累积指数结果表明Cd>Co>Cu=Zn>Cr=Pb=Cr,Cd为主要污染因子;相关性分析表明:全磷与Cd具有显著的相关性,主要来源于供水过程的输入。健康风险评估结果表明;7种重金属对成人和儿童的非致癌指数均在可接受的范围内(HI<1),其中重金属Cr的非致癌风险最高,达到3.9×10^(-1)。 展开更多
关键词 ICP-MS 饮用水水源地 重金属 生态风险 健康风险
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聚腺嘌呤介导的适配体修饰Au@Pt纳米酶探针检测水中Pb^(2+)
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作者 薛梅 白龙 +1 位作者 苏采薇 叶泰 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第5期609-617,共9页
铅(Pb)作为典型的有毒重金属元素,其环境迁移特性已被证实具有显著的生物毒性效应,而传统的Pb^(2+)检测方法往往依赖于复杂的设备和专业的操作人员。因此开发简便、灵敏的Pb^(2+)检测平台对于食品安全监控及毒理学评估十分重要。为了简... 铅(Pb)作为典型的有毒重金属元素,其环境迁移特性已被证实具有显著的生物毒性效应,而传统的Pb^(2+)检测方法往往依赖于复杂的设备和专业的操作人员。因此开发简便、灵敏的Pb^(2+)检测平台对于食品安全监控及毒理学评估十分重要。为了简便、灵敏检测Pb^(2+),采用聚腺嘌呤将适配体锚定在具有核壳结构的金-铂双金属纳米酶表面,构建了用于Pb^(2+)灵敏检测的纳米酶探针(Au@Pt-polyAT30695)。在金纳米颗粒表面引入铂壳层,不仅提高了纳米酶的过氧化物模拟酶活性,同时利用金属铂对腺嘌呤高亲和力,实现了纳米酶表面适配体的可控固定,有效保障了纳米酶探针的识别效能。Pb^(2+)存在下,Au@Pt-polyAT30695表现出更强的过氧化物模拟酶活性,催化Amplex UltraRed (AUR)氧化荧光增强。系统考察了铂壳厚度和聚腺嘌呤数量对Pb^(2+)响应的影响,在最佳检测条件下,溶液的荧光强度增益比与Pb^(2+)的浓度(0.01~300 nmol/L)呈线性相关,检出限为3.47 pmol/L(S/N=3)。此外,将该探针用于黄浦江水样加标回收实验,回收率在93.0%~113%。结果表明,构建的Au@Pt-polyAT30695探针能够简便、灵敏地检测Pb^(2+)且在实际水样中具有潜在的应用价值,能够为环境水体中Pb^(2+)监测提供有效的技术手段。 展开更多
关键词 纳米酶 适配体 铅离子 金铂纳米颗粒 探针
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电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定红茶中15种元素含量
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作者 马蕊 林勇 吴惟筠 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第8期1228-1237,共10页
建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定红茶中Mg、K、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Cr、Ni、Cu、As、Se、Cd、Sn、Pb等15种元素含量的方法。通过对消解方式、消解试剂以及微波消解程序进行系统优化,选择最优方法对茶叶样品进行前处... 建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定红茶中Mg、K、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Cr、Ni、Cu、As、Se、Cd、Sn、Pb等15种元素含量的方法。通过对消解方式、消解试剂以及微波消解程序进行系统优化,选择最优方法对茶叶样品进行前处理,并应用ICP-MS法进行检测。结果表明,以硝酸-过氧化氢(V∶V=7∶1)为消解试剂对茶叶样品进行微波消解,其消解条件为程序1,其功率1 500 W、温度梯度(130℃-160℃-200℃)、消解时间89 min,可将茶叶样品完全消解。在相应浓度范围内各元素的线性关系良好,且相关系数均大于0.999 5,检出限为0.004~2.8μg/kg,定量限为0.08~9.6μg/kg;通过向茶叶基质样品中加入低、中、高的3水平浓度标准溶液,测定元素的加标平均回收率为76.8%~98.6%,精密度为0.054%~9.6%。方法具有消解完全、操作简便、专属性强、灵敏度高、准确性好等优点,可满足茶叶中15种元素含量的快速准确检测需求。 展开更多
关键词 茶叶 电感耦合等离子体质谱法 微波消解
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电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定雪冰中的痕量铁
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作者 高少鹏 安红梅 王春慧 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第5期652-658,共7页
雪冰中痕量铁在全球铁循环和气候变化研究中具有重要意义,然而由于铁含量极低,雪冰样品中铁浓度的精确测量面临着技术上的挑战。通过系统优化电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的三种工作模式,包括标准模式(STD)、动能歧视模式(KED)和动态... 雪冰中痕量铁在全球铁循环和气候变化研究中具有重要意义,然而由于铁含量极低,雪冰样品中铁浓度的精确测量面临着技术上的挑战。通过系统优化电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的三种工作模式,包括标准模式(STD)、动能歧视模式(KED)和动态反应模式(DRC),以提高其对雪冰中痕量铁的检测灵敏度和抗干扰能力。通过对不同模式的参数(如碰撞气流量、反应气流量等)进行优化调试,结果显示,DRC模式具有显著的低检出限和抗基体干扰能力,最低检出限可至0.004 ng/m L,显著低于KED模式检出限0.11 ng/m L,是痕量铁分析的优选方法,而KED模式则作为可靠的替代。利用优化后的DRC模式对祁连山老虎沟冰川雪坑样品的铁含量进行测定,铁浓度在1.6~9.6 ng/m L,结果表明,DRC模式能稳定、高效地测量雪冰中极低浓度的铁,为雪冰中铁的高灵敏度分析以及极地和高原地区铁的地球化学循环研究提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 雪冰 电感耦合等离子体质谱 碰撞反应池
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响应面法优化ZIF-67/PES吸附剂处理染料废水
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作者 林江丽 阿合也力开·叶尔肯 苏珍 《中国无机分析化学 北大核心 2025年第9期1373-1384,共12页
通过采用响应面法(Response Surface Metho dology,RSM)中Box-Behnken设计(BBD)考察吸附时间、pH值、NaCl浓度等关键因素对吸附容量的影响,并通过方差分析(ANOVA)优化工艺参数,建立二次回归模型预测最佳吸附条件,优化ZIF-67/PES复合材... 通过采用响应面法(Response Surface Metho dology,RSM)中Box-Behnken设计(BBD)考察吸附时间、pH值、NaCl浓度等关键因素对吸附容量的影响,并通过方差分析(ANOVA)优化工艺参数,建立二次回归模型预测最佳吸附条件,优化ZIF-67/PES复合材料对三苯基甲烷染料(TPM)的吸附工艺,并验证方法可行性,以达到高效、经济且环保的废水处理效果。结果表明:对于孔雀石绿(MG),吸附时间(A)、pH值(B)、NaCl浓度(C)三个因素对吸附容量的影响程度是A>B>C,最佳吸附条件为吸附时间5.12 h、pH=7.19、NaCl浓度0.95 mol/L;对于品红酸(FA),三个因素对吸附容量的影响程度是A>C>B,最佳吸附条件为吸附时间1.32 h、pH=7.16、NaCl浓度0.95 mol/L;对于结晶紫(CV),影响程度是B>A>C,最佳吸附条件为吸附时间23.86 h、pH=11.18、NaCl浓度0.97 mol/L。在此条件下,验证ZIF-67/PES复合材料对MG、FA和CV的实际吸附容量与模型预测值相差分别为1.91%、1.34%、0.63%,均小于5%。这表明响应面优化其处理工艺是可行的,能为染料废水实际处理的最佳工艺条件提供参考。 展开更多
关键词 响应面法 ZIF-67/PES复合材料 三苯基甲烷染料 吸附
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