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紫外可见光谱结合化学模式识别对紫苏油的真伪鉴别 被引量:2
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作者 卞希慧 刘雨 +2 位作者 王瑶 张强 张妍 《分析测试学报》 北大核心 2025年第2期229-237,共9页
作为高经济价值且昂贵的非常规植物油,紫苏油易被低价食用油掺假。由于食用油的匀质性及其组成的复杂性,传统鉴别方法难以快速准确地鉴别紫苏油的真伪。该文探索了紫外可见光谱结合化学模式识别对紫苏油真伪鉴别的可行性。首先购买了40... 作为高经济价值且昂贵的非常规植物油,紫苏油易被低价食用油掺假。由于食用油的匀质性及其组成的复杂性,传统鉴别方法难以快速准确地鉴别紫苏油的真伪。该文探索了紫外可见光谱结合化学模式识别对紫苏油真伪鉴别的可行性。首先购买了40个纯紫苏油样品,并将大豆油、棕榈油分别按一定的比例加入到纯紫苏油中配制了51个二元掺伪和63个三元掺伪紫苏油样品。根据鉴别目的,从154个总样品中获得两个数据集,一个是由40个纯紫苏油和114个掺伪紫苏油构成的真伪紫苏油二分类数据集;另一个是由40个纯紫苏油、51个二元掺伪和63个三元掺伪紫苏油构成的真伪紫苏油三分类数据集。然后采用主成分分析(PCA)、簇类独立软模式(SIMCA)、偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)和极限学习机(ELM)4种方法,依次对以上两个数据集进行分类。使用混淆矩阵可视化分类结果,并用准确率、精确率、召回率、F1分数对模型性能进行评价。结果表明,对于真伪紫苏油二分类和三分类数据集,PLS-DA均为最佳模型,预测准确率分别为98.04%和100%。因此,紫外可见光谱结合化学模式识别可以实现真伪紫苏油的快速准确鉴别。 展开更多
关键词 紫苏油 紫外可见光谱 化学模式识别 真伪鉴别
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达卡巴嗪分子拉曼和紫外吸收光谱的理论研究 被引量:1
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作者 陈玉锋 陈慧 +3 位作者 任黎英 赵宁 韩金玲 李雨桐 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期49-53,共5页
采用密度泛函理论(Density functionol theory,DFT),在B3LYP/6-31+g(d,p)基组水平上,对达卡巴嗪进行了结构优化,通过频率计算,获得达卡巴嗪的拉曼光谱,与实验获得的拉曼光谱进行对比,对400~2000 cm^(-1)频率范围内的拉曼光谱特征峰进行... 采用密度泛函理论(Density functionol theory,DFT),在B3LYP/6-31+g(d,p)基组水平上,对达卡巴嗪进行了结构优化,通过频率计算,获得达卡巴嗪的拉曼光谱,与实验获得的拉曼光谱进行对比,对400~2000 cm^(-1)频率范围内的拉曼光谱特征峰进行了指认归属.计算分析前线分子轨道和表面静电势,预测了达卡巴嗪分子化学反应发生的位点.采用含时密度泛函理论(Time-dependent density functional theory,TDDFT)计算了该分子的紫外吸收光谱和激发态,获得电荷转移光谱,分析了达卡巴嗪分子间的电荷转移关系. 展开更多
关键词 密度泛函理论 达卡巴嗪 拉曼光谱 紫外光谱
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碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮
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作者 刘冰冰 张琳 《岩矿测试》 北大核心 2025年第3期478-487,共10页
地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高,造成水质恶化,同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化,对人类健康和经济发展造成严重影响。因此,地热水中总溶解氮的测定,对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水的合... 地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高,造成水质恶化,同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化,对人类健康和经济发展造成严重影响。因此,地热水中总溶解氮的测定,对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水的合理开发利用具有重要意义。针对地热水具有化学成分复杂多变、干扰组分多的特点,本文建立了碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮的方法,其中总溶解氮以硝酸根-氮的形式定量测定,其二阶导数光谱图可消除大部分干扰因素。通过研究硝酸根-氮紫外二阶导数光谱图,确定波长266.6nm对应的二阶导数值为特征吸光度。通过单因素水平实验和双因素方差分析实验优化消解反应中的消解参数,表明在一定条件范围内,稀释方案是影响总溶解氮测定最重要的因素,推荐选择消解温度为120℃,消解时间为20min,碱性过硫酸钾溶液体积为5.0mL;选择样品体积为10.0mL,在样品消解前稀释。共存离子干扰实验表明,高含量溴离子对总溶解氮的测定有正干扰。在0.20~5.0mg/L线性范围内,建立硝酸根(以氮计)标准溶液校准曲线,其决定系数R^(2)=0.9996。本方法加标回收率在94.0%~103.5%之间,相对偏差在0.83%~3.36%之间,准确度和可靠性高,干扰因素可控,需要样品量小,仪器成本低,可满足地热水中总溶解氮的快速、简单、准确批量检测需求。 展开更多
关键词 碱性过硫酸盐 紫外二阶导数光谱 消解 地热水 总溶解氮
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加替沙星拉曼光谱、紫外吸收光谱及微观结构的理论研究
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作者 陈玉锋 任黎英 +3 位作者 陈慧 赵宁 韩金玲 李雨桐 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第3期8-12,共5页
基于密度泛函理论(Density functional theory,DFT),M06-2X/6-311G(d,p)基组水平下对加替沙星分子的初始结构进行优化.计算其振动频率,采用VEDA4软件基于势能分布(Potential energy distribution,PED)计算结果对特征振动模式进行了归属... 基于密度泛函理论(Density functional theory,DFT),M06-2X/6-311G(d,p)基组水平下对加替沙星分子的初始结构进行优化.计算其振动频率,采用VEDA4软件基于势能分布(Potential energy distribution,PED)计算结果对特征振动模式进行了归属指认,并和实验光谱进行了对比.绘制了分子表面静电势,分析分子可能发生亲电和亲核反应的位点.利用含时密度泛函理论(Time-dependent density functional theory,TDDFT)计算了加替沙星分子的激发态,讨论了加替沙星分子内的电子跃迁.该研究为分析加替沙星的光谱和电子结构提供了理论基础. 展开更多
关键词 加替沙星 密度泛函理论 拉曼光谱 紫外光谱
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小样本紫外-可见吸收光谱数据的COD测定方法
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作者 郑培超 阮伟 +8 位作者 陈述斌 李海娟 侯艳 李成林 何浩楠 杨琴 王金梅 李彪 郭连波 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期343-352,共10页
化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度的精准预测在水质监测和环境保护中具有重要意义。然而,受限于样本量有限以及传统支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)模型超参数调优计算复杂,紫外-可见(Ultraviolet-Visible,UV-V... 化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度的精准预测在水质监测和环境保护中具有重要意义。然而,受限于样本量有限以及传统支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)模型超参数调优计算复杂,紫外-可见(Ultraviolet-Visible,UV-Vis)吸收光谱在COD预测中的精度受到限制。为此,构建了适用于小样本条件的光谱数据优化策略。首先,通过核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)提取光谱数据关键特征,提升数据处理效率;随后,利用基于梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络(Wasserstein Generative Adversarial Networks with Gradient Penalty,WGANGP)对关键特征进行数据增强,以缓解样本稀缺并提升模型对非线性关系的建模能力;最后采用牛顿-拉夫逊优化(Newton-Raphson-Based Optimizer,NRBO)实现SVR超参数的优化。实验结果表明,该方法在长江和嘉陵江水体COD预测中优于传统SVR,R^(2)从0.884 2提升至0.962 48,均方根误差(RMSE)降低36.34%,平均绝对误差(MAE)减少49.54%。该策略为光谱数据建模与水质污染监测提供了理论支持和实践依据。 展开更多
关键词 环境科学与工程 化学需氧量预测 Wasserstein生成对抗网络 紫外-可见吸收光谱 牛顿-拉夫逊优化算法 水质监测
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紫外吸收光谱法测定天然气中硫化氢含量国际标准进展
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作者 沈琳 周理 +2 位作者 宋柯静 敬豪 刘冬 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第1期142-148,共7页
目的探索天然气分析方法国际标准制定过程,分享国际标准ISO 11626:2024《天然气含硫化合物的测定用紫外吸收光谱法测定硫化氢含量》制定经验,规范该技术在国际领域的应用。方法对采用色谱柱预分离的间接检测技术和无需色谱分离直接检测... 目的探索天然气分析方法国际标准制定过程,分享国际标准ISO 11626:2024《天然气含硫化合物的测定用紫外吸收光谱法测定硫化氢含量》制定经验,规范该技术在国际领域的应用。方法对采用色谱柱预分离的间接检测技术和无需色谱分离直接检测的两种检测原理的紫外吸收光谱法的检测限、准确性、精密度进行实验研究。结果验证了紫外吸收光谱法具备准确、快速检测天然气中H2S含量的能力,总结了制定紫外吸收光谱法测定天然气中H2S含量国际标准的经验。结论提出的国际标准制定历程对今后天然气中含硫化合物含量的国际标准化分析工作思路具有参考意义。 展开更多
关键词 天然气 硫化氢 紫外吸收光谱 在线检测 国际标准
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基于光谱转换的日盲紫外光探测研究进展
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作者 付丽丽 张仓平 +1 位作者 张琦 郑锐林 《发光学报》 北大核心 2025年第5期924-940,共17页
日盲紫外波段因其独特的低背景噪声、高局域保密性及强抗干扰性,在特种通信领域具有广泛的应用。然而,现有硅基探测器对日盲紫外光探测效率低、响应度差的问题制约了其发展。基于光谱转换的日盲紫外光探测技术克服了直接探测技术中的诸... 日盲紫外波段因其独特的低背景噪声、高局域保密性及强抗干扰性,在特种通信领域具有广泛的应用。然而,现有硅基探测器对日盲紫外光探测效率低、响应度差的问题制约了其发展。基于光谱转换的日盲紫外光探测技术克服了直接探测技术中的诸多限制,具有低成本、高稳定性、高兼容性、工艺成熟等优势,成为日盲紫外光探测领域的重要研究方向之一。本文综述了基于光谱转换的日盲紫外光探测研究进展。首先,阐释了光谱转换日盲紫外光探测器的应用及分类;其次,总结了近年来在日盲紫外成像和日盲紫外光通信领域的高效率探测方案及研究进展;最后,对基于光谱转换的日盲紫外光探测技术的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 日盲紫外 光谱转换 光探测器 发光材料
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基于紫外光谱成像技术的DBD特征粒子的分布研究
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作者 姜松 刘通 +3 位作者 王永刚 孙九爱 吴忠航 屈骞 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1888-1893,共6页
介质阻挡放电(DBD)作为一种低温等离子体产生方法,在各个领域都有着广泛的应用。由于电极结构和激励源等因素的差异,放电产生的低温等离子体展现出不同的特性,包括活性粒子的种类、强度和分布等。其中,活性粒子的浓度和分布对低温等离... 介质阻挡放电(DBD)作为一种低温等离子体产生方法,在各个领域都有着广泛的应用。由于电极结构和激励源等因素的差异,放电产生的低温等离子体展现出不同的特性,包括活性粒子的种类、强度和分布等。其中,活性粒子的浓度和分布对低温等离子体应用起着重要的作用。为研究放电产生的等离子体区域内活性粒子的空间分布规律,本文提出了一种基于紫外光谱成像技术的活性粒子浓度空间分布诊断方法,在紫外光谱成像的基础上,利用对应波段带通滤光片,将采集到的紫外光谱图像转为对应的turbo映射,并提取图像灰度,分析特征粒子浓度的空间分布。以脉冲电源驱动下针-板结构DBD放电产生的N 2(337.1 nm)活性粒子为例,分析其在不同参数下的空间分布特征。结果表明,在脉冲电压驱动下,N 2(337.1 nm)激发态粒子主要沿着针尖位置形成的放电通道的轴线分布,靠近电介质时开始扩散,电荷在电介质板表面形成的沉积电场会加剧附近粒子的电离和碰撞,在介质板表面沉积为一个面积较大,浓度较高的区域。在放电通道的中心线上,针尖处强度最高,随着距离的增加而逐渐降低,在电介质表面粒子浓度升高,而当电压足够高时,会在通道头部出现第二个强度峰值,主要是由于此处的高能电子密度较高;在放电通道中,粒子浓度主要集中在通道中心处,并向两侧快速衰减,形成清晰的边界,电压越高边界越明显。最后使用Bland-Altman图法验证了本文提出的方法与发射光谱反映的粒子强度变化趋势及幅度具有较强的一致性,证明了紫外光谱成像检测方法的正确性,可为后续粒子调控和提高应用效率提供帮助。 展开更多
关键词 紫外光谱成像 粒子浓度分布 DBD 发射光谱
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激光锡等离子体极紫外光源发射光谱诊断研究
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作者 胡桢麟 王天泽 +3 位作者 何梁 林楠 冷雨欣 陈卫标 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1834-1841,共8页
由于具有发光体积小、能量转换效率高、稳定性高和非相干等特点,激光等离子体极紫外(LPP-EUV)光源在先进半导体制造与量测、材料表面分析和EUV计量学等领域应用广泛。本文开展了1μm固体激光Sn等离子体EUV光源发射光谱诊断研究。首先,... 由于具有发光体积小、能量转换效率高、稳定性高和非相干等特点,激光等离子体极紫外(LPP-EUV)光源在先进半导体制造与量测、材料表面分析和EUV计量学等领域应用广泛。本文开展了1μm固体激光Sn等离子体EUV光源发射光谱诊断研究。首先,在真空中测量了不同激光峰值功率密度下1μm激光激发固体Sn靶等离子体的13.5 nm带内辐射能量、7~24 nm EUV波段和350~750 nm可见光(VIS)波段的发射光谱,计算了能量转换效率(CE)和光谱纯度(SP),分析了激光峰值功率密度对Sn等离子体EUV光谱、VIS光谱、CE和SP的影响规律。在本实验的参数范围内,CE随着激光峰值功率密度的提升先快速增大后缓慢减小,在激光峰值功率密度为5.2×10^(11)W·cm^(-2)时达到最大值2.47%。SP随激光峰值功率密度的提升而增大,在1.5×10^(12)W·cm^(-2)时达到最大值7.52%。然后,基于Sn等离子体VIS波段的时间分辨光谱,采用萨哈-玻尔兹曼图法和斯塔克展宽法计算了等离子体起爆后60~160 ns的电子温度(T_(e))和电子密度(n_(e)),研究了真空中Sn等离子体T_(e)和n_(e)随时间的演化规律,并进一步分析了T_(e)和n_(e)对EUV波段辐射和13.5 nm带内辐射的影响规律。结果表明,激光峰值功率密度的上升会导致等离子体T_(e)和n_(e)的上升,T_(e)和n_(e)的变化影响着不同电荷态离子的分布,进而导致EUV辐射谱分布的变化。在本实验的参数范围内,随着T_(e)和n_(e)增大,CE先增大后减小,而SP一直增大。过低的T_(e)会导致Sn等离子体UTA峰位未达到13.5 nm,过高的T_(e)会导致更多的驱动激光能量转化为13.5 nm以下的EUV辐射,造成CE未达到最优。以上研究结果为固体激光驱动LPP-EUV光源的工程化研发,以及我国自主开展EUV光刻、EUV计量与检测提供了研究基础与技术支持。 展开更多
关键词 紫外光源 激光等离子体 发射光谱诊断 等离子体温度 电子密度
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日盲紫外拉曼光谱遥测系统及其检测实验
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作者 王维林 郭一新 +4 位作者 金伟其 裘溯 何玉青 郭宗昱 杨书宁 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期706-711,共6页
拉曼光谱检测广泛应用于毒品、化学品泄漏、食品安全、爆炸物残留等领域,而传统可见光或近红外光的拉曼光谱系统受环境光影响大,通常需在封闭的样品盒或夜间条件下进行拉曼光谱检测;常规的紫外拉曼光谱检测则多以微距为主,难以在自然光... 拉曼光谱检测广泛应用于毒品、化学品泄漏、食品安全、爆炸物残留等领域,而传统可见光或近红外光的拉曼光谱系统受环境光影响大,通常需在封闭的样品盒或夜间条件下进行拉曼光谱检测;常规的紫外拉曼光谱检测则多以微距为主,难以在自然光条件下适应样品的遥测要求。面对自然光环境下特殊的拉曼光谱遥测需求,设计搭建了一套紫外拉曼光谱遥测实验系统,由266 nm激光光源、前置光学系统、信号接收系统和信号处理系统组成,采用发射光路与收集光路同轴半共用的光学系统设计,保证了系统对焦的灵活性,可对远距离物质快速对准聚焦并进行检测;前置光学系统与信号接收系统使用中继透镜、光纤、日盲紫外光谱仪耦合的方式传输与检测了拉曼光谱,保证了系统整体的灵活性。采用迭代差分自回归估计的拉曼光谱降噪算法IDAR对检测的拉曼光谱进行降噪,提升了对样本弱拉曼特征峰的分辨能力。通过在200~1500 mm距离、每隔100 mm设置检测点,对特氟龙(teflon)、碳酸氢钠(sodium bicarbonate)、葡萄糖酸钙(calcium gluconate)、罗红霉素(roxithromycin)以及布洛芬(ibuprofen)等五种典型物质进行了重复多组不同积分时间、不同距离的拉曼光谱遥测实验,并与15 mm微距紫外拉曼光谱检测系统的测试结果进行了对比,实验结果表明:遥测系统可对距离1500 mm处的特氟龙进行有效检测,对碳酸氢钠、布洛芬、葡萄糖酸钙以及罗红霉素等四种样本的遥测距离达到600 mm,证明日盲紫外拉曼光谱遥测实验系统具有自然环境光下较好的遥测能力,遥测距离可满足部分现场安全检测、毒品检测、爆炸物残留检测以及食品安全检测等应用场景要求。 展开更多
关键词 拉曼光谱 日盲紫外 遥测 系统设计
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紫外光谱结合机器学习算法的祛痘类化妆品中4种禁用抗感染类药物快速筛查
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作者 向健华 芦丽 +1 位作者 方方 石心红 《分析测试学报》 北大核心 2025年第6期1096-1106,共11页
基于紫外光谱结合机器学习算法,以甲硝唑、酮康唑、氯霉素和诺氟沙星4种常见禁用抗感染类药物为模型物质,建立了一种适用于祛痘类化妆品中非法添加禁用药物的快速筛查定性模型。该研究共采集167批祛痘类化妆品的紫外光谱,采用二维相关光... 基于紫外光谱结合机器学习算法,以甲硝唑、酮康唑、氯霉素和诺氟沙星4种常见禁用抗感染类药物为模型物质,建立了一种适用于祛痘类化妆品中非法添加禁用药物的快速筛查定性模型。该研究共采集167批祛痘类化妆品的紫外光谱,采用二维相关光谱(2D-COS)进行紫外光谱特征波段选择,通过对比22种光谱预处理方法、3种机器学习算法、3种数据集划分比例下各模型的效果,建立了分别含甲硝唑、酮康唑、氯霉素、诺氟沙星的阳性样品和阴性样品的五分类定性模型。结果表明,选择190~360 nm的紫外光谱,经标准正态变量变换(SNV)和Savitzky-Golay卷积平滑(SG)联合处理,选用训练集与预测集划分比例7∶3,采用误差逆传播(BP)神经网络算法建立定性分类模型时,模型训练集与预测集的准确率分别可达96.58%和98.00%,具有良好的预测与泛化能力。此方法能有效对化妆品中4种禁用抗感染药物进行快速准确筛查鉴别,不仅节省了检测成本与时间,提高了检测效率,为化妆品中非法添加禁用物质的检测提供了一种新型智能化的手段,也为未来不断更新迭代的非法添加禁用物质的快速筛查提供了新的思路和解决方案,且可助力现场快检。 展开更多
关键词 紫外光谱 化妆品 误差逆传播神经网络 随机森林 支持向量机 二维相关光谱
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紫外吸收光谱法测定油茶籽含油量的方法研究
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作者 肖新生 谢永燕 +2 位作者 张静雅 左莎莎 蒋黎艳 《中国粮油学报》 北大核心 2025年第3期167-173,共7页
为了探究快速测定油茶籽含油量的方法,以油茶籽为原料,从油料的萃取方法和仪器分析条件选择出发,建立了紫外吸收光谱法测定油茶籽含油量的方法。油茶籽样品分别通过涡旋振荡、磁力搅拌和超声波前处理条件优化后,确定了涡旋振荡提取法,... 为了探究快速测定油茶籽含油量的方法,以油茶籽为原料,从油料的萃取方法和仪器分析条件选择出发,建立了紫外吸收光谱法测定油茶籽含油量的方法。油茶籽样品分别通过涡旋振荡、磁力搅拌和超声波前处理条件优化后,确定了涡旋振荡提取法,并对液料比、涡旋速度进行了优化;比较了不同波段下油茶籽油浓度与吸光度之间的关系,确定了测定波长和标曲方程。结果表明:在1.00 g油茶籽,15 mL正己烷,2400 r/min涡旋振荡提取30 min的条件下,当测定波长为271 nm时,油茶籽含油率与吸光度有较好的线性关系,其标准曲线方程为Y=0.0183 X+0.0419,R^(2)=0.999,检出限为0.27%,定量限为0.82%,与国家标准方法传统索氏提取法得出的结果无显著差异。 展开更多
关键词 紫外吸收光谱 油茶籽 含油量 涡旋振荡
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反向传播神经网络结合紫外-近红外融合光谱对“互助”青稞酒的判别研究
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作者 赵玉霞 张明锦 +2 位作者 王茹 张世芝 殷博 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1290-1299,共10页
“互助”青稞酒作为保护地理标志产品,对其准确评价分类具有重要意义。紫外光谱(UV)和近红外光谱(NIR)技术具备快速、准确、无损检测、无需样品预处理等优势,在食品等领域已广泛应用。本研究采用UV、NIR及紫外-近红外中级数据融合光谱(U... “互助”青稞酒作为保护地理标志产品,对其准确评价分类具有重要意义。紫外光谱(UV)和近红外光谱(NIR)技术具备快速、准确、无损检测、无需样品预处理等优势,在食品等领域已广泛应用。本研究采用UV、NIR及紫外-近红外中级数据融合光谱(UV-NIR)结合反向传播神经网络(BPNN)法建立了快速、无损、高效的“互助”青稞酒判别分类模型。由于光谱特征峰叠加干扰,未经优化的光谱受到噪声和基线漂移等影响,采用标准正态变量变换(SNV)、Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶导数(1D)和二阶导数(2D)4种预处理方法对光谱进行去噪处理。相对单一光谱,融合光谱能够互补多元化学信息,提高分类模型性能,通过竞争自适应重加权采样(CARS)、连续投影算法(SPA)、主成分分析(PCA)、变量投影重要性分析(VIP)和变量组合集群分析(VCPA)5种变量筛选方法选择特征变量,达到优化模型性能及融合两种光谱有效信息。选择最佳方法建立单一光谱和融合光谱的BPNN模型。结果表明,UV光谱经SNV预处理以SPA选择30个特征变量建立的分类模型识别效果最好,分类准确率为100%,MSE值、R_(P)^(2)、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0.0180、1、0.9283、0.9587、0.9130、0.9297;NIR和UV-NIR经SG预处理后以PCA分别选择84和106个特征变量建立的分类模型识别效果最好,NIR光谱分类准确率为100%,MSE值、R_(P)^(2)、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0、1.000、1.000、1.000、1.000、1.000;UV-NIR光谱分类准确率为100%、MSE值、R_(P)^(2)、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0.0057、1.000、1.000、0.9871、0.9913、0.9964;与单一光谱建模相比,融合光谱可明显提高分类模型的预测能力和稳健性,实现“互助”青稞酒的快速、无损分析。 展开更多
关键词 “互助”青稞酒 紫外光谱 近红外光谱 光谱融合 变量筛选 反向传播神经网络(BPNN)模型
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基于KPCA-PSO-ELM算法的地表水化学需氧量紫外-可见吸收光谱检测研究 被引量:3
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作者 郑培超 周椿棪 +5 位作者 王金梅 尹义同 张莉 吕强 曾金锐 何雨欣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期707-713,共7页
化学需氧量(COD)是水质检测重要指标之一,反映水体有机物含量。传统的COD化学检测方法存在操作繁琐,等待时间长,二次污染等缺点。紫外-可见吸收光谱法是目前水体化学需氧量检测中应用最为广泛的方法之一,具有检测快速、无污染等特点。... 化学需氧量(COD)是水质检测重要指标之一,反映水体有机物含量。传统的COD化学检测方法存在操作繁琐,等待时间长,二次污染等缺点。紫外-可见吸收光谱法是目前水体化学需氧量检测中应用最为广泛的方法之一,具有检测快速、无污染等特点。为了满足地表水化学需氧量快速、实时、在线监测等要求,采用紫外-可见吸收光谱进行测量,提出了内核主成分分析(KPCA)结合粒子群优化极限学习机(PSO-ELM)预测模型,满足当前对地表水化学需氧量快速、实时监测的要求。对光谱进行Savitzky-Golay(SG)滤波以降低随机噪声的影响;用积分光谱代替原光谱,以降低信号波动带来的影响;再将得到的光谱信息归一化,消除不同光谱数据量纲的影响。将预处理后的数据利用KPCA算法将全光谱数据压缩为5个特征,有效解决光谱信息冗余的问题;采用PSO算法对ELM的权重和偏置进行优化极大提高了模型的精度。对217个河流、长江及支流、湖库等地表水样本按照7∶3随机划分成训练集和测试集,并进行建模测试,其中训练集拟合优度(R2)为0.930 2、均方根误差(RMSE)为0.363 0 mg·L^(-1)、测试集拟合优度R2为0.931 9、均方根误差(RMSE)为0.400 7 mg·L^(-1)。为了验证提出的基于KPCA全光谱数据压缩方法对预测模型的提升效果,分别对比了主成分分析(PCA)、连续投影算法(SPA)、套索回归(LASSO)等特征处理算法。PCA-PSO-ELM模型的RMSE为0.715 1 mg·L^(-1)、 SPA-PSO-ELM模型的RMSE为0.473 7 mg·L^(-1)、 LASSO-PSO-ELM模型的RMSE为0.412 6 mg·L^(-1), KPCA-PSO-ELM模型较上述三种模型,RMSE分别降低了78.46%、 18.22%、 2.97%,结果表明KPCA是一种高效的光谱降维算法,能够有效消除光谱冗余信息,提升模型预测精度。基于KPCA-PSO-ELM预测模型结合紫外-可见吸收光谱可以实现对地表水COD快速、实时检测,为在线COD检测场景提供方法支撑。 展开更多
关键词 化学需氧量 紫外-可见吸收光谱 内核主成分分析 极限学习机
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紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法的水体磷酸根离子检测研究 被引量:2
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作者 郑培超 尹义同 +4 位作者 王金梅 周椿棪 张莉 曾金锐 吕强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期82-87,共6页
在工业锅炉中随着水蒸气蒸发,大量的钙镁离子留在炉水中,如果不加处理,在水冷管中会形成水垢,造成爆管停炉。为了保障设备的安全运行,消除安全隐患,工业上通过维持水中一定含量的磷酸根离子来去除锅炉中的钙、镁水垢。传统的磷酸根离子... 在工业锅炉中随着水蒸气蒸发,大量的钙镁离子留在炉水中,如果不加处理,在水冷管中会形成水垢,造成爆管停炉。为了保障设备的安全运行,消除安全隐患,工业上通过维持水中一定含量的磷酸根离子来去除锅炉中的钙、镁水垢。传统的磷酸根离子检测技术主要有比色法、分光光度法、色谱法、电位法等,这些方法前期处理步骤较繁琐且耗时较长。光谱法是通过测定物质的吸收光谱并建立和浓度关系的数学模型,对物质浓度定量的一种分析方法。为了满足磷酸根离子快速、实时测量的要求,提出了一种基于紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法快速测量磷酸根离子的方法。按照我国《工业锅炉水质GB/T 1576—2018》中所规定的进入热水锅炉前的水质参数要求,配置37份浓度范围在5~100 mg·L^(-1)磷酸根溶液,使用搭建的实验装置,采集紫外吸收光谱。使用SPXY将样品按照7∶3的比例随机划分训练集、测试集;使用Savitzky-Golay(S-G)滤波对数据预处理以提高光谱的信噪比;通过连续投影算法(SPA)压缩光谱数据,筛选出5个与磷酸根强相关的特征波长;使用极限学习机(ELM)将特征波长处的吸光度与样本浓度进行拟合,以决定系数R2和均方根误差RMSE作为模型评价指标,建立磷酸根离子的回归模型。采用所提出的建模方法所建立的模型训练集的R2与RMSE分别为0.9972和1.3015 mg·L^(-1),测试集的R^(2)与RMSE分别为0.9995和0.5174 mg·L^(-1)。为了验证所提出的SPA-ELM预测模型效果,另外建立了LASSO-ELM、PCA-ELM、SPA-PLS和SPA-SVR四种预测模型进行对比。实验结果表明,SPA-ELM建立的预测模型的R2和RMSE均优于其他四种预测模型,说明采用的特征选择方法和回归方法均为最优,能够对磷酸根浓度范围为5~100 mg·L^(-1)的水体进行准确预测,为水中磷酸根离子的检测提供了一种新的解决方法。 展开更多
关键词 磷酸根离子 紫外吸收光谱 连续投影算法 极限学习机
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基于UV-Vis和EEM-PARAFAC的草海沉积物DOM时空分布特征 被引量:3
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作者 龙云川 王龙燕 +1 位作者 胡菁 蒋娟 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2698-2709,共12页
为揭示高原湿地贵州草海沉积物溶解性有机质(DOM)不同水期的时空演变特征及影响因素,本文利用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)解析贵州草海枯水期和丰水期沉积物DOM含量、分子性质、来源及荧光组... 为揭示高原湿地贵州草海沉积物溶解性有机质(DOM)不同水期的时空演变特征及影响因素,本文利用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)解析贵州草海枯水期和丰水期沉积物DOM含量、分子性质、来源及荧光组分。结果表明:①草海沉积物中DOM含量为0.79~5.14 mg/g,包含类蛋白(C1)和类腐殖质(C2)两种荧光组分,其中C1为优势组分,其平均荧光强度占比为78.01%。DOM以弱腐殖化特征的富里酸类物质为主,呈现内源为主、陆源为辅的混合来源特征,生物可利用性较高。②除DOM自生源特性外,丰水期沉积物DOM含量、相对浓度、腐殖化程度、芳香度、官能团数均低于枯水期。枯水期各组分的高荧光强度值出现在草海湖心区域及东北区域,可能与草海湖泊地形及北部城市人类活动有关;丰水期C2组分在南部湖滨区域聚集,可能与草海南部农业径流相关。③相关性分析、共现网络分析及Mantel test分析表明,TOC含量、TP含量及CAT酶活性均与DOM组分呈显著相关,人类活动及微生物作用介导着枯水期DOM特征,丰水期DOM来源可能还受风浪扰动、光降解等更多因素影响。研究显示,草海沉积物DOM以类蛋白组分为主、呈弱腐殖化特征、可生化利用性好,需警惕水华暴发风险。 展开更多
关键词 高原湖泊 三维荧光光谱 溶解性有机质(DOM) 紫外可见光谱 分子性质
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UV-Vis光谱差减法测定油橄榄叶中橄榄苦苷含量初探 被引量:15
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作者 李辰 郑媛媛 +2 位作者 黄新异 王晓飞 邸多隆 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期242-247,共6页
建立了紫外-可见(UV-Vis)分光光谱测定油橄榄叶中橄榄苦苷含量的方法。以芦丁和橄榄苦苷为对照品,分别采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH络合体系和AlCl3络合体系进行显色。以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH体系显色后于510 nm处可测得油橄榄叶中总黄酮和... 建立了紫外-可见(UV-Vis)分光光谱测定油橄榄叶中橄榄苦苷含量的方法。以芦丁和橄榄苦苷为对照品,分别采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH络合体系和AlCl3络合体系进行显色。以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH体系显色后于510 nm处可测得油橄榄叶中总黄酮和橄榄苦苷的吸光度之和;而以AlCl3体系显色后于415 nm处仅测得总黄酮的吸光度,橄榄苦苷无吸收。利用橄榄苦苷在两种显色体系中的吸收特性差别,通过差减法换算后可间接测定样品中橄榄苦苷的含量。以UV-Vis差减法测得油橄榄叶及其纯化浸膏中橄榄苦苷的平均含量分别为11.6%和63.4%,3次测定的相对标准偏差(RSD)分别为1.5%和1.2%,其结果与高效液相色谱法(HPLC)测定结果的相对误差小于4.0%。该方法可替代HPLC用于油橄榄叶中橄榄苦苷的含量测定,为油橄榄叶及其制品的质量控制提供了一种快速、简便、成本低廉的分析方法。 展开更多
关键词 油橄榄叶 橄榄苦苷 紫外-可见吸收光谱 差减法
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四氮杂芳氧基取代酞菁金属配合物的UV-Vis吸收光谱研究 被引量:3
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作者 薛金萍 洪湖铭 +4 位作者 叶廷秀 范长安 孙纲春 陈耐生 黄金陵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2050-2052,共3页
测定了6个系列18种四氮杂芳氧基取代酞菁金属配合物(R4PCM,R=4-吡啶氧基、8-喹啉氧基、2-甲基-8喹啉氧基;取代位置分别为:α位及β位;M=Ni(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ))的UV-Vis吸收光谱。探讨了中心金属、取代基种类及取代位置、... 测定了6个系列18种四氮杂芳氧基取代酞菁金属配合物(R4PCM,R=4-吡啶氧基、8-喹啉氧基、2-甲基-8喹啉氧基;取代位置分别为:α位及β位;M=Ni(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ))的UV-Vis吸收光谱。探讨了中心金属、取代基种类及取代位置、溶剂对酞菁金属配合物UV-Vis吸收光谱中Q带最大吸收波长(λmax)的影响,实验结果表明:标题配合物的Q带λmax在680nm左右;与相同中心金属无取代酞菁金属配合物(669~671nm)比较,标题配合物的Q带λmax都发生了不同程度的红移;当取代基在α位时其种类对标题配合物Q带λmax的影响较在β位时显著,且相同取代基及中心金属的α位取代配合物的Q带λmax较β位取代配合物的红移更为明显;中心金属、溶剂对标题配合物的Q带λmax影响不明显。 展开更多
关键词 氮杂芳氧基 取代酞菁金属配合物 uv-vis吸收光谱
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辣椒红素分子体外氧化防御反应UV-Vis及FTIR光谱特征分析 被引量:5
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作者 郑文宇 丁筑红 刘海 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期358-363,共6页
采用紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法分析辣椒红素在外源活性氧·O-2,H2O2和·OH以及在POD,CAT和LOX防御体系中的结构变化特征。结果表明,外源活性氧处理后辣椒红素最大紫外-可见光吸收峰均出现蓝移现象,其... 采用紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法分析辣椒红素在外源活性氧·O-2,H2O2和·OH以及在POD,CAT和LOX防御体系中的结构变化特征。结果表明,外源活性氧处理后辣椒红素最大紫外-可见光吸收峰均出现蓝移现象,其中·O-2和·OH处理后产物FTIR谱峰数减少,峰强变弱,峰形变宽;与色素分子中的羰基和环外烯基发生氧化反应生成烷基和羟基,·OH对色素分子CC具有加成作用;H2O2处理后色素特征峰和强势峰均向低波数位移,产物中含环氧醚基团;在H2O2+CAT/POD防御体系中辣椒红素UV-Vis和FTIR光谱特征无明显变化;在亚油酸+LOX体系中色素分子结构发生断裂,产物不含羰基。可见活性氧处理及在LOX底物体系中,辣椒红素分子反应前后UV-Vis和FTIR等光谱特征发生明显变化,色素分子中长烯链断裂,大共轭体系缩短或被破坏,分子中的共轭双键和羰基等发色基团改变,最终生成醇类或醚类等小分子无色物质;而防御酶CAT和POD能减少活性氧对辣椒红素分子的破坏作用。研究结果丰富完善了辣椒色素理论,同时为其开发利用提供了有价值的技术参考依据。 展开更多
关键词 辣椒红素 紫外-可见光谱 红外光谱 光谱特征
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Pt/CNTs电催化剂制备的UV-Vis、FTIR和XRD光谱分析 被引量:3
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作者 陈胜洲 叶飞 +1 位作者 刘自力 林维明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期840-843,共4页
采用在乙二醇溶液中添加十二烷基硫酸钠(SDS)作为稳定剂的调变乙二醇还原法,制备了高分散的碳纳米管(CNTs)负载Pt电催化剂Pt/CNTs。利用紫外-可见(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)光谱研究了催化剂的制备过程和结构,考察... 采用在乙二醇溶液中添加十二烷基硫酸钠(SDS)作为稳定剂的调变乙二醇还原法,制备了高分散的碳纳米管(CNTs)负载Pt电催化剂Pt/CNTs。利用紫外-可见(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)光谱研究了催化剂的制备过程和结构,考察了Pt/CNTs制备过程中SDS的添加对其结构和甲醇电催化氧化活性的影响。结果表明,在乙二醇溶液中PtCl62-与SDS形成了配合物,PtCl62-能够被乙二醇完全还原;超声处理后的CNTs表面接上了含氧基团,有利于Pt粒子的吸附,催化剂上不残留有SDS;Pt/CNTs电催化剂具有典型的面心立方结构,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂Pt高度分散,粒径更小,达4.5 nm。循环伏安(CV)测试结果表明,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂比传统乙二醇还原法制备的Pt/CNTs-1具有更高的甲醇电催化氧化活性。 展开更多
关键词 紫外-可见光谱 红外光谱 X射线衍射光谱 Pt/CNTs电催化剂 制备
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