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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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基于紫外-近红外融合光谱对“互助”青稞酒判别分析研究
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作者 赵玉霞 王茹 +2 位作者 张世芝 殷博 张明锦 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第4期301-308,共8页
“互助”青稞酒是中国地理标志产品,对其快速、准确识别至关重要。该研究利用紫外光谱(ultraviolet spectrum,UV)、近红外光谱(near infrared spectrum,NIR)及UV-NIR融合光谱结合化学计量学方法对“互助”青稞酒进行判别分析。对上述三... “互助”青稞酒是中国地理标志产品,对其快速、准确识别至关重要。该研究利用紫外光谱(ultraviolet spectrum,UV)、近红外光谱(near infrared spectrum,NIR)及UV-NIR融合光谱结合化学计量学方法对“互助”青稞酒进行判别分析。对上述三类光谱数据,分别考察4种光谱预处理方法和5种特征选择方法后确定最佳处理方法,并建立了“互助”青稞酒的偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)模型。结果表明,融合光谱能够互补多元化学信息,提高分类模型性能,且中级数据融合光谱建立的模型性能优于低级数据融合光谱。其中用二阶导数预处理、用逐步投影算法筛选变量后得到的中级数据融合光谱建立的PLS-DA模型预测能力最佳,在训练集上的灵敏度、特异性、准确度和曲线下面积值分别为1、1、0.9773和1,在测试集上的灵敏度、特异性和曲线下面积值分别达到1、0.8276和0.9667。紫外-近红外中级数据融合光谱结合化学计量学方法可用于“互助”青稞酒的快速判别分析。 展开更多
关键词 中国“互助”青稞酒 中级数据融合 化学计量学 偏最小二乘判别分析
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Fe纳米粒子的电化学形貌调控及其电催化性能研究
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作者 周容平 郭忠龙 +1 位作者 殷博 朱继华 《现代化工》 北大核心 2025年第8期170-174,共5页
采用电化学循环伏安法和恒电位沉积法成功制备出不同形貌的过渡金属Fe基纳米粒子催化剂,并深入探讨了Fe基纳米粒子表面电沉积的早期生长过程及机制,同时利用扫描电子显微镜、电化学阻抗谱等技术对材料的结构及性能进行了表征测试。恒电... 采用电化学循环伏安法和恒电位沉积法成功制备出不同形貌的过渡金属Fe基纳米粒子催化剂,并深入探讨了Fe基纳米粒子表面电沉积的早期生长过程及机制,同时利用扫描电子显微镜、电化学阻抗谱等技术对材料的结构及性能进行了表征测试。恒电位法制备得到的Fe纳米粒子分布均匀且具有立方体结构,其修饰的玻碳电极电活性面积达到1.485 cm^(2),是裸玻碳电极的22倍。对邻苯二酚(CC)和对苯二酚(HQ)的电催化性能实验表明,恒电位法制备得到的Fe纳米粒子修饰电极对HQ和CC的氧化峰电流信号明显高于循环伏安法制备的Fe纳米粒子修饰电极,同时恒电位法得到的Fe纳米粒子修饰电极对两种酚类物质的氧化电位更低。 展开更多
关键词 Fe纳米粒子 电沉积 形貌控制 恒电位法 电催化
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十二烷基硫酸钠改性镁铝水滑石及对Pb^(2+)的吸附性能研究
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作者 韩星 史丹丹 +5 位作者 王兴权 张天应 曹悦 王怡莹 朱祥 许乃才 《无机盐工业》 2025年第8期48-57,共10页
以盐湖提钾副产物水氯镁石为镁源,六水氯化铝为铝源,采用共沉淀法制备了镁铝水滑石(MgAl-LDH),将其高温焙烧后得到层状双金属氧化物(LDO),采用水化重构法制得十二烷基硫酸钠改性的镁铝水滑石(S-MgAl-LDH)。用X射线衍射(XRD)、傅里叶变... 以盐湖提钾副产物水氯镁石为镁源,六水氯化铝为铝源,采用共沉淀法制备了镁铝水滑石(MgAl-LDH),将其高温焙烧后得到层状双金属氧化物(LDO),采用水化重构法制得十二烷基硫酸钠改性的镁铝水滑石(S-MgAl-LDH)。用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸脱附手段对材料的微观结构进行表征。以MgAl-LDH和S-MgAl-LDH为吸附剂,研究溶液pH、时间、温度和初始浓度等对溶液中Pb^(2+)的吸附性能影响。结果表明:十二烷基硫酸钠改性的镁铝水滑石对Pb^(2+)的吸附性能显著提升,328 K时S-MgAl-LDH对Pb^(2+)的最大吸附容量为220.85 mg/g,吸附参数符合准二级动力学和Langmuir模型,吸附过程为单层吸附并受化学作用控制;吸附反应的ΔH^(ɵ)为正值,ΔG^(ɵ)为负值,表明吸附过程自发且吸热;吸附机理主要包括表面络合、层间螯合、沉淀及同晶置换。研究结果为提钾副产物水氯镁石的开发和高值化利用开拓了新途径,并展现出S-MgAl-LDH在重金属离子污染方面的应用潜力。 展开更多
关键词 十二烷基硫酸钠改性 水氯镁石 镁铝水滑石 吸附 Pb^(2+)
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