近红外光是一种介于可见光和中红外光之间的电磁波, 近红外光谱则是指波长为780-2526nm范围内的光谱区, 一般有机物都可以通过近红外光谱测定得出谱图稳定的光谱信号, 在测量光谱技术发展下, 近红外光谱技术已经成为分析有机样品的主要分析技术, 并能够方便快捷的测量各形态样品。如今, 近红外光谱技术在其快速、无损、便携特点下, 已成为发展最快、最引人注目的现代分析技术, 被广泛运用于化学分析中。
1 近红外光谱技术的发展现状
80年代后期, 随着计算机技术的发展, 近红外光谱技术也发生了重大改革, 分析设备仪器的数字化及化学计量学的发展, 都使近红外光谱技术进入了一个快速发展的新时期, 近红外光在常规光纤中良好的传输特性使得近红外光谱技术在在线分析领域也得到了很好的应用发展。
我国近红外光谱技术起步较晚, 进入新时期后, 在仪器研制、软件开发、基础研究应用等方面取得了一些成果, 尤其在全球经济化的影响下, 很多国外大型分析仪器生产商进入中国市场, 促进了近红外光谱技术的快速发展。但目前我国国内专业研制近红外光谱技术分析仪器的企业并不多, 使得国内市场发展缓慢。
2 近红外光谱技术的特点
近红外光谱技术的飞速发展和广泛应用, 主要是其在有机物分析测定中有着独特的优势, 一是便捷、快速和高效, 近红外光谱技术分析测定有机样品一般只需数秒钟, 无需预处理, 可在短时间内得到样品的多个待测参数;二是适合于多种状态的分析对象, 近红外光谱可采用投射、折射和漫反射等直接分析液体、固体、胶体等多种状态样品;三是便于实现在线分析, 应用多个近红外光谱光纤, 可以同时实现多监测点、多指标分析, 另外, 还可对有毒材料等特殊样品进行远程分析;四是重现性好, 其一般不受人为因素影响具有更好的样品数据重现性;五是无损分析, 近红外光谱技术不消耗样品, 从外观到内在对样品没有任何影响;六是分析成本低, 近红外光谱技术是典型的绿色分析技术, 不消耗化学试剂, 不破坏样品。
近红外光谱也有一定的不足, 主要体现在测试灵敏度较低、抗干扰性能差等方面, 除此之外, 近红外光谱技术是一种间接分析技术, 对未知样品的分析依赖于标准方法提供的数据而建立的成熟数学模型, 而大量的有代表性的样本数据分析才能确保数学模型的成熟准确, 因此小样本的分析并不适合。
3 近红外光谱技术在化学分析中的应用
3.1 近红外光谱技术在医药领域的应用
随着近红外光谱光纤技术的发展, 配合化学计量学的有效方法, 近红外光谱技术已经渗透到制药工业的多个领域。如对药物原料和活性成分的测定、药物生产过程混合、加工、制剂和包装的在线监测等等。近年来, 近红外光谱技术被引入中药领域, 在中药药材真伪辨别、产地分析、中成药成分测定方面取得了一些进展。近红外光谱分析技术因其无损性不仅保证了药物的质量, 还在一定程度上提高了药物生产过程中质量控制的自动化程度, 推动了医药产业发展。
3.2 近红外光谱技术在食品农业科学中的应用
近红外光谱技术最早应用于农产品分析, 主要是对谷物、油料、经济作物、豆类和块根类农作物的水分、蛋白质、脂肪、氨基酸、淀粉、果糖、纤维素、可溶性氮等含量测定。目前已经由农业产品分析拓展到食品质量测定上, 主要是食品工业和粮油加工中水分子结合态的解析、淀粉的检测和水果内部品质的测定方面, 比如非破坏性水果蔬菜质量检测、牛奶品质分析、大米直链淀粉含量的检测等等。目前肉类品质检测的首选方法就是近红外光谱技术, 在线检测牛肉或猪肉中脂肪、水和蛋白质的含量, 方便快速又准确。
3.3 近红外光谱技术在石油化工中的应用
近红外光谱技术以其独特的优势在石油化工领域被充分应用, 囊括了从生产过程质量控制到石化产品质量检测等石油加工的各个环节。在汽油分析上, 近红外光谱技术主要体现在快速测定汽油族组成、测定汽油辛烷值、测定汽油物性参数、在汽油调和中的运用等方面;在柴油分析上, 主要体现在对柴油组成和柴油氧化安定性的测定上;润滑油分析上, 则是对润滑油基础油的化学族组成、基础油粘度指数测定等方面。总的来说, 近红外光谱技术已被石化企业广泛应用在石油性质、品质分析, 以及在线分析监控炼油工业、汽油调和及石油大分子含量测定上, 被各种重要炼油装置如原油蒸馏、催化裂化和蒸汽裂解等普遍采用。
4 结语
总之, 除了上述领域的应用外, 近红外光谱技术还广泛应用于化学工业和材料、临床医学、饲料、造纸、烟草、环境保护等多种领域, 促进了现代化生产各个方面的发展。随着科学技术不断更新, 近红外光谱技术将会以其便捷、快速、高效及在线分析技术在更多领域应用发展, 推动现代化生产发展。
摘要：作为一种新兴的快速光谱分析方法, 近红外光谱技术已经广泛应用于农业科学、制药工程、石油化工等领域, 为现代化生产创造了突出的社会效益和经济效益。本文主要综述了近红外光谱技术的发展现状和技术特点, 并阐述了其在各个领域中的发展现状。
关键词：近红外光谱,技术特点,化学分析,应用
参考文献
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