1.1 近红外光谱技术的发展历程 1
第一章 近红外光谱的发展及特点 陆婉珍 1
1.1.1 近红外光谱仪器的发展 2
1.1.2 计算技术的发展 4
1.1.3 应用领域的发展 6
1.2 近红外光谱分析技术的组成 7
1.3 近红外光谱技术的特点 9
参考文献 11
第二章 近红外吸收光谱基本原理 袁洪福 13
2.1 近红外光谱原理 13
2.2.1 谐振子 14
2.2 双原子分子 14
2.2.2 非谐振子 16
2.3 多原子分子 18
2.3.1 谐性近似处理 18
2.3.2 非谐性的影响 20
2.3.3 简并振动 23
2.3.4 用对称性和点群描述振动类型 24
2.3.5 费米和Darling-Dennison共振 28
2.4 主要近红外谱带的归属 29
2.4.1 C—H键的近红外吸收 30
2.4.4 确认谱带归属的其他方法 31
2.4.3 N—H键的近红外吸收 31
2.4.2 O—H键的近红外吸收 31
参考文献 32
第三章 近红外光谱分析中常用的化学计量学方法 许育鹏 褚小立 33
3.1 引言 33
3.2 光谱数据预处理方法 35
3.2.1 平滑 35
3.2.2 扣减 35
3.2.3 微分 35
3.2.4 多元散射校正 36
3.2.5 分段多元散射校正 36
3.3 定量校正 37
3.3.1 多元线性回归 38
3.3.2 主成分回归法 39
3.3.3 偏最小二乘法 44
3.3.4 人工神经网络法 46
3.3.5 拓扑方法 57
3.4 模式识别定性方法 59
3.4.1 无监督模式识别方法——聚类分析 61
3.4.2 有监督模式识别方法——判别分析 73
3.5 模型传递 86
3.5.1 S/B算法 87
3.5.2 DS算法 88
3.5.3 PDS算法 88
3.5.4 Shenk's算法 89
3.5.5 FIR算法 90
参考文献 90
第四章 近红外光谱仪器 褚小立 杨玉蕊 92
4.1 近红外光谱仪的基本构成 93
4.1.1 光源 93
4.1.2 分光系统 94
4.1.3 测样附件 94
4.1.4 检测器 94
4.2 近红外光谱仪主要类型 95
4.2.1 滤光片型仪器 96
4.2.2 发光二极管型仪器 98
4.2.3 光栅扫描型仪器 100
4.2.4 傅里叶变换型仪器 101
4.2.5 声光可调滤光器型仪器 106
4.2.6 阵列检测器型仪器 107
4.2.7 其他类型仪器 108
4.3 近红外光谱仪测样附件 120
4.3.1 透射和透反射测样附件 120
4.3.2 漫反射测样附件 122
4.3.3 漫透射和漫透反射测样附件 127
4.4 仪器性能指标与评价方法 130
4.4.1 波长范围 130
4.4.2 分辨率 131
4.4.3 波长准确性 132
4.4.4 波长重复性 134
4.4.5 吸光度准确性 134
4.4.6 吸光度重复性 135
4.4.7 吸光度噪音 135
4.4.8 吸光度线性范围 136
4.4.9 基线稳定性和平直性 136
4.4.10 杂散光 137
4.4.11 扫描速度 137
4.4.12 测样附件 137
4.4.13 软件功能 138
4.5 仪器选型 139
参考文献 140
第五章 近红外光谱化学计量学软件 孙岩峰 王艳斌 142
5.1 软件主要结构与功能介绍 142
5.1.1 样品集编辑部分 143
5.1.2 校正部分 143
5.1.3 检测部分 147
5.1.4 其他 147
5.2 商品软件概况介绍 148
5.2.1 通用化学计量学软件 149
5.2.2 与近红外光谱仪器配套的专用软件 155
6.1.1 定量分析过程 174
第六章 近红外光谱定量与定性分析 王艳斌 褚小立 174
6.1 定量分析过程与规范 174
6.1.2 校正集的选择 175
6.1.3 样品组成或性质的测定 176
6.1.4 测定样品的近红外光谱 177
6.1.5 建立数学模型 177
6.1.6 模型验证 184
6.1.7 近红外分析方法的精密度计算 186
6.1.8 校正质量控制 188
6.1.9 模型更新 189
6.1.10 近红外分析方法的误差来源及解决方案 189
6.2 定性分析过程与规范 191
6.3.1 近红外光谱方法测定重整汽油研究法辛烷值 192
6.3 定量和定性分析举例 192
6.3.2 近红外光谱方法用于汽油聚类分析 200
参考文献 203
第七章 在线近红外光谱过程分析技术 褚小立 205
7.1 过程分析化学 205
7.1.1 离线分析 207
7.1.2 现场分析 207
7.1.3 在线分析 207
7.1.4 线上或原位分析 208
7.1.5 不接触样品分析 208
7.2.1 硬件组成 210
7.2 在线近红外光谱分析系统的组成 210
7.2.2 在线分析软件及模型 233
7.3 在线近红外光谱分析技术的具体实施过程 235
7.3.1 设计与选型 236
7.3.2 安装与调试 237
7.3.3 验证与维护 238
7.3.4 管理模式与人员素质 241
7.4 系统性能评估 242
7.4.1 测量结果的准确性 242
7.4.2 测量的长期稳定性 243
7.4.3 技术支撑和售后服务 243
7.4.4 测量速度 244
7.4.5 安全性能 245
7.4.6 易用性能 245
7.4.7 易扩充性 246
7.4.8 性能价格比 246
7.5 在线近红外光谱分析技术的应用 246
7.5.1 概述 246
7.5.2 几个典型的应用实例 250
参考文献 295
第八章 近红外光谱在石油炼制及化工领域中的应用 袁洪福 陆婉珍 306
8.1 概述 306
8.2.1 汽油的分析 309
8.2 应用 309
8.2.2 航空煤油的分析 314
8.2.3 柴油的分析 317
8.2.4 润滑油基础油的分析 320
8.2.5 原油及重质油料的分析 322
8.3 化工过程中的应用 327
8.3.1 二甲苯异构体的分析 327
8.3.2 合成MTBE原料中醇烯比的测定 328
8.3.3 过氧化氢水溶液中过氧化氢的分析 330
8.3.4 红烟硝酸的分析 331
8.3.7 在线分析 332
8.3.6 乙烯裂解原料的分析 332
8.3.5 水中己内酰胺的分析 332
参考文献 333
第九章 近红外光谱在聚合物领域中的应用 孙岩峰 335
9.1 在聚合物合成和加工过程中的应用 336
9.1.1 聚合过程的监测 336
9.1.2 加工过程中的应用 342
9.2 聚合物类型的判别分析 344
9.3 聚合物物性指标的测定 348
9.3.1 分子量 348
9.3.2 聚乙烯密度和熔体流动速率 350
9.3.4 聚氯乙烯树脂固体粉末黏数和白度 351
9.3.3 弹性体中橡胶相的尺寸 351
9.3.5 老化性能 352
9.3.6 力学性能 352
9.3.7 微观结构的测定 353
9.4 聚合物化学组成的测定 354
9.4.1 树脂、塑料共混或共聚物组成分析 354
9.4.2 高聚物中添加剂含量的测定 356
9.4.3 生物可降解的聚合物 358
9.4.4 层压塑料板 359
9.5 聚合反应机理的研究 360
9.5.1 双马来酰亚胺-二氨体系的固化反应机理 361
9.5.2 尼龙11薄膜单轴拉伸过程中链段取向机理 364
9.5.3 导电高分子的掺杂反应机理 367
9.5.4 间苯二胺及苯基环氧丙烷基醚的反应机理 370
9.5.5 聚异丁烯酸甲酯作为改性剂存在下双酚A环氧树脂固化体系的聚合反应机理 372
9.5.6 烷氧基硅烷溶胶凝胶反应机理 373
9.5.7 其他 374
参考文献 374
附录 许育鹏 379
附录1 线性代数及数理统计基础知识 379
附录2 近红外光谱分析技术及化学计量学期刊名录 391
附录3 近红外光谱分析技术及相关技术语缩写词汇 393