第1章 緒論1 1.1 分子光譜的曆史與發展2 1.2 分子光譜分析基礎知識7 1.2.1 光-電磁輻射7 1.2.2 光與物質的相互作用8 1.2.3 光譜分析法9 1.2.4 分子能級與分子光譜11 1.2.5 朗伯-比爾定律12 1.2.6 漫反射理論13 1.2.7 ATR理論14 1.2.8 光譜儀器的基本構成16 1.3 化學計量學概述17 1.3.1 化學計量學起源、定義和發展曆程17 1.3.2 化學計量學研究的內容18 1.3.3 化學計量學方法的必要性19 1.3.4 應用化學計量學方法需注意的問題21 1.4 光譜結閤化學計量學的分析方法21 1.4.1 校正模型的建立21 1.4.2 常規分析22 1.4.3 方法的特點23 1.5 分子光譜在綫分析技術24 1.5.1 概述24 1.5.2 在綫分析儀的構成25 1.5.3 光縴及其附件26 1.5.4 在綫分析的應用29 參考文獻29第2章 化學計量學方法31 2.1 引言31 2.2 矩陣和數理統計基礎31 2.2.1 矩陣基礎31 2.2.2 樣本的空間錶示33 2.2.3 朗伯-比爾定律的矩陣錶示33 2.2.4 方差和正態分布33 2.2.5 顯著性檢驗35 2.2.6 相關係數36 2.2.7 協方差與協方差矩陣37 2.2.8 綫性迴歸39 2.3 光譜預處理方法41 2.3.1 均值中心化41 2.3.2 標準化41 2.3.3 歸一化42 2.3.4 平滑去噪算法42 2.3.5 導數45 2.3.6 SNV和去趨勢算法47 2.3.7 多元散射校正47 2.3.8 傅裏葉變換48 2.3.9 小波變換49 2.3.10 正交信號校正53 2.4 主成分分析54 2.4.1 多重共綫性問題54 2.4.2 主成分分析基本原理55 2.4.3 主成分數的確定56 2.4.4 主成分分析算法57 2.4.5 主成分分析的應用57 2.5 主成分迴歸57 2.5.1 基本原理57 2.5.2 最佳主因子數的選取58 2.6 偏最小二乘法59 2.7 非綫性校正方法61 2.7.1 人工神經網絡61 2.7.2 支持嚮量機68 2.7.3 核偏最小二乘法74 2.8 定量校正模型的評價75 2.8.1 評價參數75 2.8.2 模型評價76 2.9 校正樣本和變量的選擇方法79 2.9.1 波長變量的選擇79 2.9.2 校正樣本的選擇方法86 2.10 界外樣本的識彆方法88 2.10.1 校正過程界外樣本的檢測88 2.10.2 預測過程界外樣本的檢測89 2.11 提高模型預測能力的方法90 2.11.1 提高穩健性的建模策略90 2.11.2 基於局部樣本的建模策略91 2.11.3 集成的建模策略92 2.12 模式識彆方法95 2.12.1 引言95 2.12.2 無監督的模式識彆方法96 2.12.3 有監督的模式識彆方法102 2.13 模式識彆性能的評價106 2.14 模型傳遞109 2.15 多維數據分辨和校正方法111 2.15.1 引言111 2.15.2 PARAFAC法112 2.15.3 多維偏最小二乘法113 2.16 化學計量學軟件114 2.16.1 軟件的基本構架和功能114 2.16.2 商品軟件介紹115 參考文獻119第3章 紫外-可見光譜124 3.1 基本知識124 3.1.1 基本原理124 3.1.2 一些術語126 3.2 各類有機化閤物的紫外光譜127 3.2.1 非共軛有機化閤物127 3.2.2 共軛有機化閤物127 3.2.3 芳香族化閤物131 3.3 影響紫外光譜的因素134 3.3.1 共軛和超共軛效應134 3.3.2 溶劑效應134 3.3.3 立體效應136 3.3.4 pH對紫外光譜的影響137 3.4 紫外-可見光譜儀器138 3.4.1 紫外-可見光譜儀的主要部件138 3.4.2 紫外光譜儀的類型141 3.4.3 紫外光譜儀的性能指標142 3.4.4 紫外光譜儀的維護143 3.5 實驗技術144 3.5.1 透射測量技術144 3.5.2 漫反射測量技術145 3.5.3 ATR測量技術146 3.6 紫外-可見光譜的應用146 3.6.1 分子結構解析146 3.6.2 經典的定量分析148 3.6.3 現代定量、定性分析方法150 3.6.4 催化劑錶徵中的應用152 3.6.5 在綫分析153 參考文獻158第4章 中紅外光譜160 4.1 引言160 4.2 紅外光譜的基本原理160 4.2.1 化學鍵的振動與頻率160 4.2.2 分子的振動自由度162 4.2.3 分子的振動類型163 4.2.4 紅外光譜的吸收強度163 4.2.5 紅外光譜的錶示法164 4.3 紅外吸收光譜與分子結構的關係164 4.3.1 基團頻率區與指紋區164 4.3.2 各類化閤物的紅外特徵光譜165 4.4 影響紅外光譜吸收頻率的因素190 4.4.1 外部條件的影響190 4.4.2 分子結構的影響191 4.5 紅外光譜儀器196 4.5.1 傅裏葉變換紅外光譜儀的基本組成196 4.5.2 邁剋爾遜乾涉儀198 4.5.3 紅外光譜儀的性能指標203 4.5.4 紅外光譜儀的使用維護205 4.5.5 測量附件205 4.5.6 便攜式儀器211 4.5.7 在綫分析儀214 4.6 實驗技術217 4.7 應用220 4.7.1 結構鑒定中的應用220 4.7.2 垃圾焚燒煙氣等氣體的在綫監測分析230 4.7.3 潤滑油和生物柴油等油品分析中的應用231 4.7.4 二維相關紅外光譜及其應用242 4.7.5 反應過程的監測分析246 4.7.6 癌癥診斷等臨床醫學的應用248 4.7.7 酒和奶等食品分析中的應用249 參考文獻250第5章 近紅外光譜259 5.1 引言259 5.2 近紅外光譜解析260 5.2.1 近紅外光譜産生的原理260 5.2.2 主要譜帶的歸屬262 5.3 近紅外光譜儀器274 5.3.1 光譜儀的基本構成274 5.3.2 光譜儀的類型275 5.3.3 測量附件281 5.3.4 實驗室型儀器285 5.3.5 便攜式儀器286 5.3.6 在綫儀器286 5.3.7 儀器的性能指標287 5.4 實驗技術288 5.5 應用290 5.5.1 農業中的應用290 5.5.2 食品分析中的應用293 5.5.3 藥物和醫學中的應用297 5.5.4 石化和化工中的應用299 5.5.5 其他302 5.6 近紅外光譜成像302 5.6.1 光譜成像原理和儀器303 5.6.2 光譜圖像數據分析305 5.6.3 應用306 參考文獻307第6章 拉曼光譜311 6.1 基本知識311 6.1.1 拉曼散射311 6.1.2 拉曼選律313 6.1.3 拉曼光譜參數314 6.1.4 共振拉曼和錶麵增強拉曼315 6.1.5 拉曼光譜分析技術的特點316 6.2 拉曼光譜解析317 6.2.1 拉曼特徵光譜的規律317 6.2.2 常見基團的拉曼特徵頻率318 6.3 拉曼光譜儀器321 6.3.1 光譜儀的基本構成321 6.3.2 光譜儀的類型322 6.3.3 測量附件325 6.3.4 實驗室儀器330 6.3.5 便攜式儀器331 6.3.6 在綫儀器332 6.3.7 拉曼光譜儀的校正333 6.4 實驗技術335 6.4.1 常規測試方法335 6.4.2 熒光乾擾的消除335 6.4.3 不均勻樣本光譜的采集337 6.4.4 錶麵增強拉曼實驗方法339 6.5 應用340 6.5.1 高聚物中的應用341 6.5.2 珠寶和考古中的應用344 6.5.3 石油化工中的應用345 6.5.4 藥物中的應用346 6.5.5 生物醫學中的應用348 6.5.6 食品中的應用350 6.5.7 安全和刑偵中的應用352 6.5.8 其他應用353 參考文獻356第7章 若乾問題的探討368 7.1 引言368 7.2 分子振動光譜分析技術的對比368 7.3 化學計量學方法的選擇371 7.3.1 多元校正方法的選擇371 7.3.2 模式識彆方法的選擇372 7.3.3 光譜預處理方法和光譜範圍的選擇374 7.4 模型預測能力影響因素淺析374 7.4.1 校正樣本的影響374 7.4.2 基礎數據準確性的影響376 7.4.3 光譜測量方式的影響378 7.4.4 光譜采集條件的影響380 7.4.5 儀器性能的影響384 7.5 模型更新與維護384 7.5.1 重要性與必要性384 7.5.2 網絡化技術385 7.6 光譜結閤化學計量學的分析方法標準385 7.6.1 分析方法標準385 7.6.2 ASTM E1655方法介紹389 7.7 展望390參考文獻391
· · · · · · (收起)