一、电感耦合等离子发射光谱仪(ICPS)在农业化学分析中的应用(论文文献综述)
刘小丹[1](2021)在《激光诱导击穿光谱技术在土壤植物信息检测中的应用》文中指出土壤是生态系统中最重要的组成部分,在农业生产和人类活动中起着重要作用。近年来,工农业的快速发展和农用化学品的过度使用造成了严重的土壤重金属污染,导致作物的产量与品质下降,造成了巨大的经济损失。建立完善的土壤重金属污染监测和防治系统有利于解决环境污染问题,提高环境质量,保障食品安全,推动社会进步。发展一种快速便捷的土壤重金属含量检测技术是其中的关键环节。传统的重金属检测为化学分析,需要消耗大量试剂,检测速度慢,与快速实时检测的差距较大。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种新型的元素分析光谱技术,对样本预处理要求较低、能实现多元素同步检测、可满足元素实时在线快速分析,广泛地应用于各领域。LIBS技术结合信号增强手段,可以提高检测效果,降低元素检测限,确保实际环境重金属污染检测精度。本研究了LIBS技术的土壤植物信息检测方法,重点进行土壤镉、铅污染检测。探究激光波长对元素特征谱线的影响,确定最优检测波长;采用环境调控辅助增强、导电材料辅助增强及双脉冲信号增强LIBS技术结合化学计量学方法,建立土壤镉、铅含量定量检测模型,为建立土壤重金属污染监测及防治调控系统提供了理论基础和技术支撑。主要研究结果如下:(1)研究了基于LIBS技术的土壤植物信息检测方法,建立了快速分析模型。采用LIBS技术结合化学计量学方法建立土壤镉和铅含量的单变量及多变量分析模型,PLSR模型预测效果最好,镉和铅定量预测的Rc和Rp均在0.93以上。建立转基因玉米判别模型,ELM模型效果最好,建模集和预测集的识别正确率均达到了100%;建立生物质颗粒类别判别模型及燃烧特性指标的预测模型,ELM模型判别效果最好,建模集和预测集的识别正确率分别为100%和96.88%,LS-SVM模型预测效果最好,Rc和Rp均在0.97以上。(2)针对LIBS检测限高的问题,提出了优化激光波长提高土壤镉、铅含量的检测精度,建立了不同激光波长下土壤镉、铅含量检测模型,确定了土壤镉、铅LIBS定量检测的最优系统参数。优化不同激光波条件下的试验参数(延时时间、激光能量),比较激光波长对土壤镉、铅LIBS信号的影响,分析激光波长影响信号的原理,建立各激光波长下土壤镉、铅定量分析的单变量和多变量模型,确定土壤镉、铅LIBS定量检测的最优激光波长和定量分析模型。对镉、铅定量检测而言,532 nm激发波长的灵敏度、稳定性及定量建模效果较好,基于532 nm激光波长的Cd II 214.44 nm谱线的单变量模型的定量预测效果最好,预测集相关系数(Rp)为0.971,检测限(LOD)为15.075 mg/kg,基于532 nm激光波长的Pb I 405.78 nm谱线单变量模型的定量预测效果最好,Rp为0.986,LOD为28.862 mg/kg。(3)针对外界环境信号影响LIBS检测稳定性的问题,提出了惰性气体混合增强土壤镉、铅LIBS信号的方法,建立了土壤镉、铅含量检测模型,为建立稳定可靠的土壤重金属监测系统提供了新方法。环境气体影响激光与样本相互作用产生的等离子体参数,进而影响LIBS信号。本研究探究不同比例的氦气(He)、氩气(Ar)、空气组合对土壤镉和铅元素特征谱线的光谱强度及参数的影响,确定最佳气体检测环境,分析环境调控辅助增强信号的原理。建立土壤镉和铅含量的单变量及多变量检测模型,比较气体环境对土壤镉、铅定量检测的影响。对镉定量检测而言,Ar和He比例为50%时,谱线的灵敏度和稳定性都较好。此条件下,镉定量预测效果明显优于空气环境,且最小二乘支持向量机(LSSVM)模型的预测效果最好,Rp达到了0.962。基于Cd I 228.80 nm单变量模型的检测性能最好,LOD为25.023 mg/kg。对铅定量检测而言,Ar和He比例分别为90%和10%时,谱线的灵敏度和稳定性最佳,谱线强度最大。此条件下,铅定量预测效果明显优于空气环境。Pb I 405.78 nm谱线单变量模型效果最好,Rp达到了0.988,LOD为32.970 mg/kg。(4)针对土壤LIBS检测基体效应明显的问题,提出了基于导电材料增强土壤镉、铅LIBS信号的方法,建立了土壤镉、铅含量检测模型,为LIBS技术的应用拓展提供了理论参考和方法支撑。添加导电材料可以改善样品物理性质,降低基体效应,增强LIBS信号。本研究探究导电材料氯化钠(Na Cl)和石墨及其含量对土壤镉、铅特征谱线强度及参数的影响,确定土壤镉、铅定量检测最佳的Na Cl及石墨添加量,分析导电材料影响信号强度及谱线参数的原理。建立土壤镉和铅含量单变量及多变量检测模型,比较导电材料对镉、铅定量检测的影响。对镉定量检测而言,添加Na Cl和石墨含量均为25%时,谱线的灵敏度、稳定性及模型定量检测效果较好。石墨对镉元素定量检测提升效果由于Na Cl,最优石墨添加量下,LS-SVM模型预测效果最好,模型的Rc为1.000,Rp为0.994。镉元素两条谱线中,基于Cd I 228.80 nm谱线的单变量模型检测能力较好,LOD为9.923 mg/kg。对铅定量检测而言,Na Cl含量为10%、石墨含量为20%时,谱线的灵敏度、稳定性及模型定量检测效果较好。石墨对铅元素定量检测提升效果优于Na Cl,最优石墨添加量下,偏最小二乘回归(PLSR)模型预测效果最好,模型的Rc为1.000,Rp为0.993。铅元素三条谱线中,基于Pb I 405.78 nm谱线的单变量模型检测能力最好,LOD为26.142 mg/kg。(5)针对土壤重金属LIBS检测精度低的问题,采用双脉冲信号增强的方法建立土壤镉、铅含量检测模型,实现了土壤镉、铅含量的精准检测,为开发精确可靠的便携式土壤重金属LIBS检测系统提供了理论参考和技术支撑。优化双脉冲检测的试验参数,比较单双脉冲试验的特征谱线强度及谱线参数,分析双脉冲增强信号的原理。建立土壤镉和铅定量检测的单变量及多变量模型,比较单双脉冲定量分析模型效果。对镉、铅定量检测而言,双脉冲的定量检测效果明显优于单脉冲,单变量模型的效果优于多变量模型。镉元素特征谱线中,基于LSSVM多变量模型及Cd II 214.44 nm谱线单变量模型的定量检测效果最好,Rp为0.992,基于Cd II 214.44 nm谱线单变量模型LOD最低为3.374 mg/kg。铅元素特征谱线中,基于Pb I 405.78 nm谱线单变量模型的定量检测效果最好,Rp为0.995,LOD最低为22.127 mg/kg。采用实际土壤进行双脉冲镉、铅定量检测,结果与以上标准土壤检测结果近似,且各谱线的相对效果一致。
张扬[2](2021)在《阳宗海砷污染记录及砷迁移转化机制研究》文中研究指明砷是一种持久性污染物,具有活跃的化学性质和极强的生物蓄积性,因其赋存形态多变且环境毒理性强而被广泛关注。湖泊砷污染是当前最严峻的环境问题之一,其污染来源、生物毒理与富集、生态响应和环境影响是当前研究的热点。水体中砷的循环、转化过程的研究还处于初步阶段,沉积物中砷的赋存体系与迁移释放机制仍存在争议,微生物所参与的生物化学作用尚不明确,理论体系有待完善。阳宗海作为典型的深水高原湖泊之一,是流域数万居民的主要用水源,砷污染事件对湖泊功能和生态环境造成了严重的影响,而且实施絮凝修复后湖泊是否产生新的环境问题有待深入研究。为了解决湖泊用水安全和生态环境问题,本研究选取阳宗海沉积物及湖水作为研究对象,系统分析了水质参数、粒度、碳酸盐、有机质、总砷、离子、重金属元素、亚砷酸盐和砷酸盐的含量、e DNA等指标,通过210Pb-137Cs测年建立了可靠的年代序列,探讨了砷的分布、变化规律与影响因素,重建了湖泊污染历史,总结了二次污染和砷滞留的原因,评估了砷污染对生态造成的影响,讨论了应急措施、环境变化对湖泊自然演化与沉积过程的影响,提出了砷在沉积物水界面的迁移、沉积平衡,总结了微生物参与其中的生物地球化学作用。研究结果为解决湖泊当前存在的水安全问题提供了科学依据和数据基础,同时完善和补充了砷释放与迁移污染的过程和机制。论文研究结果与主要结论如下:1)查明了阳宗海水体砷含量及空间分布特征。表层水体总砷含量低于底层水体,夏季水体中总砷含量明显低于冬季。夏季阳宗海砷的浓度由表层28.03μg/L增加至底层48.85μg/L,冬季,由表层的48.63μg/L增加至底层的55.35μg/L。夏季水体砷含量差异小,冬季呈现出南部略高于北部、湖岸高于湖心的趋势。砷的空间分布主要受湖泊水化学和内源循环的影响。2)确定了阳宗海表层沉积物砷的含量及空间分布特征。总砷含量呈现点源污染和“深度控制”的分布规律。表层沉积物中砷的含量在45.69-334.67 mg/kg之间。在湖滨南岸至湖盆一块区域出现了异常高值高达297-334.67 mg/kg,南部湖盆的在137.41-223.97 mg/kg之间,湖盆中部为89.75-113.42 mg/kg,湖盆北部为45.69-77.62 mg/kg,相同湖区内深水区的表层沉积物中砷含量低于浅水区。砷含量的空间性差异受湖泊地形、沉积物地球化学背景和污染源的共同影响。3)明晰了阳宗海沉积物记录中砷的垂直变化特征。阳宗海沉积物岩芯记录中总砷含量先后呈现缓慢增加、快速增加、波动起伏、快速回落、保持平稳的趋势。总砷含量从35.44 mg/kg增加至281.17 mg/kg,后波动下降至82.35 mg/kg。PCA主成分分析显示,砷的沉积过程经历了区域-自然、流域-自然、流域-非自然、非自然状态四个阶段。砷的时空变化规律主要受人类活动与气候变化的影响。(4)揭示了阳宗海微生物群落对砷转化的影响。阳宗海不同湖区和沉积阶段内微生物群落存在差异。阳宗海沉积物中最占优势的细菌门类始终是变形杆菌(Proteobacteria),相对丰度的平均值为22.2%。厚壁菌(Firmicutes)、酸杆菌(Acidbacteria)、螺旋体(Spirochaetes)、疣微菌(Verrucomicrobia)、浮霉菌(Planctomycetes)、拟杆菌(Bacteroidetes)的相对丰度在1.5-4.2%、2.4-4.2%、1.1-4.6%、3.4-8.2%、1.1-7.7%、2.1-5.6%之间。沉积物中的微生物与环境因子存在响应关系,微生物对砷迁移、转化是有影响的。研究结果表明,受应急措施和环境变化的双重影响,阳宗海当前水化学环境异常,水体含氧量低、透明度下降,并伴有酸化的趋势。表层沉积物中富集大量有机质,同时沉积物砷污染危害与风险要明显高于水体砷污染,存在较大的生态隐患。水—沉积物界面的沉积与释放过程是砷滞留于阳宗海水体中的原因,当前存在三种不同的迁移、释放机制,即As-HFO的还原水解、As-Fe S的氧化分解及离子竞争。湖泊砷污染出现于上个世纪90年代,通过区域搬运的风化矿物是污染物的主要赋存形态,2000年后转变为流域三废输入,2009年后污染物通过絮凝沉降的方式进入到沉积物中,当前沉积物更多地反映了湖泊自身的内源循环,而非环境背景和流域状况等外源因素对其产生的影响。环境的改变导致阳宗海砷的迁移途径发生了三次转变,当前的沉积“伪平衡”现象是As-HFO和As-Fe S体系之间的平衡状态。当前沉积物中Agrobacterium、Desulfovibrio等DARPs,将砷酸盐作为电子受体,其异养代谢过程,直接导致砷酸盐被还原。Meiothermus作为HAOs,使用亚砷酸盐作用电子供体获取能量,导致亚砷酸盐被氧化,Bacillus、Shewanella作为ARMs,通过砷还原酶将砷酸盐还原为亚砷酸盐。
罗荟[3](2021)在《液体阴极辉光放电原子发射光谱的微型化及其在元素检测中的应用》文中研究指明人类活动以及工农业和科技的飞速发展造成了严重的环境污染,其中金属元素污染已成为当今社会一个比较严重的问题。由于多数金属元素对人体健康和生态安全都表现不同程度的毒性,因此,原位、在线、准确分析环境样品中痕量金属元素具有非常重要的意义。目前,常用检测金属元素的方法有:原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)等。但是,这些商用仪器由于其体积大、操作要求苛刻且价格昂贵,不适用于现场、实时、在线分析。为了满足现场快速测定的需求,建立小型便捷、低成本和高效快速测定各类样品中金属元素的方法引起了人们的广泛关注。本论文基于电解液阴极大气压辉光放电(ELCAD)的原理和装置特点,构建了一种液体阴极辉光放电(LCGD)激发源,然后与微型光纤光谱仪、流动注射进样器耦合,获得微型液体阴极辉光放电原子发射光谱(LCGD-AES)检测系统,并用于实际样品中金属元素的检测。具体研究内容如下:1.介绍了ELCAD的放电原理、ELCAD的研究进展及现状以及列举了几种典型的ELCAD型装置。2.对实验室自主搭建的液体阴极辉光放电装置的进样系统进行了一系列改进,缓冲瓶的引入消除了蠕动泵的脉动,提高放电等离子体的稳定性;六通阀能够实现定量进样和连续切换。另一方面,采用智能流动注射进样器,可实现样品溶液连续、快速地进入激发源系统,从而减少空白溶液和样品溶液的死体积。光谱检测系统采用微型光纤光谱仪,可以进一步实现仪器的微型化。上述改进充分体现分析化学绿色环保的观念。3.将开发的样品引入系统与液体阴极辉光放电激发源和微型光纤光谱仪耦合,建立一种新型液体阴极辉光放电原子发射光谱(LCGD-AES)微分析系统,并将其用于实际水样中Rb、Cs和Sr的检测。其中缓冲瓶可以提高微等离子体的稳定性;配有样品定量环的六通阀可以减少样品消耗,提高分析精度和速度。详细研究了流速、放电电压、支持电解质和溶液p H等对Rb、Cs和Sr信号强度的影响规律,评估了水溶液中主要阳离子和阴离子对基质的干扰。结果表明,最佳操作条件为:流速2.4 mL min-1,放电电压660 V和HNO3(pH,1.0)作为支持电解质,只有Al3+会干扰Rb、Cs和Sr的测定。Rb、Cs和Sr的检测限(LODs)分别为0.18、0.17和0.21 mg L-1,高于类似ELCAD型系统的检出限。Rb、Cs和Sr的相对标准偏差(RSD)分别为2.7%、2.0%和2.5%,相关系数(R2)均超过0.99,且功率低于50 W。Rb、Cs和Sr的测量结果与加标值吻合较好,回收率在97-111%之间。该系统具有小型便携、样品消耗少、功耗低以及稳定性高等优点,表明LCGD-AES在检测水样中Rb、Cs、Sr方面具有潜在的应用前景。4.将微型LCGD-AES作为分析系统,结合溶液中添加表面活性剂,用于高灵敏测定溶液中的锂。系统研究了流速、放电电压、支持电解质、溶液p H和化学改性剂种类等对信号强度和放电稳定性的影响。结果表明,最佳操作条件为:流速1.4 mL min-1,放电电压640 V,支持电解质为HNO3(pH,1.0)。加入CTAB、CTAC和Triton X-405后锂的信号强度分别提高了约3.7、3.2和1.8倍。Al3+和SO42-的存在会干扰锂的检测,但添加CTAB、CTAC和Triton X-405后可以消除干扰。添加0.15%CTAB、0.15%CTAC和3 CMC Triton X-405可以分别提高锂的灵敏度2.8倍、2.0倍和1.9倍。添加CTAB后,锂的LOD达到0.47μg L-1,提高了约6.5倍。同时,能耗低于60 W,并获得了良好的精密度。通过实际水样的测定验证了方法的准确性、可靠性和可重复性,加标回收率在90-115%之间,结果令人满意。结果表明,添加表面活性剂的微型LCGD-AES具有成本低、体积小、功耗低等优点,可用于各种复杂样品中痕量锂的高灵敏现场分析测定。5.在之前的研究基础上,采用流动注射进样器(FI)与小型化、低功率(<50W)LCGD激发源和微型光纤光谱仪耦合,构建了一种简单、便携的FI-LCGD-AES检测系统,并将其用于多种样品中Zn、Fe、Pb、Mn、Mg、Cu和Ca等金属元素的检测。根据金属元素的信号强度对FI-LCGD-AES系统的参数进行全面评估,得出最佳操作条件为:流速2.2 mL min-1,放电电压650 V,支持电解质HNO3(p H,1.0)和放电间距2.0 mm。在该条件下,FI-LCGD-AES系统具有较高的稳定性和良好的重现性。此外,研究了共存离子的影响,除高浓度(200 mg L-1)Al3+、Fe3+和Cl-,大多数共存离子没有明显干扰,回收率均在88-109%之间。通过对标准物质和实际样品的分析,证明FI-LCGD-AES系统测定金属元素准确、可靠。表明该系统可高效、快速检测多种样品中Zn、Fe、Pb、Mn、Mg、Cu和Ca等金属元素。
王玉鹏[4](2021)在《LIBS结合化学计量学方法对当归产地的溯源研究》文中指出中药材是中医治疗必不可少的原材料,源于不同产地的中药材,因其生长环境(温度、湿度、光照)、人工照料等因素,会导致不同产地的中药材所含元素含量、有机物成分(质量标志物)存在较大差异,从而影响其药效。微量元素分析和产地溯源不仅能够解决不同产地中药材混用、以次充好的问题,而且能够为药理的研究提供数据支持。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为药材检测的新兴技术,具有微损、原位分析、多元素联测等优势。本文基于LIBS技术并将其应用于中药材产地溯源和中药材微量元素的分析当中。主要开展了以下工作:(1)选用四川、湖北、云南、贵州、甘肃5个产地的当归药材作为研究对象,搭建了LIBS实验装置。为在实验中获得稳定、可靠的数据,对实验中的激光能量、延迟时间、聚焦位置进行了优化;(2)为对比传统的溯源方法,突出LIBS结合化学计量学方法的优势。对5个产地的当归做了显微鉴定,鉴定结果表明不同产地的当归虽在外貌上不可区分,但可借助油室(质量标志物)大小鉴定部分产地,但此结果依据经验并且耗时较长,难以用于产地溯源;(3)中药材中含有丰富的微量元素,为验证化学计量学在中药材微量元素定量分析中的优势。采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了当归中Ca和Mg的含量,建立了标准曲线和两种化学计量学的模型,通过标准曲线和化学计量学预测误差的对比,得出了化学计量学的误差远小于标准曲线的结论;(4)为解决多产地当归溯源难问题。采用LIBS技术和3种化学计量学相结合的方法,由LIBS技术提供建模变量,通过网格搜索优化支持向量机中的c和g,粒子群优化随机森林中mtry和ntree的方法,使建立的模型更加的稳健。最终对产地的建模结果为,主成分分析交叠严重,结果难以溯源。支持向量机和随机森林溯源准确率分别为92%和87.2%。其结果可为产地溯源提供数据依据。
付兴兰[5](2020)在《LIBS快速测量土壤元素的影响因素及方法研究》文中进行了进一步梳理实现农业现代化是我国农业发展的重要发展战略,而现代农业的发展依赖于精细化管理和科学化指导。土壤元素的精准感知可以为科学管控提供可靠的数据支撑,对指导精细农业生产非常重要。然而常用的土壤元素检测方法测量时间久,过程繁琐,虽然精度较高,但无法满足现代农业现场快速检测的要求。因此急需开发一种快速、高效和精准的土壤元素分析方法。激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术具有检测快速,几乎无需样品预处理,可实现现场原位分析等优点,目前已经成功的应用于环境监测、太空探索、食品安全、工业检测和医学诊断等领域的多元素同时检测,被誉为未来分析领域的“巨星”。目前LIBS技术应用于土壤元素分析已经取得关注和认可。但是由于土壤基体复杂、元素形态各异、部分元素含量低且存在水分和尘土影响等问题,对LIBS技术的灵敏度和精准度提出了挑战,制约了LIBS技术在土壤检测中的发展。因此,探索快速高精度的分析方法及消除影响因素是LIBS应用于土壤元素快速检测的关键。本文基于LIBS技术,采用不同的吸附策略,分别提出了三种LIBS分析方法,实现了对土壤速效钾、不同价态铬和微量镉的快速精准检测。针对实际土壤含水率变化对LIBS土壤元素现场快速检测存在影响的问题,系统研究了含水率的影响规律并有效降低了水分的影响,提高了定量精度。针对LIBS便携式仪器快速测量土壤元素时存在的主要问题,对仪器的样品容纳池进行了改进,提高了样品测量准确性。本文主要研究内容和结果如下:(1)土壤速效钾的LIBS分析方法研究。针对目前LIBS技术难以区分土壤钾元素形态的问题,提出了树脂膜提取结合LIBS的分析方法。利用树脂膜的提取特性对土壤速效钾进行提取,然后通过LIBS烧蚀树脂膜得到土壤速效钾的含量。结果表明,采用树脂膜提取土壤速效钾10分钟,得到了定标曲线的可决系数(Determination coefficient,R2)为0.99,速效钾的检测限和定量限分别为2.2 mg/kg和7.3 mg/kg。该方法用于实际土壤样品速效钾检测,测量平均相对误差(Average relative error,ARE)为2.58%。该方法解决了目前LIBS技术无法测量土壤速效钾的难题,同时避免了常规检测方法的繁琐前处理和化学提取,简化了实验步骤且缩短了检测时间。(2)土壤不同价态铬的LIBS分析方法研究。土壤中六价铬(Cr,VI)毒性是三价铬(Cr,III)的百倍以上,因此有必要对不同价态铬区分检测。但LIBS技术不具备元素价态直接区分检测的能力,因此提出了树脂选择性吸附辅助LIBS的分析方法。利用特异性树脂吸附Cr(VI),分离土壤中的Cr(VI)和Cr(III),然后采用LIBS测定吸附前的总Cr溶液和吸附了Cr(VI)的树脂,得到总Cr和Cr(VI)的含量,二者相减得到Cr(III)的含量。结果表明,树脂5分钟可实现Cr(VI)的吸附分离,三种价态铬的定标曲线的R2均大于0.99。该方法用于三种不同地区实际土壤的检测,三种价态铬的测量ARE均小于13.11%。该方法不仅解决了目前LIBS技术无法进行土壤不同价态铬区分检测的困难,还避免了常规检测方法的化学提取,缩短了分析时间。(3)土壤微量镉的LIBS分析方法研究。针对LIBS技术检测灵敏度低,无法满足土壤微量Cd元素高灵敏检测需求的问题,提出树脂吸附结合空间约束装置的LIBS增强新方法。采用树脂吸附土壤中的Cd元素,然后通过空间约束装置辅助LIBS测量树脂,实现了土壤微量Cd元素的高灵敏检测。结果表明,相比于传统压片法,利用树脂吸附后将检测浓度降低了10倍,配合空间约束装置将光谱信号增强了2-5倍。采用该方法进行定量分析,Cd元素定标曲线的R2为0.993,检测限可达0.13 mg/kg,达到我国土壤污染风险管控标准检测要求(0.3 mg/kg)。将该方法应用于三种不同地区实际土壤的检测,Cd元素的测量ARE为8.44%。(4)土壤含水率对LIBS土壤元素分析的影响和消除方法研究。要实现土壤元素的LIBS现场快速检测,难以进行水分的烘干。但实际土壤含水率变化较大,会对测量结果产生影响。因此,系统的研究了土壤含水率对LIBS检测土壤元素的影响规律并消除水分的影响。首先以土壤中Cu、Pb、Cr、Al、Ca、Fe、Na、Si、Mg、K和H元素为例进行分析,结果表明随着土壤含水率的增加,除H元素外,其他元素光谱信号的强度和SBR均呈现下降趋势,所有元素的相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)均呈上升趋势。然后以土壤中Cu、Pb、Cr和K元素为例进行定量分析,结合不同的化学计量学算法对光谱数据进行预处理,有效的降低了含水率的影响。经对比,最大值归一化算法的消除效果最佳,将各个元素校正集的RV2从0.86-0.89提高至0.97-0.99,交叉验证集的RP2从0.85-0.88提高至0.92-0.95,校正集均方根误差(Root-mean-square-error of calibration,RMSEC)和预测集均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)分别降低了54%-67%和22%-43%。(5)LIBS便携式仪器快速测量土壤元素误差分析及样品容纳池改进。LIBS便携式仪器快速测量土壤元素时存在尘土飞溅和同一样品难以多次测量等问题,导致土壤元素定量精度低。针对上述问题,对仪器的样品容纳池进行了改进。以土壤中Cu、Cr、Pb和Cd元素为例进行了对比定量分析,结果表明,采用改进后的样品容纳池进行检测,将四种元素的定标曲线的R2从0.521-0.675提高到0.993-0.998,四种元素交叉验证的RSD分别小于15.5%、17.3%、13.3%和19.7%,RE分别小于12.5%、13.4%、13.3%和15.3%。相比于原始的样品容纳池,改进后的样品容纳池不仅减少了尘土飞溅,同时实现了样品多次测量,减少了样品装样次数,提高了样品测量准确性。本论文围绕LIBS应用于土壤元素分析存在的技术性难题,提出了土壤速效钾、不同价态铬和微量镉的快速精准分析方法;为了实现LIBS土壤元素的现场快速测量,分析了土壤含水率对LIBS土壤元素分析的影响规律和物理机制,采用化学计量学算法有效的降低了含水率的影响;通过改进LIBS便携式仪器的样品容纳池,减少了尘土飞溅,实现了一次装样多次测量,减少了样品装样次数,提高了样品测量准确性,为LIBS技术应用于土壤元素的现场快速检测奠定了技术基础。
吕欣翰[6](2020)在《含钯纳米颗粒的中空介孔二氧化硅纳米反应器的可控制备及其在醇类选择性氧化中的应用》文中提出本论文旨在研究含钯中空介孔纳米二氧化硅反应器(Pd@HMSNs)的可控合成,并将其用于应用各种醇类的选择性氧化反应中。实验表明:Pd@HMSNs中介孔结构有利于传质阻力的消除;活性颗粒位于大的空腔中提高了反应物与催化活性组分的接触,从而加快了反应速率;二氧化硅壳层的存在很好地保护了内部活性组分,限制了活性组分的流失,提高了催化剂的稳定性。具体研究内容如下:(1)Pd@HMSNs的可控制备。本文采用以一种新型胶束为模版,然后将二氧化硅沉积在胶束上,接着通过焙烧以及还原等后处理来制备Pd@HMSNs。这种新型胶束主要通过钯离子、三齿配体(三个吡啶二羧酸接在苯环上,L3)以及带正电的二嵌段聚合物(P2MVP128-b-PEO477)通过静电自组装形成。XRD、BET以及TEM等一系列技术证明了合成的材料具有中空介孔结构,且在空腔内部包裹着钯纳米颗粒。所制备的Pd@HMSNs 比表面积为498 m2/g,平均孔径为7.7 nm,钯的负载量为3.0 wt%。(2)Pd@HMSNs在各种醇类选择性氧化制备相应醛类的应用。在苯甲醇的选择性氧化制备苯甲醛的催化反应中,在600℃条件下焙烧,300℃下进行还原所制备的Pd@HMSNs反应效果最好。本文探索了反应条件如反应温度、底物浓度以及溶剂的选择等对选择性氧化反应的影响,从而确定了以下最优反应条件:反应温度为100℃,反应压力为0.1 MPa,在水作为溶剂的条件下,底物浓度为0.5 vol%。此外,本文在最优合成条件以及最优反应条件下将Pd@HMSNs应用于各种醇类的选择性氧化反应中。实验表明在相同的反应条件下,与传统负载型钯纳米催化剂相比,Pd@HMSNs在醇类的选择性氧化上反应中的活性得到了显着地提升。
谢玉俊,李燕猛,魏建强[7](2020)在《振荡浸提电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤中速效钾及交换性钙、镁》文中提出采用振荡浸提法对土壤样品进行前处理,电感耦合等离子发射光谱法对样品试液中速效钾及交换性钙、镁含量进行测定。该方法简单、快捷,测定结果准确可靠,重复性、稳定性好,明显提升了分析检验工作效率。
刘昭[8](2020)在《改性磷矿浮选尾矿对重金属吸附特性及土壤修复效应研究》文中进行了进一步梳理我国土壤重金属污染问题日趋严重,研发有效的土壤重金属污染修复技术是当前的紧迫任务之一。化学钝化修复技术具有操作简便、成效快、适用范围广等优点,被广泛应用于重金属污染修复。化学钝化技术的核心是钝化材料,含磷矿物材料因具有多种优异特性,常被用作重金属钝化材料。磷矿浮选尾矿是一种重要的含磷矿物材料,但针对该材料的土壤重金属钝化研究鲜有报道。本研究利用草酸铵为改性剂研制改性磷矿浮选尾矿钝化材料;采用现代化分析手段表征改性材料的物理化学性状;通过批处理吸附实验探究改性材料对典型重金属(Cd、Pb和Cu)的吸附特性及作用机理;利用室内土壤培养实验研究改性材料对不同性状土壤中典型重金属的钝化效果。主要结果如下:(1)改性材料中重金属含量低于国家有关环保标准限值,具有作为土壤修复材料潜力。改性后材料pH值偏弱碱性(7.65),阳离子交换容量和有效磷含量均显着增加,其中有效磷含量增加约10倍。其主要成分为草酸钙和草酸镁,表面负载了草酸根基团、羧基和羟基等含氧官能团,含磷官能团与重金属亲和力增强。改性后材料比表面积明显降低,孔隙分布以微孔为主,表面形貌特征为无定型结构,更加光滑。(2)投加量和pH显着影响改性材料对重金属的吸附作用。改性材料投加量为1 g·L-1时对Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附量最大,对Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附效果在pH值为3~5时较好。改性材料对3种重金属的吸附动力学实验结果均符合伪二级动力学方程,以化学吸附为主;等温吸附分析显示其对3种重金属的吸附实验结果均符合Langmuir等温吸附模型,为单层均质吸附。改性后材料对Pb2+的吸附速率显着提升,但对Cd2+和Cu2+的吸附速率降低;对Cd2+、Pb2+和Cu2+的最大吸附量增加了11~50倍,分别达279.88 mg·g-1、764.34 mg·g-1和245.53 mg·g-1,且吸附稳定性高,解吸率均低于15%;在二元复合体系中对Pb2+吸附亲和力较强。利用SEM/EDS、XRD、FITR和XPS等分析发现改性材料可能通过磷酸根沉淀作用,活性钙镁离子交换共沉淀作用及新负载的草酸根、羟基和羧基的络合沉淀作用来吸附固持Cd2+、Pb2+和Cu2+,其中草酸根络合及沉淀作用贡献较大。(3)施加改性前后材料均导致本研究采用的中性和酸性土壤的pH值升高,碱性土壤的pH值降低;三种土壤有效磷含量均显着增加,其中改性材料处理增加幅度更显着。施加改性前后材料改变了土壤Cd、Pb和Cu有效态含量。草酸铵改性材料显着降低了本研究中酸性土壤中Cd和Pb有效态含量,施加量为5%时分别降低44.56%和62.75%,但Cu有效态含量明显增加。改性材料施加后土壤重金属赋存形态发生明显变化,本研究采用的中性土壤和酸性土壤中Cd和Pb弱酸提取态比例均显着降低。总体而言,改性材料有利于酸性和中性Cd和Pb污染土壤修复,但更严谨的钝化材料适用条件和普适性还需深入研究。
朱艳涛[9](2020)在《辉光放电光谱仪激发源改进研究》文中认为辉光放电原子发射光谱仪是近年来应用广泛用于物质表面化学成分检测的现代分析仪器。辉光放电原子发射光谱仪能直接对固体样品进行沿深度方向的逐层分析,尤其在金属检测领域有较大发展空间,在材料表面成分分析研究及产品质量检验等研究领域有着非常重要的作用。本文在小型辉光放电光谱仪实验平台的基础上,首先对激发源启动电源进行改进,对不同参数下光谱仪起辉条件进行了实验探究。其次,对激发源的阴极盘进行改进,增加了光谱仪激发源的阴极盘使用灵活性,并在改进后的阴极盘基础上对激发源放电腔的气密性进行实验测定,以及进行不同材料的溅射实验分析。本文在对传统辉光光谱仪激发源放电原理研究时,发现辉光光谱仪的起辉需要的开路电压很高,需要开路电压为几百伏的恒流源供电,而在激发源放电腔内的惰性气体被击穿后,产生正常辉光放电阶段的电压降低。根据这一放电特性,本文采用双电源对激发源供电。在氩气气体绝缘击穿前用高电压脉冲使气体击穿放电,放电后用直流恒流源供电使激发源内气体持续放电。选取压电陶瓷器件作为高压脉冲电源,对激发源的电源部分增加了压电陶瓷作为高压脉冲电源与直流电源串联使用方案,并对不同电压、氩气气压下光谱仪的起辉条件做实验探究,实验研究了在改变电源电压范围为77 V588 V、氩气气压范围为30 Pa300 Pa条件下,通过改变供电电流找出光谱仪起辉与辉光熄灭的临界电流值。本文主要研究了在不同电压、氩气气压下Grimm激发源的起辉条件,在改变激发源电极间距时,不同电源电压和氩气气压下辉光光谱仪的起辉规律。为解决光谱仪的阴极盘在使用过程中容易损坏问题,对阴极盘结构进行了改进设计,将阴极盘分为A、B两部分,对阴极盘的气密性进行实验验证,利用改进后的阴极盘对不同材料做溅射实验。实验标明,改进阴极盘可用于辉光光谱仪激发源,降低了使用成本,并增加了仪器使用灵活性。
卢思名[10](2020)在《树脂吸附法从拜耳溶液中分离回收镓的研究》文中研究说明金属镓广泛应用于太阳能、半导体、生物、化工、合金等领域,它在世界半导体的应用中占到了80-85%,全世界的高纯镓年产量只有200余吨,仅占开发潜能的8-21%。镓没有独立的矿床,铝土矿是提取镓最大的来源,95%的原生镓来源于铝土矿,广西作为全中国铝土矿资源量第二多的省份,从氧化铝拜耳溶液中提取回收镓具有重要的意义。镓在铝土矿中的含量低(约为0.002-0.1%),提取难度较大。目前在工业上主要通过树脂吸附法进行提取。然而,树脂法也存在吸附容量低、传质速率慢、难再生等问题,因此需要对树脂材料和提镓技术进行改进。通过对商业树脂的筛选,本研究选择偕胺肟树脂LSC-600,对真实的拜耳母液中镓的吸附分离性能进行了研究,结果表明,偕胺肟树脂吸附容量为2.3 mg g-1,吸附平衡时间为100-120 min,钒离子会发生共吸附,他们的趋势线表明存在着竞争吸附。吸附后用盐酸解吸,1mol L-1的盐酸浓度下镓可实现与钒和铝离子的分离。温度对镓和铝的解吸影响较小,对钒的解吸影响较大。当反应温度由30℃上升80℃时,钒的解吸率由20%上升到95%。为了解决商用偕胺肟树脂吸附镓时吸附容量低,吸附平衡时间长以及钒的共吸附等问题,自主合成了新型偕胺肟硅基树脂。通过X射线光电子能谱、热重、红外光谱等手段对树脂进行了精细表征,并利用该树脂进行了水溶液中Ga(III)的回收研究。通过研究p H效应、不同温度下的吸附等温线和在p H4-5.5和p H13.7的吸附动力学,研究了树脂对拜耳液中的镓的吸附性能。树脂在p Heq5.5时达到最佳吸附,最大吸附量达到2.1-2.6mmol g-1。吸附动力学相对较快,在60-90分钟内达到平衡。吸附过程为吸热反应,符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线模型。使用1.5 M HCl进行金属解吸和树脂回收,45min足以完全洗脱Ga(III)。吸附和解吸性能在5个循环内保持稳定。在存在多种金属阳离子的情况下,树脂对镓回收具有选择性。而且该树脂成功地用于高p H值(约14)的真实拜耳溶液中镓回收。与LSC-600偕胺肟树脂相比,该树脂对复杂溶液中镓具有较高的效率和选择性。XPS结果表明,吸附Ga(III)后PAO/Si O2主要以Ga-O和Ga-N键相结合,表明氨基肟基的O基和N基反应基团在金属结合后均与Ga(III)共享电子。为了给后续电解制备高纯镓提供纯度更高的富集镓的溶液,树脂经过酸解吸后,工业生产中通常要通过多步除杂法对溶液进行提纯,过程较为复杂,而且添加多量的化学试剂提高了回收镓的成本。针对这个问题,本研究尝试用商用阴离子树脂IRA900对解吸液进行二次提纯,并利用去离子水对负载镓的商用树脂IRA900进行洗脱。结果表明:在6mol L-1盐酸溶液中,商用树脂IRA900对镓的吸附能力较强。但速率较慢,吸附平衡需要30h,吸附量为220mg g-1。在五个连续的吸附/解吸循环中测试回收,吸附和解吸性能保持稳定。利用柱实验,采用离子色层法,树脂IRA-900在盐酸浓度为6mol L-1时可以有效的实现真实工业进液中的镓与钒、铝、镁、钨等的分离和回收;微量铁发生吸附,总体铁吸附量较小可以忽略不计。利用IRA900树脂的洗脱柱实验发现,镓极易解吸,解吸后浓度可达6522 mg L-1,其他元素几乎检测不到,因此IRA900树脂可以在盐酸体系下对镓进行提纯富集。
二、电感耦合等离子发射光谱仪(ICPS)在农业化学分析中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电感耦合等离子发射光谱仪(ICPS)在农业化学分析中的应用(论文提纲范文)
(1)激光诱导击穿光谱技术在土壤植物信息检测中的应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
主要英文缩写表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 土壤重金属检测研究现状 |
1.3 LIBS技术简介 |
1.3.1 LIBS技术的检测机理 |
1.3.2 LIBS技术的研究现状 |
1.3.3 LIBS检测的主要问题 |
1.4 激光诱导击穿光谱信号增强技术 |
1.4.1 环境调控辅助增强 |
1.4.2 样本处理辅助增强 |
1.4.3 LIBS系统优化增强 |
1.5 本研究的内容和技术路线 |
1.6 本章小结 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器 |
2.2.1 LIBS系统 |
2.2.2 气体控制系统 |
2.2.3 其他仪器 |
2.3 数据处理及分析方法 |
2.3.1 数据预处理方法 |
2.3.2 数据定性分析方法 |
2.3.3 数据定量建模方法 |
2.4 主要评价指标 |
2.5 数据处理软件 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于LIBS技术的土壤植物信息检测方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验设计与试验样本制备 |
3.2.1 样本制备 |
3.2.2 参考值获取 |
3.2.3 光谱数据采集 |
3.2.4 数据处理与分析 |
3.3 基于LIBS技术的土壤重金属定量检测 |
3.3.1 重金属元素特征谱线识别及分析 |
3.3.2 LIBS参数优化 |
3.3.3 土壤镉定量检测方法 |
3.3.4 土壤铅定量检测方法 |
3.4 基于LIBS技术的转基因玉米鉴别 |
3.4.1 特征谱线分析 |
3.4.2 PCA定性分析 |
3.4.3 转基因玉米鉴别模型 |
3.5 基于LIBS技术的生物质材料特性检测 |
3.5.1 木质纤维素分析 |
3.5.2 特征谱线分析 |
3.5.3 PCA定性分析 |
3.5.4 生物质颗粒类型定性判别方法 |
3.5.5 生物质燃烧特性指标定量检测方法 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于不同激光波长的LIBS土壤重金属元素定量检测方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验设计与试验样本制备 |
4.2.1 土壤样本制备 |
4.2.2 光谱数据采集与分析 |
4.3 LIBS参数优化 |
4.4 不同波长LIBS检测结果定性分析 |
4.4.1 光谱强度对比分析 |
4.4.2 谱线参数对比分析 |
4.4.3 样本三维形貌对比分析 |
4.4.4 等离子体特性对比分析 |
4.5 基于不同激光波长的土壤镉定量检测方法 |
4.5.1 不同激光波长的LIBS镉含量检测 |
4.5.2 不同激光波长的镉定量检测效果对比 |
4.6 基于不同激光波长的土壤铅定量检测方法 |
4.6.1 不同激光波长的LIBS铅含量检测 |
4.6.2 不同激光波长的铅定量检测效果对比 |
4.7 本章小结 |
第五章 基于环境调控信号增强的土壤重金属元素定量检测方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验设计与方法 |
5.2.1 土壤样本制备 |
5.2.2 光谱数据采集与处理 |
5.3 环境调控对信号影响研究 |
5.3.1 环境调控对光谱特征影响 |
5.3.2 环境调控对系统性能影响 |
5.4 环境调控增强光谱信号的机理分析 |
5.4.1 烧蚀坑三维轮廓分析 |
5.4.2 等离子体特性分析 |
5.5 基于环境调控的土壤镉定量检测方法 |
5.6 基于环境调控的土壤铅定量检测方法 |
5.7 本章小结 |
第六章 基于导电材料信号增强的土壤重金属元素定量检测方法研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验设计与试验样本制备 |
6.2.1 土壤样本制备 |
6.2.2 光谱数据采集与处理 |
6.3 导电材料对光谱信号影响研究 |
6.3.1 光谱特征分析 |
6.3.2 谱线信号参数分析 |
6.4 导电材料增强光谱信号的机理分析 |
6.4.1 烧蚀坑三维轮廓分析 |
6.4.2 等离子体特性分析 |
6.5 基于导电材料的土壤镉定量检测方法 |
6.5.1 NaCl辅助增强的镉定量检测 |
6.5.2 石墨辅助增强的镉定量检测 |
6.6 基于导电材料的土壤铅定量检测方法 |
6.6.1 NaCl辅助增强的铅定量检测 |
6.6.2 石墨辅助增强的铅定量检测 |
6.7 本章小结 |
第七章 基于双脉冲信号增强的土壤重金属元素定量检测方法研究 |
7.1 引言 |
7.2 试验设计与试验样本制备 |
7.2.1 土壤样本制备 |
7.2.2 光谱数据采集与处理 |
7.3 DPLIBS参数优化分析 |
7.3.1 脉冲间隔时间优化 |
7.3.2 脉冲能量优化 |
7.3.3 延时时间优化 |
7.4 DPLIBS检测结果定性分析 |
7.4.1 光谱强度分析 |
7.4.2 谱线参数分析 |
7.5 双脉冲信号增强机理分析 |
7.6 基于共线DPLIBS的土壤镉定量检测方法 |
7.6.1 基于共线DPLIBS的镉定量分析模型 |
7.6.2 镉单双脉冲LIBS定量检测效果对比 |
7.7 基于共线DPLIBS土壤铅定量检测方法 |
7.7.1 基于共线DPLIBS的铅定量分析模型 |
7.7.2 铅单双脉冲LIBS定量检测效果对比 |
7.8 共线DPLIBS土壤镉和铅定量检测的农田土壤验证 |
7.8.1 基于共线DPLIBS的农田土壤镉定量分析模型 |
7.8.2 基于共线DPLIBS的农田土壤铅定量分析模型 |
7.9 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 进一步展望 |
参考文献 |
作者简介 |
(2)阳宗海砷污染记录及砷迁移转化机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.1.1 砷的基本性质和赋存形态 |
1.1.2 砷的毒理、毒性 |
1.1.3 砷污染来源 |
1.1.4 砷的迁移与赋存特征 |
1.2 水体砷污染研究进展 |
1.2.1 湖泊砷污染 |
1.2.2 砷的转化与释放 |
1.2.3 砷循环与迁移机制 |
1.2.4 阳宗海湖泊及污染研究 |
1.3 选题意义与研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 主要创新点 |
1.3.3 研究内容与技术路线 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置及气候状况 |
2.1.2 土地利用及植被状况 |
2.1.3 流域水文及侵蚀状况 |
2.1.4 社会经济状况 |
2.2 流域环境污染现状 |
2.3.1 水环境污染 |
2.3.2 砷污染事件 |
第3章 阳宗海水化学与砷的迁移释放 |
3.1 水样采集与检测方法 |
3.1.1 样品采集与预处理 |
3.1.2 样品分析测试 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 水文特征 |
3.2.3 水化学环境 |
3.2.3.1 离子含量 |
3.2.3.2 离子组分 |
3.2.3.3 砷的变化规律 |
3.3 讨论 |
3.3.1 水体砷滞留现象及原因 |
3.3.2 絮凝吸附HFO体系下砷的迁移释放机制 |
3.4 小结 |
第4章 阳宗海砷的沉积特征与其循环平衡 |
4.1 表层沉积物采集与检测方法 |
4.1.1 沉积物样品提取 |
4.1.2 元素含量 |
4.1.3 粒径组分 |
4.1.4 有机质 |
4.2 数据分析及评估方法 |
4.2.1 重金属污染负荷指数PLI(Pollution Load Index) |
4.2.2 沉积物质量基准(SQGs) |
4.2.3 潜在生态风险指数(RI) |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 表层沉积物砷的分布特征 |
4.3.2 沉积环境 |
4.3.3 沉积物污染类型与污染等级 |
4.3.4 生物致毒性与生态危害风险评估结果 |
4.3.5 污染来源分析 |
4.4 讨论 |
4.4.1 氯化铁絮凝吸附法的生态环境风险 |
4.4.2 As-Fe S和 As-HFO迁移平衡和影响因素 |
4.5 小结 |
第5章 沉积物记录的阳宗海砷污染历史 |
5.1 岩芯提取与分析方法 |
5.1.1 样品采集与保存 |
5.1.2 样品预处理 |
5.2 样品分析 |
5.2.1 元素定量检测 |
5.2.2 元素扫描 |
5.2.3 ~(210)Pb和~(137)Cs年代学分析 |
5.2.4 数据处理 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 XRF微区扫描结果 |
5.3.2 高分辨率年代序列的建立 |
5.3.3 钻孔沉积物各代用指标垂向变化特征 |
5.3.4 有机质、粒度和碳酸盐 |
5.3.5 富集因子及主成分分析结果 |
5.4 讨论 |
5.4.1 阳宗海的环境变化过程 |
5.4.2 阳宗海污染历史 |
5.4.3 砷的沉积“伪平衡”状态 |
5.5 小结 |
第6章 阳宗海微生物的环境响应与涉砷影响 |
6.1 准备材料与提取方法 |
6.1.1 实验设备与及试剂配备 |
6.1.2 总DNA提取 |
6.2 16srDNA测序和分析方法 |
6.2.1 PCR扩增DNA序列 |
6.2.2 凝胶电泳分离与生物分析 |
6.2.3 数据处理与分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 微生物群落的变化特征 |
6.3.2 微生物群落结构多样性 |
6.4 讨论 |
6.4.1 微生物的环境响应与影响 |
6.4.2 砷迁移机制中的生物地球化学作用 |
6.5 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文主要结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
致谢 |
(3)液体阴极辉光放电原子发射光谱的微型化及其在元素检测中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 ELCAD的放电原理 |
1.3 液体阴极辉光放电系统的研究进展 |
1.3.1 装置改进方面概述 |
1.3.2 提高装置分析性能概述 |
1.4 本文选题思路 |
参考文献 |
第2章 实验部分 |
2.1 仪器构建与优化 |
2.1.1 LCGD-AES实验装置 |
2.1.2 进样系统和光谱检测系统的改进 |
2.2 实验试剂和仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 样品前处理 |
2.3.1 水样品的前处理 |
2.3.2 植物样品的前处理 |
2.3.3 土壤样品的前处理 |
第3章 新型进样系统耦合液体阴极辉光放电测定水样中的铷、铯和锶 |
3.1 引言 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 LCGD的光谱特征 |
3.2.2 运行参数的优化 |
3.2.3 LCGD的稳定性测试 |
3.2.4 共存离子的影响 |
3.2.5 分析性能 |
3.2.6 实际样品分析 |
3.3 小结 |
参考文献 |
第4章 基于表面活性剂的液体阴极辉光放电原子发射光谱高灵敏测定锂 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 便携式LCGD-AES的光谱特征 |
4.2.2 运行参数的优化 |
4.2.3 化学改性剂的优化 |
4.2.4 干扰与消除 |
4.2.5 添加表面活性剂的便携式LCGD-AES的稳定性 |
4.2.6 分析性能 |
4.2.7 实际水样分析中的应用 |
4.3 小结 |
参考文献 |
第5章 流动注射-液体阴极辉光放电原子发射光谱测定多种样品中的金属元素 |
5.1 引言 |
5.2 结果和讨论 |
5.2.1 FI-LCGD的发射光谱特性 |
5.2.2 运行条件的优化 |
5.2.3 FI-LCGD系统的稳定性测试 |
5.2.4 共存离子的影响 |
5.2.5 化学改性剂的影响 |
5.2.6 分析性能和实际样品测定 |
5.3 小结 |
参考文献 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(4)LIBS结合化学计量学方法对当归产地的溯源研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 LIBS技术现状 |
1.2.2 中药材中LIBS的应用现状 |
1.3 常见的中药材元素分析方法 |
1.3.1 AAS:原子吸收光谱 |
1.3.2 ICP-AES:电感耦合等离子体原子发射光谱 |
1.3.3 HPLC:高效液相色谱法 |
1.3.4 LIBS:激光诱导击穿光谱 |
1.4 不同元素分析方法的比较 |
1.5 本文研究内容 |
第2章 激光诱导击穿光谱技术基本理论 |
2.1 激光诱导等离子体简介 |
2.2 激光诱导等离子体状态模型 |
2.2.1 局部热力学平衡 |
2.2.2 冕区平衡 |
2.2.3 碰撞辐射平衡 |
2.3 谱线展宽机制 |
2.3.1 自然展宽 |
2.3.2 多普勒展宽 |
2.3.3 准定态Stark展宽 |
2.3.4 仪器展宽 |
2.4 激光诱导等离子体参数求解 |
2.4.1 等离子体温度 |
2.4.2 等离子体电子密度 |
2.5 激光诱导击穿光谱技术分析谱线的选择 |
2.6 本章小结 |
第3章 激光诱导击穿光谱技术常用分析方法 |
3.1 标准曲线法 |
3.2 自由定标法 |
3.3 化学计量学分析方法 |
3.3.1 主成分分析(PCA) |
3.3.2 人工神经网络(ANN) |
3.3.3 支持向量机(SVM) |
3.3.4 随机森林(RF) |
3.4 本章小结 |
第4章 LIBS实验装置及中药材微量元素分析 |
4.1 样品制备 |
4.2 实验装置 |
4.2.1 激光器 |
4.2.2 光谱仪 |
4.2.3 数字延迟发生器(DG535) |
4.3 实验条件优化 |
4.3.1 激光能量的优化 |
4.3.2 延迟时间的优化 |
4.3.3 聚焦位置的优化 |
4.4 当归样品显微鉴别图及LIBS光谱 |
4.5 中药材当归的微量元素研究 |
4.5.1 标准曲线法 |
4.5.2 人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)定量分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 LIBS技术对当归产地的溯源研究 |
5.1 特征量的提取 |
5.2 主成分分析溯源 |
5.3 支持向量机模型溯源 |
5.4 随机森林模型溯源 |
5.4.1 PSO优化简介 |
5.4.2 随机森林优化结果 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结及展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(5)LIBS快速测量土壤元素的影响因素及方法研究(论文提纲范文)
主要英文缩写表 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 土壤元素检测方法 |
1.3 LIBS技术的发展 |
1.3.1 LIBS技术简介 |
1.3.2 LIBS技术的优势 |
1.3.3 LIBS技术的发展历程及应用 |
1.4 LIBS技术检测土壤元素的研究进展 |
1.4.1 土壤营养元素检测的研究进展 |
1.4.2 土壤重金属元素检测的研究进展 |
1.4.3 土壤元素的LIBS检测灵敏度提升方法的研究进展 |
1.4.4 LIBS便携式仪器检测土壤元素的研究进展 |
1.4.5 问题与不足 |
1.5 研究内容及方法 |
1.6 本章小结 |
第2章 实验装置及分析方法 |
2.1 实验装置 |
2.1.1 激光器 |
2.1.2 光谱仪 |
2.1.3 系统的时序控制 |
2.1.4 样品检测室与数据处理软件 |
2.2 LIBS基本原理 |
2.2.1 LIBS测量原理 |
2.2.2 LIBS等离子体的形成原理和展宽机制 |
2.2.3 LIBS光谱产生原理及强度计算 |
2.2.4 等离子体温度和电子密度求解 |
2.3 LIBS分析方法 |
2.3.1 土壤元素特征谱线的确定 |
2.3.2 光谱数据预处理 |
2.3.3 定量分析及评价指标 |
2.4 本章小结 |
第3章 土壤速效钾的LIBS分析方法 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 树脂膜对速效钾提取的有效性 |
3.3.1 树脂膜提取速效钾的原理 |
3.3.2 树脂膜对速效钾的提取特性 |
3.4 关键参数优化 |
3.5 定量分析 |
3.6 真实样本验证 |
3.6.1 真实样本检测 |
3.6.2 分析性能对比 |
3.7 本章小结 |
第4章 土壤不同价态铬的LIBS分析方法 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料和方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 树脂对三价铬和六价铬的吸附特异性 |
4.3.1 树脂对三价铬和六价铬吸附分离的原理 |
4.3.2 树脂对三价铬和六价铬的吸附特异性 |
4.4 条件优化 |
4.4.1 树脂吸附参数优化 |
4.4.2 总铬溶液承载基板的选择 |
4.5 不同价态铬的定量分析 |
4.6 实际样本验证 |
4.6.1 加标样本分析 |
4.6.2 分析性能对比 |
4.7 本章小结 |
第5章 土壤微量镉的LIBS分析方法 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 树脂吸附结合空间约束测量镉元素的原理 |
5.3.1 树脂吸附土壤镉元素的原理 |
5.3.2 空间约束对镉元素光谱信号的增强原理 |
5.4 树脂吸附结合空间约束对镉元素的增强效应 |
5.4.1 传统压片法测量土壤镉元素 |
5.4.2 树脂吸附法对土壤镉元素的增强效应 |
5.4.3 空间约束对土壤镉元素的增强效应 |
5.5 定量分析 |
5.6 真实样本验证 |
5.6.1 加标样本分析 |
5.6.2 分析性能对比 |
5.7 本章小结 |
第6章 土壤含水率对LIBS土壤元素分析的影响和消除 |
6.1 引言 |
6.2 实验材料与方法 |
6.2.1 实验材料 |
6.2.2 实验方法 |
6.3 含水率对LIBS发射谱线的影响 |
6.3.1 含水率对光谱强度的影响 |
6.3.2 含水率对谱线的相对标准偏差和信背比的影响 |
6.4 含水率对土壤和激光相互作用过程的影响机制 |
6.5 土壤含水率对定量分析的影响和消除 |
6.5.1 原始光谱定量结果 |
6.5.2 最大值归一化对土壤含水率影响的消除效果 |
6.5.3 标准正态变换对土壤含水率影响的消除效果 |
6.5.4 多元散射校正对土壤含水率影响的消除效果 |
6.5.5 移动平均平滑对土壤含水率影响的消除效果 |
6.5.6 不同预处理算法对土壤含水率影响的消除效果对比 |
6.6 本章小结 |
第7章 LIBS便携式仪器快速测量土壤元素误差分析及样品容纳池改进 |
7.1 引言 |
7.2 实验材料与方法 |
7.3 改进前样品容纳池土壤元素分析性能 |
7.3.1 定量分析 |
7.3.2 存在的问题与不足 |
7.4 样品容纳池改进设计 |
7.5 改进后样品容纳池土壤元素分析性能 |
7.5.1 定性分析 |
7.5.2 定量分析 |
7.6 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 进一步工作的展望 |
参考文献 |
在读期间发表文章及参与课题 |
致谢 |
(6)含钯纳米颗粒的中空介孔二氧化硅纳米反应器的可控制备及其在醇类选择性氧化中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第1章 文献综述 |
1.1 中空纳米材料研究概况 |
1.2 中空纳米材料的制备方法 |
1.2.1 硬模板法 |
1.2.2 软模版法 |
1.2.3 自模板合成 |
1.3 中空纳米材料的应用 |
1.3.1 纳米载体和反应器 |
1.3.2 能源储存 |
1.3.3 催化 |
1.3.4 生物医学应用 |
1.3.5 环境修复 |
1.3.6 传感器 |
1.4 研究思路及主要内容 |
1.4.1 论文研究思路 |
1.4.2 论文主要研究内容 |
第2章 实验试剂、仪器及表征方法 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 表征方法 |
2.3.1 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.2 X射线衍射仪(XRD) |
2.3.3 氮气吸附-脱附测定(BET) |
2.3.4 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES) |
2.3.5 高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM) |
第3章 中空介孔二氧化硅纳米反应器的制备 |
3.1 引言 |
3.2 原料制备 |
3.3 含钯纳米反应器合成的探索 |
3.3.1 利用二齿配体合成含钯纳米反应器的探索 |
3.3.2 利用三齿配体合成含钯中空纳米反应器的探索 |
3.3.3 原料放大一倍合成含钯中空纳米反应器的探索 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 电子透射电镜(TEM)分析 |
3.4.2 高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)分析 |
3.4.3 X射线衍射(XRD)分析 |
3.4.4 氮气吸附-脱附测定(BET) |
3.5 本章小结 |
第4章 中空介孔二氧化硅纳米反应器的醇类催化应用研究 |
4.1 催化反应操作步骤 |
4.2 分析方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论 |
5.1 总结 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)振荡浸提电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤中速效钾及交换性钙、镁(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料与试剂 |
1.2 仪器和设备 |
1.3 仪器工作条件 |
1.4 实验材料 |
1.5 实验方法 |
1.5.1 试样处理 |
1.5.2 工作曲线 |
1.5.3 测定 |
1.6 计算 |
2 结果与分析 |
2.1 分析谱线的选择 |
2.2 实验干扰因素 |
2.3 方法的检出限 |
2.4 方法的准确度 |
2.5 方法的重复性 |
2.6 方法稳定性 |
3 结论 |
(8)改性磷矿浮选尾矿对重金属吸附特性及土壤修复效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 土壤重金属污染概况 |
1.2.1 土壤重金属污染的来源及危害 |
1.2.2 土壤重金属污染现状 |
1.3 土壤重金属污染修复研究现状 |
1.3.1 土壤重金属污染修复技术 |
1.3.2 化学钝化修复技术研究进展 |
1.4 磷矿尾矿材料修复重金属污染研究进展 |
1.5 本论文研究目的、意义和研究内容 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术路线图 |
第2章 改性磷矿浮选尾矿材料的制备及表征 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验试剂与仪器 |
2.1.2 磷矿浮选尾矿材料的制备 |
2.1.3 改性磷矿浮选尾矿材料的制备 |
2.1.4 改性前后磷矿浮选尾矿材料的表征方法 |
2.1.5 数据统计分析 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 改性前后磷矿浮选尾矿材料的重金属含量分析 |
2.2.2 改性前后磷矿浮选尾矿材料化学组成及理化性质的变化 |
2.2.3 改性前后磷矿浮选尾矿材料表面形貌的变化 |
2.2.4 改性前后磷矿浮选尾矿材料比表面积和孔隙结构的变化 |
2.2.5 改性前后磷矿浮选尾矿材料物相组成的变化 |
2.2.6 改性前后磷矿浮选尾矿材料表面官能团的变化 |
2.2.7 改性前后磷矿浮选尾矿材料元素形态的变化 |
2.3 本章小结 |
第3章 改性磷矿浮选尾矿材料对典型重金属吸附特性研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验试剂与仪器 |
3.1.2 初始pH对吸附效果的影响 |
3.1.3 材料投加量对吸附效果的影响 |
3.1.4 吸附动力学实验 |
3.1.5 等温吸附实验 |
3.1.6 解吸实验 |
3.1.7 二元复合体系下吸附重金属实验 |
3.1.8 吸附与解吸实验质控方法及相关计算 |
3.1.9 材料的性状表征 |
3.1.10 数据统计分析 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 pH值对材料去除重金属的影响 |
3.2.2 投加量对材料吸附重金属的影响 |
3.2.3 材料对重金属的吸附动力学分析 |
3.2.4 材料对重金属的吸附等温线分析 |
3.2.5 材料对重金属的吸附稳定性分析 |
3.2.6 二元复合体系中材料对重金属吸附研究 |
3.2.7 吸附重金属后材料表面形貌的变化 |
3.2.8 吸附重金属后材料物相组成的变化 |
3.2.9 吸附重金属后材料表面官能团的变化 |
3.2.10 吸附重金属后材料元素形态的变化 |
3.3 本章小结 |
第4章 改性磷矿浮选尾矿材料对土壤重金属钝化效应研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验试剂与仪器 |
4.1.2 实验设置 |
4.1.3 测定方法 |
4.1.4 数据统计分析 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 改性磷矿浮选尾矿对土壤理化性质的影响 |
4.2.2 改性磷矿浮选尾矿对土壤重金属有效态含量的影响 |
4.2.3 改性磷矿浮选尾矿对土壤重金属化学赋存形态的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 本研究的主要结论 |
5.2 本研究的创新点 |
5.3 需要进一步开展的工作 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)辉光放电光谱仪激发源改进研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.1.1 现代分析仪器 |
1.1.2 原子光谱分析技术 |
1.1.3 辉光放电光谱技术 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 光谱分析研究现状和发展趋势 |
1.2.2 辉光放电光谱仪研究现状和发展趋势 |
1.3 课题研究内容和意义 |
1.4 论文结构 |
1.5 本章小结 |
第二章 辉光放电原理与辉光光谱仪激发源简介 |
2.1 辉光放电原理 |
2.1.1 辉光放电等离子体的形成 |
2.1.2 辉光放电等离子体溅射激发样品 |
2.2 Grimm型辉光放电光谱(DC-GD-OES)激发源结构 |
2.3 激发源的两种供电方式 |
(1)直流供电方式 |
(2)射频供电方式 |
2.4 直流辉光放电光谱(DC-GD-OES)激发源 |
2.5 激发源存在的问题及预研工作 |
2.6 本章小结 |
第三章 直流辉光光谱仪激发源供电系统改进 |
3.1 低气压下气体放电特性 |
3.2 电源供电方式的改进 |
3.3 高压脉冲电源器件的选取 |
3.3.1 压电陶瓷点火器 |
3.3.2 特斯拉线圈 |
3.3.3 镇流器 |
3.3.4 高压脉冲电路 |
3.4 高压脉冲电源与直流电源并联驱动激发源点火探究 |
3.4.1 电源电压、电流、氩气气压等参数对辉光起辉条件的影响 |
3.4.2 改变电极间距参数时对激发源起辉的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 光谱仪激发源阴极盘的改进设计 |
4.1 阴极表面温度的影响因素 |
4.2 阴极盘 |
4.2.1 阴极盘改进设计 |
4.2.2 阴极盘的密封性的处理 |
4.3 改进设计后的阴极盘气密性测试 |
4.4 改进设计后的阴极盘对阴极材料的溅射效果测试 |
4.4.1 镀锌板的激发溅射实验 |
4.4.2 铁基块状样品的激发溅射实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)树脂吸附法从拜耳溶液中分离回收镓的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 镓的性质、资源情况和应用 |
1.2 镓的分离回收方法 |
1.3 本课题研究的意义和主要内容 |
第二章 研究方法 |
2.1 吸附材料 |
2.2 实验仪器与试剂 |
2.3 溶液的配制和样品的测定 |
2.4 吸附材料的表征分析 |
2.5 实验内容 |
第三章 LSC-600商用树脂对拜耳溶液中镓的分离特性的研究 |
引言 |
3.1 实验仪器与试剂 |
3.2 实验方法 |
3.3 实验结果和讨论 |
3.4 吸附机理研究 |
3.5 LSC-600商用树脂的洗脱实验 |
3.6 LSC-600树脂的表征 |
3.7 本章小结 |
第四章 PAO/SIO_2树脂对拜耳溶液中镓的吸附性能研究 |
引言 |
4.1 聚偕胺肟/二氧化硅树脂的合成 |
4.2 实验方法 |
4.3 PAO/SIO_2 树脂的吸附实验 |
4.4 PAO/SIO_2 树脂的吸附机理研究 |
4.5 PAO/SIO_2 树脂其他性能的测试 |
4.6 PAO/SIO_2 树脂的表征 |
4.7 本章小结 |
第五章 IRA900商用树脂对镓二次提纯过程的研究 |
引言 |
5.1 实验部分 |
5.2 IRA900商用树脂的吸附性能研究 |
5.3 吸附机理的研究 |
5.4 吸附材料的表征 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 存在的不足及展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
四、电感耦合等离子发射光谱仪(ICPS)在农业化学分析中的应用(论文参考文献)
- [1]激光诱导击穿光谱技术在土壤植物信息检测中的应用[D]. 刘小丹. 浙江大学, 2021
- [2]阳宗海砷污染记录及砷迁移转化机制研究[D]. 张扬. 云南师范大学, 2021(09)
- [3]液体阴极辉光放电原子发射光谱的微型化及其在元素检测中的应用[D]. 罗荟. 西北师范大学, 2021(12)
- [4]LIBS结合化学计量学方法对当归产地的溯源研究[D]. 王玉鹏. 西北师范大学, 2021(12)
- [5]LIBS快速测量土壤元素的影响因素及方法研究[D]. 付兴兰. 西南大学, 2020
- [6]含钯纳米颗粒的中空介孔二氧化硅纳米反应器的可控制备及其在醇类选择性氧化中的应用[D]. 吕欣翰. 华东理工大学, 2020(01)
- [7]振荡浸提电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤中速效钾及交换性钙、镁[J]. 谢玉俊,李燕猛,魏建强. 中国土壤与肥料, 2020(03)
- [8]改性磷矿浮选尾矿对重金属吸附特性及土壤修复效应研究[D]. 刘昭. 华侨大学, 2020
- [9]辉光放电光谱仪激发源改进研究[D]. 朱艳涛. 河北大学, 2020(08)
- [10]树脂吸附法从拜耳溶液中分离回收镓的研究[D]. 卢思名. 广西大学, 2020(04)