多组份解谱分析法制造技术

本发明专利技术公开了一种测定多组份体系浓度的谱图分析方法，其特征在于利用计算机解谱法直接测定，在得到混合体系各组份标准谱图及测量混合谱图的条件下，执行ＲＳＰ．ＥＸＥ程序，计算机可直接给出各组份的计算浓度。标准谱图可以为人工谱或天然谱。本发明专利技术可结合分光光度计、Ｘ光－荧光光谱仪及单道扫描等离子体光谱仪等多种分析仪器，广泛应用于各种状态的多组份混合体系或混合价态的直接快速测定。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多组份直接分析方法，更具体地说是一种利用计算机解谱直接测定多组份体系的分析方法。传统的多组份体系的分光光度分析方法，是通过对各组份特征吸收谱或特征吸收值的测定来完成的，由于各组份吸收谱经常有重叠干扰，严重影响测定结果，因而要采取化学分离或掩蔽的办法消除干扰，完成对各种组份的一一测定。这样做不仅比较麻烦，有的在分离或掩蔽过程中还会带入杂质或发生化学变化，并且，传统方法是通过测量某一波长或有限的几个波长下的吸收值作分析研究测定工作的，会出现比较大的实验误差。本专利技术的目的在于克服上述方法的缺陷，尤其是由于谱峰相互重叠干扰给分析带来的困难，提供一种简便、快捷、无须化学分离操作、可以直接对多组份体系进行计算机解谱分析的方法。为实现上述目的，采用如下技术方案本专利技术为一种测定多组份体系浓度的谱图分析方法，其特征在于利用计算机解谱法直接测定多组份体系中的各组份浓度，其步骤如下(1)在测量仪器上得到某物理量一定范围，如分光光度计一定波长范围(λ1～λM)内的各种待测组份的标准谱图；(2)在测量仪器上与测标准谱相同条件下得到待测体系的混合谱图；(3)计算机运行下述解谱程序，计算出多组份体系中各组份的摩尔浓度，解谱程序按下列操作顺序S0启动解谱程序；S1用已知的数据转换程序，将步骤(1)得到的各组份标准谱图及步骤(2)得到的混合谱图输入计算机；S2；按照公式A-=1N&Sigma;j=1NAj]]>求出A值，Aj为步骤(2)得到的谱图吸收值，j为扫描点数，j＝1，2，......，N，共N+1点；S3从S1步建立的标准谱数据库中读入待测第i种组份的标准谱图数据；S4找出第i种组份标准谱的特征峰位λM；S5按照公式S5按照公式F-i=1N&Sigma;j=1NFij]]>(i＝1，2，……，k)Eip=&Sigma;j=1N(Fij-F-i)&CenterDot;(Fpj-F-p)]]>(p＝1，2，……，k；i＝1，2，……，k)Aio=&Sigma;j=1N(Fij-F-i)&CenterDot;(Aj-A-)]]>(i＝1，2，……，k)分别计算出Fi值、Eip值、Aio值，其中，Fij为i组份在波长j处的摩尔克分子消光系数；S6按照公式Q=&Sigma;j=&lambda;1&lambda;2(Aj-A~j)2,]]> 为理论吸收值，Aj为实验测得吸收值，求出第i种组份的残差平方和，如果Q值为最小，则执行下步操作S7，否则，说明混合谱特征峰与标准谱特征峰漂移Δλ，移动Δλnm后，返回S5操作重新计算，并求出Q值；S7判断Q值是否接近或等于零，如是，说明各组份标准谱图的波长漂移量Δλ都已求出，标准谱与混合谱拟合达到最佳状态，此时可执行下一操作S8，否则，返回到S3操作，重新读入第(i+1)组份标准谱图；S8按照公式R={&Sigma;i=1k(Ci&CenterDot;Ai0)/}1/2]]>计算出复相关系数R，并判断R是否接近或等于1，若是，说明混合谱与标准谱拟合得好，则执行下一操作S9，否则，误差较大，输出结果仅供参考；S9按照公式&Sigma;i=1KEip&CenterDot;Ci=Aio,]]>计算出Ci值，i＝1，2，......，k，并输出计算结果Ci；S10结束运行。采用上述技术方案的分析方法，可以实现对多组份体系的直接、快捷、准确的测定，无须化学分离；解谱程序具有很高的运算精度和灵敏度，分辨率高，不怕各组份谱图之间的相互干扰。表1列出了运用本方法对钚的混合价态及多组份体系的验证分析结果，测量仪器为λ19紫外/可见/近红外分光光度计，测量波长范围λ＝400-800nm。表1UO2++，Pu+3和Pu+4合成混合谱设定浓度及计算结果 由表1可见，铀、钚的浓度比在10-4-10-4范围内，仍能给出准确结果，对于Pu3+，铀、钚浓度比高达107时，Pu3+的浓度测量结果误差还在5％以内，说明本专利技术中解谱程序有很高的运算精度和灵敏度。表2示出了对应于某一溶液中的50种“不同物质”的假设浓度和利用本方法解谱运算得到的浓度的验证分析结果。表2 50种组份体系的解谱程序运行结果 <p>表2列50种物质的标准谱及其合成综合谱图见附2、图3。由表2结果看出，解谱程序求出的50种物质浓度与设定已知的浓度完全吻合，说明本方法中解谱程序有很强的解谱能力，谱图之间的相互干扰不会影响本方法的应用。表3列出了本专利技术方法解谱程序分辨率验证结果，对于具有完全相同谱形的10种“物质”混在一起，谱图只要有错位(小至0.5nm)，本方法仍能得出正确结果。表3 解谱程序分辨率验证结果 本专利技术包括下列附图附图说明图1为本专利技术计算机解谱程序方框图；图2为表2列50种物质的标准谱；图3为表2列50种物质的合成综合谱；图4为实施例一的UO22+标准吸收谱；图5～图10为实施例一测出不同酸度下UO22+的吸收谱；图11～图16为实施例一特征峰处不同酸度下UO22+的工作曲线；图17为实施例二不同酸度下铀溶液的吸收谱；图18为实施例二铀的二阶导数谱；图19～图20为实施例二中不同波长下克分子消光系数与酸度关系图；图21为实施例二中“零酸铀”标准谱；图22为实施例二中“酸信息”谱与酸度的关系图；图23为实施例二中“酸信息”标准谱；图24为实施例二中“零酸铀”标准谱和“酸信息”标准谱；下面对本专利技术作进一步说明本方法为一种直接对多组份体系进行分析的方法，它的特征在于利用计算机解谱进行分析测定，即使用计算机将测量谱图与标准谱图作拟合计算，求出各组份的浓度，为此，它采用下述步骤(1)在测量仪器上得到待测组份的标准谱图。这里指的测量仪器可以为任何一种满足比耳定律的测量仪器，实施例中给出了分光光度计和原子发射谱仪，它还可以是别的分析仪器如X光荧光光谱仪，只要待测组份可以在仪器一定工作条件下得到谱图，就能使用本方法。标准谱图的得到方法为将待测组份的标准物质制备成一定温度、介质及酸度下的标准溶液，在测量仪器上一定工作条件下得到标准谱图，每一种组份对应一张标准谱图，有多少种待测组份，便需要多少张标准谱图。用于本方法的标准谱图既可以为实际测得的标准谱，称之为天然谱如实施例一的标准谱，也可以为人工的标准谱图，如实施例二铀、酸的标准谱。(2)在同一测量仪器上相同工作条件下得到待测多组份体系的混合谱图。测出的混合谱为包含各组份信息的一条综合谱。这里的多组份既可以是多种物质的混合体系，如例二的铀-酸体系，例三的稀土离子混合体系；也可以是一种物质的不同价态的混合体系，如例一的钚的混合价态(Pu3+、Pu4+、PuO22+)本系，或者为同一物质的不同状态的混合，只要多种组份共存于一样品中不发生化学变化，在测量仪器上可以得到一定的谱图信息，均可认为是本专利技术的多组份。(3)计算机运行解谱程序计算出各待测组份浓度；解谱程序编制依据的基本原理是最小二乘法。设被测定溶液含K种组份，记作Mi(i＝1，2，...，k)。它们的各自浓度为Ci(i＝1，2，...k)，各组份在某一波长处的摩尔克分子消光系数为Fi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定多组份体系浓度的谱图分析方法，其特征在于利用计算机解谱法直接测定多组份体系浓度，其步骤如下：（１）在测量仪器上得到各种待测组份的标准谱图；（２）在测量仪器上与测标准谱相同测量条件下得到待测体系的混合谱图；（３）计算机运行 下述解谱程序，计算出多组份体系中各组份的摩尔浓度，解谱程序按下列操作顺序：Ｓ０：启动解谱程序；Ｓ１：用已知的数据转换程序，将步骤（１）得到的各组份标准谱图及步骤（２）得到的混合谱图输入计算机；Ｓ２：按照公式＊＊＊，求出＊值， Ａ↓［ｊ］步骤（２）得到的谱图吸收值，ｊ为扫描点数，ｊ＝１，２，．．．．．．，Ｎ，共Ｎ＋１点；Ｓ３：从Ｓ１步建立的标准谱数据库中读入待测第ｉ种组份的标准谱图数据；Ｓ４：找出第ｉ种组份标准谱的特征蜂位λ↓［ｍ］；Ｓ５：按照公式 ＊ ＊＊分别计算出＊值、Ｅ↓［ｉｐ］值、Ａ↓［ｉｏ］值，其中，Ｆ↓［ｉｊ］为ｉ组份在波长ｊ处的摩尔克分子消光系数；Ｓ６：按照公式＊＊＊ 求出Ｑ值，＊为理论吸收值，Ａｊ为实验测得吸收值，求出第ｉ种组份的残差平方和，如果Ｑ值为最小，则执 行下步操作Ｓ７，否则，说明混合谱特征峰与标准谱特征峰漂移Δλ，移动Δλ后，返回Ｓ５操作重新计算，并求出Ｑ值；Ｓ７：判断Ｑ值是否接近或等于零，如是，说明各组份标准谱图的波长漂移量Δλ都已求出，标准谱与混合谱拟合达到最佳状态，此时可执行下一 操作Ｓ８，否则，返回到Ｓ３操作，重新读入第（ｉ＋１）组份标准谱图；Ｓ８：按照公式 ＊＊＊计算出复相关系数Ｒ，并判Ｒ是否接近或等于１，若是，说明混合谱与标准谱拟合得好，则执行下一操作Ｓ９，否则，误差较大，输出结果仅供参考；Ｓ９：按 照公式＊＊＊，计算出Ｃ↓［ｉ］值，ｉ＝１，２，．．．．．．，ｋ，并输出计算结果Ｃ↓［ｉ］。Ｓ１０：结束运行。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄维新，孙红芳，黄立峰，叶国安，刘素英，金立云，李金瑛，刘峻岭，苏玉兰，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]