[发明专利]一种二元混合物的红外光谱分析方法及其应用

说明书

本发明公开了一种二元混合物的红外光谱分析方法及其应用，其中，所述方法先采用热重‑红外技术得到二元混合物(物质m和物质n)的一维红外光谱和原始数据矩阵，然后对其处理得到二维异步谱，再在二维异步谱中系统缺峰处进行截切，分别得到物质m和物质n的一维红外光谱。所述方法可以用于含水物质的红外分辨，去除水分对物质红外光谱的影响，尤其用于含水有机物的红外分辨。本发明所述方法不需要对混合物进行完全分离即可进行红外分析，并且，不需要反复试验，一般只进行一次试验即可得到纯净物的一维红外光谱。所述方法应用于含水物质时，检测前不需要干燥即可去除水分对物质红外光谱的影响。

技术领域

本发明涉及红外光谱分析，尤其涉及二元混合物的红外分析方法及其应用，特别地，涉及采用热重-红外进行二元混合物系的红外分析方法及其应用。

背景技术

在分析化学领域，红外检测已经得到了广泛应用，但是，混合物的分析一直是重要挑战之一。一般是将混合物进行分离后在通过光谱分析鉴定混合物中的不同成分。然而，不完全分离在复杂混合物的分析中是常见的，而寻找合适的分离条件通常是冗长而乏味的。因此，很多情况下获得的是混合物的光谱而非纯物质的光谱，这就导致进行化学鉴定变得非常困难。

一种常见的处理手段是提高分离能力，优化分离条件，但在多组分混合物的分离过程中，寻找合适的分离条件不仅十分耗时耗力的工作，而且通常情况下对所使用的仪器装置有一定的要求，其普适性受到限制。

另一种常见的处理手段是使用计量学方法通过对色谱-红外联用数据的数学后处理，还原各物质在色谱过程中对应的流出曲线及红外信息，为混合物中各组分的定性定量提供支持。这类方法包括多元曲线分辨(Multivariate curves resolution，MCR)、自模式曲线分辨(Self-modeling curve resolution，SMCR)、交替三线性分解(Alternatingtrilinear decomposition method)以及其它一些技术手段等。这些方法对特定的体系具有很好的分析结果，但总的来说，对混合物数据的分析仍属于目前的研究难点。

在现有技术中，热重-红外联用技术也已广泛用于分析样品中各种组分的热分解或蒸发。但实际，不同气体组分的释放特性出现严重重叠现象，这使得难以从样品的红外光谱中鉴定各种组分。

因此，亟需一种混合体系的红外分析方法，得到各组分单一的红外光谱。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，先采用热重-红外技术得到二元混合物(物质m和物质n)的一维红外光谱和原始数据矩阵，然后对其处理得到二维异步谱，发现结果发现，部分在一维红外谱图中出现的峰，在二维异步谱中强度为零，即在二维异步谱中存在系统缺峰，还发现，在二维异步谱中系统缺峰处截切，得到其中一种纯组分的光谱，再在其它系统缺峰处截切，得到另一种纯组分的光谱，实现二元体系的红外分析，从而完成本发明。

本发明一方面在于提供一种二元混合物的红外分析方法，具体体现在以下方面：

(1)一种二元混合物的红外光谱分析方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1、利用热重-红外联用仪对二元混合物进行检测，得到二元混合物的一维红外光谱和原始数据矩阵；

步骤2、对步骤1得到的原始数据矩阵进行数据相关处理，得到二元混合物的二维异步谱，并结合二元混合物的一维红外光谱进行分析，确认二维异步谱中的系统缺峰；

步骤3、在二维异步谱的系统缺峰处进行数据截切，得到一维数据，并进行数据处理，获得二元混合物中各物质的一维红外光谱；

其中，所述系统缺峰是指：在二元混合物的一维红外光谱中、波长x及波长y处均有吸收峰，但在二维异步谱中、点(x,y)处无交叉峰出现，则在二维异步谱中，点(x,y)处即为系统缺峰。