[发明专利]一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法

权利要求书

1.一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在待检环境海水中加入已知数量的不同直径和材质的合成纤维，配制塑料纤维悬浮液；

2)采用双层金属筛网与真空过滤砂芯联用，负压过滤步骤1)制备的塑料纤维悬浮液，富集塑料纤维；

3)使用超纯水反冲洗金属网筛，并收集洗脱液；

4)使用小口径长颈砂芯过滤器真空抽滤步骤3)所得的洗脱液，滤膜截留塑料纤维；

5)滤膜自然晾干后，放入硒化锌压力池，氟化钡窗片压平叠加或翘起的纤维，将压力池整体直接置于红外显微镜载物台上，聚焦拍摄整张滤膜的图像；

6)对红外光谱透射模式下的2次不同背景的同轴共焦调节，基于焦平面阵列红外检测器快速精确地盖章式大批量采集红外谱图，获取无畸变高精度成像图片，完整地分析滤膜区域；

7)利用OPUS处理软件，对塑料纤维的特征峰降维分析，峰面积积分后标记颜色，计算滤膜表面的RGB图像，结合可见光原位图片评估三维谱图数据，积分合成纤维全貌化学图像。

2.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤1)中，所述不同直径和材质的合成纤维包括聚酰胺纤维(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)、聚丙烯腈纤维(PAN)，直径可分别为10μm、14μm、20μm，纤维的长度可为1～4mm。

3.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤1)中，所述配制塑料纤维悬浮液的具体方法为：取表层海水1L，加入直径10μm，长度4mm的PA纤维、直径14μm，长度4mm的PET纤维、直径20μm长度3mm的PAN纤维，混匀。

4.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤2)中，所述双层金属筛网与真空过滤砂芯联用，可将两个不锈钢材质的金属网筛与真空过滤砂芯套叠，真空过滤砂芯上方筛网的规格为100目，100目筛网上方套叠200目筛网，金属网筛和过滤砂芯的直径均可为6cm。

5.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤3)中，所述使用超纯水反冲洗的次数为至少3次。

6.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤4)中，所述滤膜采用直径13mm、孔径0.2μm的氧化铝滤膜；所述小口径长颈砂芯过滤器的砂芯部分的直径为8mm。

7.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤5)中，所述硒化锌压力池的间隙规格为100μm，且用13mm直径、1mm厚度氟化钡窗片对滤膜与其上纤维进行整体压制；显微镜配备的36×物镜，聚焦清晰后获取滤膜表面整体的组装视觉概览图像，目视初步观察滤膜上纤维的大致分布。

8.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤6)中，所述对红外光谱透射模式下的2次不同背景的同轴共焦调节，是在焦平面阵列透射模式下，分别以空气、膜及窗片为背景，先后调节2次同轴共焦，以排除因膜和窗片的材质与厚度不同产生折射所导致的信号偏差。

9.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤6)中，所述采集红外谱图的采集条件为采用水冷却高性能中红外光源，以FPA透射模式记录光谱信息，设置分辨率为8cm^-1,扫描次数64次，扫描波段数为1200～3300cm^-1，单个FPA测试谱图数为4096张，耗时约60s；滤膜全域扫描可缩短至48h。

10.如权利要求1所述一种基于焦平面阵列红外技术对塑料微纤维的全检方法，其特征在于在步骤7)中，所述峰面积积分为去底积分，是以特征峰两侧波谷连线为基点进行积分，去除基底信号强度影响；积分波段为：PA(1532～1608cm^-1)、PET(1409～1514cm^-1)、PAN(1709～1766cm^-1)。