[发明专利]一种基于拉曼光谱背景扣除的水中溶质定量方法

说明书

本发明属于拉曼光谱物质检测技术领域，具体涉及一种基于拉曼光谱背景扣除的水中溶质定量方法，该定量方法用于拉曼光谱方法检测水溶液中溶质，对溶质的浓度C进行定量分析；以纯水的拉曼特征光谱作为扣减的减数，含有溶质的水溶液作为被减数，调整系数，得到不含水的拉曼特征峰的溶质的水溶液的拉曼光谱，再求得溶质的拉曼特征峰强度，计算得到标准强度，以溶质浓度已知的水溶液的溶质的标准强度和浓度建立关系式，将溶质浓度未知的水溶液的溶质的标准强度代入关系式计算得到溶质的浓度。本发明方法设计科学合理，只需要求得溶质的拉曼特征峰强度，提高了水中溶质定量分析的准确度。

技术领域

本发明属于拉曼光谱物质检测技术领域，具体涉及一种基于拉曼光谱背景扣除的水中溶质定量方法。

背景技术

拉曼光谱的测量具有准确定性、非破坏性、非接触性、可检测多种混合物质等特点，可应用于固体、液体、气体检测等领域。对液体等均相物质进行测量的时候，在相同的激光功率、曝光时间等实验条件下，采用待测物的拉曼特征峰强度进行定量分析容易受激光功率、设备仪器波动等多种因素共同影响，因此重现性并不好，会降低定量分析的准确性。

以一种物质的拉曼特征峰强度作为内标，计算待测物拉曼特征峰强度和已知物拉曼特征峰强度，计算其强度比后建立浓度和比值相关的标准曲线的方法需要对待测物和已知物的拉曼特征峰拟合求得其强度，多次拟合后容易引入较多误差，尤其以水的拉曼特征峰为内标后，水的拉曼特征光谱比较复杂，且受盐度、酸碱度影响其峰强度变化较大，因此造成对液体进行定量分析的结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种基于拉曼光谱背景扣除的水中溶质定量方法。该方法在采用拉曼光谱方法进行水溶液中待测溶质的定量分析时，以纯水的拉曼光谱作为背景，将含有待测溶质的水溶液的拉曼光谱扣除水的特征拉曼光谱，在只需要计算待测溶质的拉曼特征峰强度的情况下，以扣除系数作为参数来对水溶液中的待测溶质进行定量分析。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供一种基于拉曼光谱背景扣除的水中溶质定量方法，该定量方法适用于含有溶质的水溶液的拉曼光谱中水的拉曼特征谱和纯水的拉曼特征谱峰型特征无变化的情况，具体包括如下步骤：

1)测量获得纯水的拉曼光谱L₀；

2)测量获得含有溶质M的水溶液的拉曼光谱L₁；

3)以L₀作为减数，L₁作为被减数，选择合适的被减数系数a和减数系数b，将L₁特定拉曼频移对应的信号强度减去L₀相同拉曼频移对应的信号强度，得到不含水的拉曼特征光谱的溶质M的水溶液的拉曼光谱L₂；

4)计算L₂中溶质M的拉曼特征峰的强度i；

5)以式(I)所示的公式计算得到标准强度I；

式中，a的取值范围为0.1～10，b的取值范围为0.1～10；

6)重复步骤2)到步骤5)，获得多个已知浓度C的溶质M的标准溶液的标准强度I；

7)将浓度C与相对应的标准强度I建立对应关系，获得如式(II)所示的公式

C＝x×I+y                      (II)

式中，x为横坐标值，y为纵坐标值；

8)对于浓度未知的含有溶质M的水溶液，重复步骤2)到步骤5)，获得标准强度I，根据步骤7)中的公式计算浓度未知的含有溶质M的水溶液中溶质M的浓度。