化學計量學方法與分子光譜分析技術

第1章　緒論
1.1　分子光譜的歷史與發(fā)展
1.2　分子光譜分析基礎知識
1.2.1　光電磁輻射
1.2.2　光與物質的相互作用
1.2.3　光譜分析法
1.2.4　分子能級與分子光譜
1.2.5　朗伯比爾定律
1.2.6　漫反射理論
1.2.7　ATR理論
1.2.8　光譜儀器的基本構成
1.3　化學計量學概述
1.3.1　化學計量學起源、定義和發(fā)展歷程
1.3.2　化學計量學研究的內(nèi)容
1.3.3　化學計量學方法的必要性
1.3.4　應用化學計量學方法需注意的問題
1.4　光譜結合化學計量學的分析方法
1.4.1　校正模型的建立
1.4.2　常規(guī)分析
1.4.3　方法的特點
1.5　分子光譜在線分析技術
1.5.1　概述
1.5.2　在線分析儀的構成
1.5.3　光纖及其附件
1.5.4　在線分析的應用
參考文獻
第2章　化學計量學方法
2.1　引言
2.2　矩陣和數(shù)理統(tǒng)計基礎
2.2.1　矩陣基礎
2.2.2　樣本的空間表示
2.2.3　朗伯比爾定律的矩陣表示
2.2.4　方差和正態(tài)分布
2.2.5　顯著性檢驗
2.2.6　相關系數(shù)
2.2.7　協(xié)方差與協(xié)方差矩陣
2.2.8　線性回歸
2.3　光譜預處理方法
2.3.1　均值中心化
2.3.2　標準化
2.3.3　歸一化
2.3.4　平滑去噪算法
2.3.5　導數(shù)
2.3.6　SNV和去趨勢算法
2.3.7　多元散射校正
2.3.8　傅里葉變換
2.3.9　小波變換
2.3.10　正交信號校正
2.4　主成分分析
2.4.1　多重共線性問題
2.4.2　主成分分析基本原理
2.4.3　主成分數(shù)的確定
2.4.4　主成分分析算法
2.4.5　主成分分析的應用
2.5　主成分回歸
2.5.1　基本原理
2.5.2　最佳主因子數(shù)的選取
2.6　偏最小二乘法
2.7　非線性校正方法
2.7.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡
2.7.2　支持向量機
2.7.3　核偏最小二乘法
2.8　定量校正模型的評價
2.8.1　評價參數(shù)
2.8.2　模型評價
2.9　校正樣本和變量的選擇方法
2.9.1　波長變量的選擇
2.9.2　校正樣本的選擇方法
2.10　界外樣本的識別方法
2.10.1　校正過程界外樣本的檢測
2.10.2　預測過程界外樣本的檢測
2.11　提高模型預測能力的方法
2.11.1　提高穩(wěn)健性的建模策略
2.11.2　基于局部樣本的建模策略
2.11.3　集成的建模策略
2.12　模式識別方法
2.12.1　引言
2.12.2　無監(jiān)督的模式識別方法
2.12.3　有監(jiān)督的模式識別方法
2.13　模式識別性能的評價
2.14　模型傳遞
2.15　多維數(shù)據(jù)分辨和校正方法
2.15.1　引言
2.15.2　PARAFAC法
2.15.3　多維偏最小二乘法
2.16　化學計量學軟件
2.16.1　軟件的基本構架和功能
2.16.2　商品軟件介紹
參考文獻
第3章　紫外可見光譜
3.1　基本知識
3.1.1　基本原理
3.1.2　一些術語
3.2　各類有機化合物的紫外光譜
3.2.1　非共軛有機化合物
3.2.2　共軛有機化合物
3.2.3　芳香族化合物
3.3　影響紫外光譜的因素
3.3.1　共軛和超共軛效應
3.3.2　溶劑效應
3.3.3　立體效應
3.3.4　pH對紫外光譜的影響
3.4　紫外可見光譜儀器
3.4.1　紫外可見光譜儀的主要部件
3.4.2　紫外光譜儀的類型
3.4.3　紫外光譜儀的性能指標
3.4.4　紫外光譜儀的維護
3.5　實驗技術
3.5.1　透射測量技術
3.5.2　漫反射測量技術
3.5.3　ATR測量技術
3.6　紫外可見光譜的應用
3.6.1　分子結構解析
3.6.2　經(jīng)典的定量分析
3.6.3　現(xiàn)代定量、定性分析方法
3.6.4　催化劑表征中的應用
3.6.5　在線分析
參考文獻
第4章　中紅外光譜
4.1　引言
4.2　紅外光譜的基本原理
4.2.1　化學鍵的振動與頻率
4.2.2　分子的振動自由度
4.2.3　分子的振動類型
4.2.4　紅外光譜的吸收強度
4.2.5　紅外光譜的表示法
4.3　紅外吸收光譜與分子結構的關系
4.3.1　基團頻率區(qū)與指紋區(qū)
4.3.2　各類化合物的紅外特征光譜
4.4　影響紅外光譜吸收頻率的因素
4.4.1　外部條件的影響
4.4.2　分子結構的影響
4.5　紅外光譜儀器
4.5.1　傅里葉變換紅外光譜儀的基本組成
4.5.2　邁克爾遜干涉儀
4.5.3　紅外光譜儀的性能指標
4.5.4　紅外光譜儀的使用維護
4.5.5　測量附件
4.5.6　便攜式儀器
4.5.7　在線分析儀
4.6　實驗技術
4.7　應用
4.7.1　結構鑒定中的應用
4.7.2　垃圾焚燒煙氣等氣體的在線監(jiān)測分析
4.7.3　潤滑油和生物柴油等油品分析中的應用
4.7.4　二維相關紅外光譜及其應用
4.7.5　反應過程的監(jiān)測分析
4.7.6　癌癥診斷等臨床醫(yī)學的應用
4.7.7　酒和奶等食品分析中的應用
參考文獻
第5章　近紅外光譜
5.1　引言
5.2　近紅外光譜解析
5.2.1　近紅外光譜產(chǎn)生的原理
5.2.2　主要譜帶的歸屬
5.3　近紅外光譜儀器
5.3.1　光譜儀的基本構成
5.3.2　光譜儀的類型
5.3.3　測量附件
5.3.4　實驗室型儀器
5.3.5　便攜式儀器
5.3.6　在線儀器
5.3.7　儀器的性能指標
5.4　實驗技術
5.5　應用
5.5.1　農(nóng)業(yè)中的應用
5.5.2　食品分析中的應用
5.5.3　藥物和醫(yī)學中的應用
5.5.4　石化和化工中的應用
5.5.5　其他
5.6　近紅外光譜成像
5.6.1　光譜成像原理和儀器
5.6.2　光譜圖像數(shù)據(jù)分析
5.6.3　應用
參考文獻
第6章　拉曼光譜
6.1　基本知識
6.1.1　拉曼散射
6.1.2　拉曼選律
6.1.3　拉曼光譜參數(shù)
6.1.4　共振拉曼和表面增強拉曼
6.1.5　拉曼光譜分析技術的特點
6.2　拉曼光譜解析
6.2.1　拉曼特征光譜的規(guī)律
6.2.2　常見基團的拉曼特征頻率
6.3　拉曼光譜儀器
6.3.1　光譜儀的基本構成
6.3.2　光譜儀的類型
6.3.3　測量附件
6.3.4　實驗室儀器
6.3.5　便攜式儀器
6.3.6　在線儀器
6.3.7　拉曼光譜儀的校正
6.4　實驗技術
6.4.1　常規(guī)測試方法
6.4.2　熒光干擾的消除
6.4.3　不均勻樣本光譜的采集
6.4.4　表面增強拉曼實驗方法
6.5　應用
6.5.1　高聚物中的應用
6.5.2　珠寶和考古中的應用
6.5.3　石油化工中的應用
6.5.4　藥物中的應用
6.5.5　生物醫(yī)學中的應用
6.5.6　食品中的應用
6.5.7　安全和刑偵中的應用
6.5.8　其他應用
參考文獻
第7章　 若干問題的探討
7.1　引言
7.2　分子振動光譜分析技術的對比
7.3　化學計量學方法的選擇
7.3.1　多元校正方法的選擇
7.3.2　模式識別方法的選擇
7.3.3　光譜預處理方法和光譜范圍的選擇
7.4　模型預測能力影響因素淺析
7.4.1　校正樣本的影響
7.4.2　基礎數(shù)據(jù)準確性的影響
7.4.3　光譜測量方式的影響
7.4.4　光譜采集條件的影響
7.4.5　儀器性能的影響
7.5　模型更新與維護
7.5.1　重要性與必要性
7.5.2　網(wǎng)絡化技術
7.6　光譜結合化學計量學的分析方法標準
7.6.1　分析方法標準
7.6.2　ASTM E1655方法介紹
7.7　展望
參考文獻