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傅里叶变换红外光谱法检验香烟水松纸

来源:中华纸纸业杂志 编辑:佚名 时间:2019-10-14
导读:利用傅里叶变换红外光谱法区分检验香烟水松纸样品,可以根据外观颜色、填料种类对水松纸样品进行分类,结合SPSS软件对样品进行聚类分析和主成分分析,最后可根据相同波数范围内峰面积的不同对样品进行区分。该方法简便、快速,结果准确可靠,且无损检材,可用
 

目前,检验香烟水松纸的方法主要有显微镜法、X射线荧光光谱法、原子吸收光谱法电感耦合等离子体发射光谱法、气相色谱法、液相色谱法、气质联用法和液质联用法等。傅里叶变换红外光谱法具有无损、准确、样品不需要预处理等优点,在各个领域得到了广泛的应用。本实验采用傅里叶变换红外光谱法对香烟水松纸进行了检验研究,取得了较好的实验结果。

1 实验方法

2.1重现性实验

随机选取12#样品“牡丹”香烟,将样品放在Performer采样器上,以正面(与吸烟者直接接触的一面)为检测面,旋紧探头至刻度8~10。用傅里叶变换红外光谱仪分别进行5次重复性实验。

2.2水松纸样品的红外光谱分析

将所有样品分别放在Performer采样器上,以正面为检测面,旋紧探头至刻度8~10,利用红外光谱仪进行检测。

2.3光谱预处理

原始光谱中,除了与样品中化学物质相关的信息外,还包含各种因素产生的噪音信号。为减弱实验过程基线漂移等因素影响,利用OMNIC9.0软件对原始光谱进行自动平滑、基线校正、归一化处理。

3 水松纸样品的分类

3.1  按水松纸颜色进行分类

大部分香烟水松纸颜色为黄色和白色,消费者也更趋向于选择白色和黄色过滤嘴的香烟,少部分为红色、绿色、棕色或蓝色等,根据水松纸颜色将61个样品分为三大类。第Ⅰ类样品水松纸为白色;第Ⅱ类样品水松纸为黄色;第Ⅲ类样品水松纸为其他颜色。

3.2 对水松纸样品进行定性分析

通过对样品红外光谱图的分析,可根据水松纸中填料的特征吸收峰的不同,对每类样品继续进行分类。水松纸中常用填料为碳酸钙(CaCO3)、高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、滑石粉 [Mg3(Si4O10)(OH)2] 和钛白粉(TiO2)等。

3.3 对水松纸样品的聚类分析

聚类分析又称群分析,是根据“物以类聚”的道理,对样品或指标进行分类的一种多元统计分析方法。所讨论的对象要求能合理地按各自的特性来进行合理的分类,没有任何模式可供参考或依循,即是在没有先验知识的情况下进行的。

3.4 对水松纸样品的主成分分析

主成分分析是将多个变量通过线性变换,以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法,是一种降维的方法。其优点是根据实际需要从中可以取出几个较少的综合变量,尽可能多地反映原来变量的信息。为了更加直观地了解聚类结果的合理性,分别对第Ⅰ类和第Ⅱ类中样品最多的Ⅰ-1和Ⅱ-4进行主成分分析,Ⅰ-1和Ⅱ-4主成分分析结果见表1和表2。

 

4 结论

利用傅里叶变换红外光谱法区分检验香烟水松纸样品,可以根据外观颜色、填料种类对水松纸样品进行分类,结合SPSS软件对样品进行聚类分析和主成分分析,最后可根据相同波数范围内峰面积的不同对样品进行区分。该方法简便、快速,结果准确可靠,且无损检材,可用于公安机关实际办案。


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