X射线荧光光谱检测技术及其研究进展

作为物质组成分析的重要技术手段之一,X射线荧光光谱检测技术(XRF)在多个领域发挥了重要的作用。本文综述了X射线荧光光谱检测技术近几年来的研究进展;阐明了X射线荧光光谱检测技术的基本原理和分析方法;归纳了其在工业、地矿、农田环境、医药卫生等领域的典型应用;指出了中国X射线荧光光谱检测技术存在的若干问题;并对X射线荧光光谱检测技术的发展方向进行了展望。     

X荧光分析

X射线荧光分析技术具有分析速度快、检测元素广、分析精确度高、操作简便等优点。它在地质、冶金、陶瓷、化工及科学研究等部门中已成为一种重要的分析手段。文章简要介绍说明了X荧光分析实验的原理、仪器和方法,并进行了相关讨论。     

农田重金属污染快速检测技术研究与应用

随着工业化和城市化的发展,农田重金属污染和治理问题日趋严峻,急需一种能够高效便捷地对多种农田重金属同时准确测定的新技术手段。本文利用高精度单波长X射线荧光分析,对涉及农田土壤领域重金属含量的快速检测进行了系统研究,研究表明基于单波长X射线荧光的重金属快检方案可有效解决当前农业土壤领域的多种重金属高效准确检测问题,数据质量表明重金属含量分析结果和标准值具有强相关性,其中土壤中镉、铅、砷的决定系数分别为0.999 1、0.999 6、0.998 7,检测下限分别为0.06、1.55、1.02 mg/kg。与现行土壤法规限值相比,此方法可完全满足分析要求,而且可用于野外现场分析与应急检测。研究考察了方法精密度和测量时间、样品粒径、样品水分对结果的影响,以及方法对8种土壤类型13个样品的测量适用性,数据结果表明高精度单波长X射线荧光分析是农田重金属分析检测的利器,可满足当前农田监测土壤、环境应急、环境治理的重金属检测需求,具有良好的现场和应急应用的前景。     

一种叶绿素实时检测的新方法

介绍了一种基于MINIPAM荧光仪调制脉冲式荧光检测技术的LED辐照叶绿素荧光参数的实时检测方法。该方法利用可编程电源为LED列阵提供恒流输出驱动,LED列阵作为激发叶绿素产生荧光的光化光,利用MINIPAM荧光仪对植物光系统II的稳态荧光Fs、光适应下最大荧光Fm’进行检测,并结合环境测控系统的测量,综合分析环境因素对实际量子效率、实际电子传递速率等参数的影响。MINIPAM荧光仪通过与上位机通信,可以进行实时在线监控。     

电与X线

电与X线在表面上好像毫无关系，然而X线是由高速运动的电子突然受阻而产生的，在发现X线时，还有一段奇妙的故事。１８９５年１１月８日，德国著名物理学家伦琴，在维尔茨堡大学物理系做真空阴极管放电实验时，看到附近一块涂有铂氰化钡的纸板发出荧光，而当时阴极管是用黑纸包     

X形板在受拉时的强度校核分析

以一种X形板的强度分析为研究对象,采用有限元分析软件对X形板进行了建模、定义单元类型及施加约束等,最终对其进行强度校核与分析,结果表明,该X形板在使用中满足强度要求,安全可靠。     

含磷饲料中磷元素含量的EDXRF法测定

提出了一种应用能量色散X射线荧光光谱分析(EDXRF)法测定饲料中轻元素磷的方法。采用间接测量的方式,通过一系列化学反应将目标元素磷转换为磷钼酸喹啉沉淀,并对沉淀进行洗涤、过滤与干燥,应用EDXRF测定样品中的钼元素含量,最后根据生成物化学式中的磷元素与钼元素的化学关系计算得到磷元素的含量。对钼元素的最佳激发条件进行了探究,通过计算钼元素特征谱线峰背比,绘制其与激发条件的关系曲线,得到钼元素的最佳管电压为27 k V、最佳管电流为9μA、最佳测量时间为120 s。测量得出,含磷饲料中磷元素的质量分数为22. 36%,相对标准偏差为0. 46%,相对极差为0. 24%,与熔片法(X射线荧光光谱分析)检测分析结果相一致。     

浅谈有机功能化的发光碳量子点及其制备方法和用途

本文主要介于碳量子的荧光特性展开论述,分析点包括碳量子点的形成机制以及运用领域。碳量子点的形成可以介于激光、电弧、化学、微波、模板等手段来处理大碳源,或是汇集小碳源,而其在有机发光领域的用途,主要根据碳量子点的荧光特性以及生物亲和特性等,运用于生物医药、生物化学实验、水体检测等领域。     

基于惩罚最小二乘算法的土壤重金属检测光谱基线校正

针对X射线荧光光谱分析技术在检测土壤重金属过程中由于土壤背景复杂、包含大量噪声和干扰信息而易受基体效应影响的问题,为了提高定量分析模型的精度,利用惩罚最小二乘算法拟合基线与真实基线之间的保真度和平滑度,对X射线荧光光谱进行基线校正,从而减小基线漂移的影响。选用无基线扣除、非对称最小二乘(ASLS)、自适应迭代重加权惩罚最小二乘(AIRPLS)、非对称重加权惩罚最小二乘(ARPLS)、局部对称重加权惩罚最小二乘(LSRPLS)和多约束重加权惩罚最小二乘(DRPLS) 等6种处理方法对土壤重金属元素铅和砷的测量光谱进行基线校正;结合偏最小二乘(PLS)算法建立相应的校正模型,以选择最优基线校正算法;与神经网络(BP)和支持向量机(SVR)建立的校正模型进行比较,对模型进行评价。结果显示,铅元素的最佳模型为DRPLS-PLS,模型的R2达到0.982,预测均方根误差(RMSEP)为0.056 mg/kg;砷元素的最佳模型为DRPLS-PLS模型,模型的R2达到0.985,RMSEP为0.796mg/kg。与PLS和BP模型相比,铅、砷两种元素的SVR模型建模均最优,模型的R2分别达到0.998和0.993,RMSEP分别为0.015、0.596mg/kg。实验表明,通过基线校正后模型的预测精度、检出限和稳定性均有所提高,该方法可有效提高X射线荧光光谱在土壤中的定量分析能力。     

基于动态荧光指数的草莓干旱胁迫分析

为了探究干旱胁迫与草莓幼苗荧光图像参数的关系,设计了草莓幼苗叶绿素荧光图像采集系统,研究利用460 nm波长LED光源主动激发不同胁迫组分下的草莓幼苗,采集从激发开始到稳态阶段的荧光图像.提出基于最大类间方差法的阈值分割及图像去背景方法进行图像预处理,并根据每幅图像的像素均值绘制荧光淬灭曲线,分析荧光衰减比率、动态荧光指数与胁迫天数相关关系.结果表明:离体叶片的荧光淬灭曲线衰减变化较大,荧光衰减比率与干旱胁迫时间高度相关,决定系数R²=0.98;活体草莓幼苗荧光衰减比率在干旱胁迫7 d内相比对照组存在较明显变化,荧光淬灭曲线550 s处的动态荧光指数与干旱胁迫天数存在较高相关性(决定系数R²=0.84),可以作为模型分析草莓幼苗干旱状况;经过数字处理的荧光图像可以直观地分析叶片荧光二维分布、进行不同胁迫天数之间的荧光比对,结合图像的叶绿素荧光分析相较传统的荧光检测手段更加经济直观,可以作为一种农业生产监测手段来实现干旱胁迫预警.     

X195柴油机调速器恢复力特性及特点分析

论述了X195柴油机调速器恢复力特性的表达式 ,并深入探讨了由调速器结构决定的恢复力特性的特点。调速器恢复力特性的表达式和特点的分析为调速器动静态分析和X195等单缸柴油机超负荷烟度大 ,启动性能不良等问题的分析奠定了基础。     

结合图像的叶绿素荧光动力学植物水分胁迫探测方法

为了准确、直观探测植物水分胁迫及生长状态信息,融合了叶绿素荧光动力学参数及荧光图像对不同干旱胁迫条件下的植物进行了实验观测。以460 nm蓝色LED作为激发光源,EMCCD加装690 nm带通滤光片进行荧光图像采集,对4种不同采样周期下的各1 000幅图像求每幅图的像素平均值,按时间序列绘制荧光强度,可得到信息更全面的叶绿素荧光动力学曲线,并计算得出各个动力学参数。同时,对不同时间产生的荧光图像进行降噪、乘除等运算,并用伪彩色显示,可直观分析各类因素导致的荧光分布不均匀性。对易失水叶片和非易失水叶片分别进行快速水分胁迫和缓慢水分胁迫实验,结果表明,荧光比Rfd及动力学曲线上次峰值出现的时间随着胁迫的加剧均发生相应变化,且与叶片含水率之间具有较高的拟合决定系数。因此,将叶绿素荧光动力学特征和图像信息相结合,可提高植物干旱胁迫早期预测的准确度和直观性,为现场连续无损地监测植物生长状态、各类胁迫信息、病虫害检测等提供了一种快速的遥测手段。     

堆肥过程中水溶性有机物常规荧光与固体表面荧光光谱比较

为研究固体表面荧光表征堆肥有机质结构及物质转化特征的可行性,采集堆肥原样,提取水溶性有机物,分别对两者的含碳量及前者的固体表面荧光和后者的常规荧光光谱进行分析。结果显示：堆肥过程中,水溶性有机物占总堆肥有机物的比例不断下降,第40天降至5.1 g/kg。堆肥进行时,水溶性有机物的发射、激发光谱及同步荧光光谱中的类腐殖质荧光的强度均不断增强,而堆肥原样的激发、发射和同步3种扫描形式的固体表面荧光却不断降低。3种荧光光谱中,堆肥原样和水溶性有机物的同步荧光光谱在常规荧光光谱和固体表面荧光中都出现了类蛋白和类腐     

低压均质处理对大豆分离蛋白溶解性及结构的影响

通过测定大豆分离蛋白的粒径分布、溶解性、乳化性、三级结构及热稳定性等,分析探讨了低压均质处理(0～40 MPa)对大豆分离蛋白的溶解性及其结构的影响。结果显示,低压均质处理能够降低大豆分离蛋白的粒径,显著改善溶解性,并且溶解度与乳化活性指数、乳化稳定性指数呈正相关;得到了溶解度与乳化活性指数、乳化稳定性指数的线性拟合模型函数,其相关系数分别为0. 956 8和0. 962 5。荧光光谱分析表明,随着均质压力的增大,大豆分离蛋白结构展开,最大吸收波长红移,内部色氨酸基团暴露,荧光强度增大; 30 MPa时,荧光强度最大,均质压力进一步增大时,由于蛋白分子发生聚集,之前暴露的活性基团内卷,导致荧光强度略有降低。热稳定性的分析结果验证了上述结论。     

应用于植物生理状态检测的低成本叶绿素荧光成像系统

[目的/意义]植物光合作用过程中释放的叶绿素荧光与光化学反应紧密耦合,其荧光信号采集是光合作用效率、植物生理及环境胁迫等无损的测试手段。作为获取该信号的叶绿素荧光成像系统通常价格昂贵,针对此问题,本文提出一种低成本叶绿素荧光成像系统设计方案。[方法]叶绿素荧光成像系统主要由激发光灯组、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)相机及其控制电路和智能手机上位机三部分组成。激光发灯组采用LED面光源和碗状结构,通过对光场的仿真分析保证光照强度和均匀性;采用微型CMOS相机进行荧光图像采集,利用智能手机作为上位机完成激发光控制,并将数据回传至手机或服务器进行分析、处理、存储及显示。[结果和讨论]基于该方案,制造了一款仪器样机,其激发光强最大为6250μmol/(m²·s),光场整体变化幅度偏差为2%,光谱范围为400～1000 nm,稳定的采集频率最高可达42 f/s,具备连续光激发和调制脉冲激发功能。[结论]通过叶绿素荧光图像采集实验验证了本仪器的有效性。该仪器结构简单、造价成本低,在植物生理状态检测领域有着很好的应用价...     

钙基催化木屑煤混燃及其对排放、灰分特性的影响

以木屑和褐煤为研究对象,利用循环流化床反应装置,研究了不同燃烧工况下钙基对SO2、NOx排放特性的影响;并通过X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定了底灰的元素、基团和矿物组成,对附加碱金属Ca的灰样进行了熔融特性分析。研究表明,钙基对SO2、NOx的释放有一定的抑制作用。当过量空气系数α为1.0时,石灰石的添加对NOx减排最为明显。且随着木屑含量的减少,NOx产率有所降低;钙基对SO2的脱除受反应温度的影响。在温度为700～900℃、Ca和S质量比为2.0时的固硫脱硫效果最好;在CaCO3的作用下,底灰的熔融现象基本消失。     

麦弗逊摆臂大衬套布置方位研究

麦弗逊悬架结构的摆臂大衬套存在两种布置方式,衬套轴向与整车X或者与整车Z向大致同向。文章分析两种布置方式对性能、成本等方面的区别。结论为X向布置的结构操稳性能及成本较低,NVH性能较好。     

浑善达克沙地榆树疏林蒸腾速率日变化及影响因子分析

榆树(Ulmus pumila)疏林是浑善达克沙地特有的且最稳定的固沙植被。为了研究榆树疏林蒸腾速率的主要影响因子,以浑善达克沙地榆树为研究对象,测定其蒸腾速率及影响因子的日变化,通过相关性分析、偏相关性分析、通径分析等,考察了影响因子对榆树蒸腾速率的影响。结果显示:光合有效辐射和空气温度日变化呈单峰型曲线;二氧化碳浓度日变化范围较小;空气相对湿度和风速日变化趋势基本一致,均为早晨较高,之后逐渐下降;榆树蒸腾速率日变化在7、9月份为单峰型曲线,8月份为双峰型曲线。结论表明:榆树蒸腾速率的主要影响因子为大气温度和光合有效辐射,且蒸腾速率与影响因子间的回归方程为Y1=-13.652+0.004 X1+0.397 X2+0.018 X3-4.140 X4+0.142 X5。     

婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定方法研究

维生素C(又名:抗坏血酸)是维护机体生长发育、活动及正常代谢所需的营养素之一。维生素C在酸性条件下,经酸性活性炭氧化成脱氢抗坏血酸,它与邻苯二胺发生缩合反应生成荧光物质,于激发波长350nm,发射波长430nm条件下,用荧光分光光度计测定其荧光强度,其荧光强度与浓度呈良好的线性关系。婴幼儿食品和乳品中维生素C的添加量普遍较低,本文对使用荧光光度法测定过程中影响荧光强度的因素进行分析,从而提高分析结果的准确度。     

产教融合背景下机械类专业“1+X”证书制度试点实践研究

当前国家对职业教育发展越来越重视,产教融合、校企合作是职业院校提高人才培养质量的有效途径,通过调研区域内机械行业、企业岗位需求,分析职业院校传统人才培养模式不适合对接制造行业、企业的问题,指出采用“学历证书结合X职业技能等级证书”重构课程体系的迫切性。通过分析机械类专业实施“1+X”证书制度试点实际案例,探讨“1+X”证书制度的有效实施途径,并指出融合“岗课赛证”、实施模块化教学、提升“双师”团队素养等措施对复合型技术技能人才培养的有效作用。