化學分析研究范文

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第1篇

關鍵詞：地質統計學 微量元素化學分析 應用研究

中圖分類號：P628.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0098-01

微量元素地球化學是半個世紀以來迅速發展和廣泛應用的地球化學分支。由于同位素稀釋質譜法、中子活化分析、Ber thelot-Nernst分配定律等方法的成功應用，在多種地質過程中微量元素分配演化的定量模型得以實現，也使得微量元素化學分析被系統地應用于解決各類地質問題，成為指示巖石成因的典型標志。20世紀70年代以后，微量元素地球化學的討論從定性認識上升成為定量分析，發展方向也變成微觀、宏觀同時發展，經常需要對地球化學中的主量元素、稀土配分、微量元素等進行定量化學研究和數據分析，此時，一些相關的地質統計方法就變得非常重要和實用。在微量元素化學分析中，地質統計學的各類統計方法作為對地質客觀現象相關數據進行定量分析的重要工具，提供了諸多有效的數據分析途徑。應用地質統計學對微量元素化學分析進行處理，能為研究工作取得客觀成果提供科學的定量依據。

1 地質統計學與微量元素化學分析相關理論知識簡述

1.1 地質統計學

地質統計學是20世紀60年代興起的一門數學地質學科分支，它的出現始于解決礦產普查勘探、礦山開發設計以及礦山開采整個過程中各種儲量計算和生產誤差估計問題。后來，地質統計學逐漸在油氣勘探開發、采礦、水文以及環境科學領域中得到廣泛應用。近年來，地質統計學作為一門新興的科學，在地質領域的發展非常迅速，其應用前景的廣泛性和模型計算的實用性受到地質學家的高度重視。

1.2 微量元素化學分析

微量元素化學分析是地球化學的分支學科，主要研究自然物質和自然體系中微量元素的分布規律、存在形式、活動特點、控制因素及其地球化學意義。一般意義上講，微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti這九種組成99%的地殼和地幔質量之外的80余種元素。當然，這里所指的微量元素是相對而言的，在一個體系中它可能是微量元素，但在另一個體系中卻可能是常量元素。

1.3 地質統計學在地球化學領域的應用現狀

近幾十年年來，地質統計學對地球化學的相關研究中起到了極大的輔助和推進作用。應用地質統計學相關統計方法能夠將大規模原始地球化學數據群體中隱藏的重要信息提煉和挖掘出來，進行分類和解釋，繼而被廣泛地應用在地質找礦、科學研究等各個領域。在地球化學中主量元素、微量元素、稀土配分化學分析等領域的研究中，豐富的地質統計學方法對圈定和評價地球化學異常、提取地球化學找礦信息常常起到決定性的作用。本文則主要研究地質統計學在微量元素化學分析中的應用研究。

2 地質統計學在微量元素化學分析中的應用研究

2.1 方法討論

聚類分析是通過某種距離的測算將數據對象的集合分為類似的對象組所形成的若干個類，其中運用到了降維思想，在對樣品和指標進行分類，采用物以類聚的原理進行的一種多元統計分析方法。在地質找礦領域，聚類分析是研究元素在成礦活動中地球化學行為相似程度的一種有效方法，一般從數字分類角度進行分析。對于這種方法的運用，我們可以借鑒現有的成果和理論進行分析和應用。R型聚類分析是聚類分析方法的一種，原理是以變量之間的相似程度為基礎，將變量分成不同級別的類。R型聚類分析是研究成礦活動中地球化學微量元素行為相似度的一種有效方法。通過對某些礦石或巖樣的微量元素數據進行R型聚類分析，可以得出元素組合特征并將其分類，對元素之間的親疏關系進行判定，進一步為劃分礦化階段、成礦元素遷移和富集的判斷以及礦床成因等問題的研究提供判斷依據。

2.2 案例研究

通過對高松山礦區內巖礦石樣品的微量元素數據進行R型聚類分析后，可以得到圖1中顯示的分類的結果，即，在相似水平的相關系數等于15時，可以把微量元素分成7個類別，分別是：（1）W、Cu；（2）Sn；（3）Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo；（4）Bi；（5）Hg；（6）Co、Ni、Mn；（7）Zn。這7個類別之間沒有顯著的相關性，說明礦床成礦具有多期次性和復雜性。從圖中還可以看出，Au不僅和Ag有著強相關關系，而且還和As、Sb、Pb相關。而Au元素與Ag之間有非常密切的關系，當γ=2.5時它們聚成了一類，相關性比較強，同時Sb、As、Pb和它們之間都存在相關性，說明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之間具有親緣關系，預示著伴隨著多金屬硫化物的形成Au 成礦并且富集。因此，我們可以以Sb、Pb、Ag、As作為礦區找金的近程指示元素。

3 結論

本文采用地質統計學中一類常用方法，R型聚類方法對高松山礦區的銅多金屬礦進行了微量元素組合上的分析研究。統計分析結果使我們對高松山金礦床巖礦石微量元素的數據結構的特點有了清楚的認識。各元素組合具有疊加出現的特征，表明礦床成礦具有多期多階段或成礦物質多來源的特征。分析結果表明Au與Ag、As、Sb、Pb等中低溫元素相關非常大，但是和W、Co、Sn、Mn、Ni、Zn等中高溫元素之間的相關性較差。

地質統計學在地球化學其它領域，比如常量元素分析、稀土元素分析中也有廣泛的應用，筆者認為，采用類似的統計方法對不同類數據的分析是進一步拓展地質統計學在地質科學中應用性的前進方向。

參考文獻

[1]趙倫山，張本仁.地球化學[M].地質出版社，1988，6.

第2篇

關鍵詞：現代有機分析化學；新進展；研究

中圖分類號：O657.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 16-0104-01

現代有機分析是現代分析化學的主要組成部分，是人類利用科學實驗來認識有機世界的手段之一，是一門涵蓋有機化學和分析的新興邊緣學科。加上現代科學儀器和新的技術在不斷被應用，就使現代有機分析化學的研究范圍不在局限于化學領域，而是把物理、計算機、數學、生物等諸多學科融合起來，現在已經逐漸發展成為一門有相當廣泛的應用前景的學科。

一、在傳感器方面的應用

（一）乙酸，俗名醋酸，廣泛存在于自然界，它是一種常見的揮發性有機化合物，是烴的重要含氧衍生物，是典型的脂肪酸。乙酸被公認為食醋內酸味及刺激性氣味的來源。所以經常以食物、化工生產等方式與人接觸。現在催化發光氣體傳感器已經在揮發性有機物的鑒定中被廣泛的應用，夏卉等科學家曾經成功合成了銅—鋅納米復合材料，研究了乙酸在其表面的催化發光現象。并且在溫度、流蘇以及波長等方面進行了優化調試，還對分析特性進行了評估。最終成功構建了領命的乙酸傳感方法。

（二）多模式的識別傳感器則是利用傳感材料的多樣性如電、磁、熱、光等開發的在多個傳感原理上的傳感模式，能夠為傳感器中的傳感材料提供豐富的信息，從而達到能夠多組同時分析過著區分不同類型分析無的目的。胡靜等科學家曾經設計了一款基于紫外光誘導n-Si/TiO2/TiO2：E表面光電壓和表面熒光的二維傳感器，能偶成功區分20多種揮發性的物質，以及市面銷售的5中飲品。這種現行班別分析也成功驗證了二維傳感器的穩定性和準確性。

（三）酚類化合物是指芳香烴中苯環上的氫原子被羥基取代所生成的化合物，是芳烴的含羥基衍生物，根據其分子所含的羥基數目可分為一元酚和多元酚。根據其揮發性分揮發性酚和不揮發性酚。自然界中存在的酚類化合物大部分是植物生命活動的結果，植物體內所含的酚稱內源性酚，其余稱外源性酚。它還是地殼和地下水中一種重要的污染物，所以能夠準確的鑒定酚類化合物對于環保有重大的意義。而基于酪氨酸酶的傳感器則是一盅較為方便的方法，其中性能穩定的固定酶分子是關鍵性因素，石墨烯作為一種全新的納米材料便成了固定酶分子的理想介質。

二、大環化合物的應用

（一）大環化合物的紅外光譜分析。環蕃是大環化合物的一種，而二茂鐵環蕃有不同的種類，為了使它們可能有模擬酶特性，可以將它們有選擇性的進行客體絡合，這樣就能使生物應用得到更好的發展。目前，西北大學合成了很多種新型的二茂鐵雙內置環蕃化合物，同時對其中的8種化合物進行了紅外吸收特征和晶體結構的分析研究，從中發現了如果二茂鐵雙內置環蕃上的苯胺環與不同的取代基相連，或者是將取代基連到苯胺環的不同外置，此時的化合物分子結構會發生的變化以及紅外吸收的特征，同時還研究出了位阻效應的不同給二茂鐵雙內酯環帶來的結構上的影響。與此同時，對這種大環化合物的紅外光譜構效關系也作了研究。

（二）大環化合物的分子識別。無論是在生物、化學、生命科學、醫藥科學還是藥物科學等多種領域，手性識別有著極其重要的作用。當代，對手性識別和分離已經研究出很多方法，例如傳感器、色譜、毛細管電泳等等，其中，手性傳感器更是被廣泛應用，它的主要特點是將傳感器適時、快速、簡單、在線等諸多優點與手性識別相結合。

環糊精也是大環化合物的一種，它可以有選擇的對手性分子進行識別。因為β-環糊精的結構特點是外親水、內疏水，因此，常被作為超分子主體，同時，又因為它安全無毒，所以常常被用于食品、醫療等領域。中國科學院在金電極上修飾了β-CD，使之成為一個有β-環糊精修飾金電極的電化學的傳感器，由于環糊精可以選擇性識別手性分子D、L-苯丙氨酸，因此，可以電化學識別手性分子。將納米金標記在D、L-Phe上，然后讓它和修飾電極分別進行手性識別，并分別對其進行銀染，可以得出，在金標銀染下改修飾電極可以很好的手性識別D、L-Phe。

（三）對大環化合物在室溫磷光中的分析。在室溫磷光中，γ-環糊精鍵合濾紙可以測定土壤的樣品。首都師范大學研究出了制備γ-環糊精修飾濾紙的最佳條件，同時研究了修飾濾紙與11中化合物的室溫磷光相結合所產生的增強效果，所得出的結果顯示屈、苯并（a）蒽以及苯并（b）蒽這3種化合物與未修飾的濾紙基質比較在修飾濾紙基質的室溫磷光中信號更強。這項研究用于測定土壤的樣品效果是非常好的。

三、結束語

在眾多科學工作者的不斷辛勤工作下，使得現代有機分析化學能夠飛速發展起來。現代有機化學分析的新技術不斷被發明，強力的保證了我們人類的可持續發展，尤其在人們生活、生存、生產等方面都做出了巨大的貢獻。當然現代有機化學分析還有很多課題等待人們的研發，但我們要堅信，伴隨著科學家們的不斷努力開發，現代有機化學分析這一新興的學科必將迎來屬于它的時代。

參考文獻：

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[3]袁學玲，盧鵬祥.現代有機合成方法和技術的最新進展[J].河南化工，2010，10.

第3篇

關鍵詞 煙草化學分析技術；應用；發展研究

中圖分類號：TS411 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）22-0005-02

煙草學應用基礎學科的理論和方法，以煙草和制品為研究對象，從大致上可以分成煙草農學和工程學兩個方面。煙草工程所涉及學科范圍主要包括煙草化學、煙用香料、煙草機械和信息等。

卷煙在燃吸的過程中，卷煙中的添加劑和煙絲化學成分需要經過蒸餾、裂解、合成、聚合、冷凝等過程。其中裂解是卷煙燃燒過程中的一個主要環節，在裂解的過程中，大部分的煙氣也由此而產生。由于煙草的復雜性，在燃吸的過程中，溫度分布也具有一定的復雜性。為了能夠進一步探索煙草成分以及煙氣之間的規律和成因，目前主要對煙草熱解建模和燃燒機理進行研究，并由此開拓成重要的研究領域。本文主要對煙葉和煙氣的化學成分以及特點進行分析檢測，從而對煙草的微觀世界進行認識，通過對煙草化學進行分析，從而借助相應的測定數據，為生產部門的產品開發、工藝改進、生產控制以及卷煙安全性的控制提供重要依據。

1 煙草的化學成分分析概況

煙草的質量主要包括外觀質量、內在質量、化學成分、安全性等方面，因此，在進行煙草的質量評定時，應該要對以上幾個方面進行分析。人們在吸煙的過程中，不可避免吸入各種化學成分，并對身體造成一定的影響。

由于煙草化學成分與人們對煙草制品的質量意識存在著密切的關系，因此必須要進行嚴格的分析，隨著時代的發展，各樣的分析儀器逐步出現，對煙草的化學成分進行詳細分析。目前對煙草化學成分進行分析的主要包括裂解氣相色譜法與近紅外光譜技術等。下文主要對這兩種方法進行分析。

2 測量方法技術概況

2.1 熱裂解技術

目前，從已有的卷煙燃燒中的煙氣可以判定出煙草具有5000余種的化合物，其中一些化合物對人體有著嚴重的影響和危害。根據相關試驗證明：煙草的溫度低于600℃的時候，裂解煙草產物會隨著溫度的升高而變得越來越復雜，裂解的產物中含有較高的葡萄糖和果糖；當煙草的溫度為700℃時，煙草會產生對人體有害的苯系化合物，并隨著溫度的升高不斷明顯增加。此外，在不同的試驗條件下，通過對煙草進行裂解，從而能夠鑒定出不同的化合物。

除了在單體化學成分中進行裂解，目前的研究還對煙草香料進行熱裂解分析，從而有助于對煙草的香料篩選。根據相關調查顯示，煙草香料通過分析，可以有效分解出70多種產物，如薄荷烯、琥珀酸、薄荷醇等產物。

2.2 近紅外光譜分析技術

除了上述的方法之外，近紅外光譜分析技術也是重要的檢測工具之一，根據相關研究顯示，利用紅外光譜技術對煙草進行分析，能夠有效發現煙草樣品的總生物堿，并有效分析出煙草中的15種礦物質，為煙草配方的鑒定工作奠定堅實基礎。

3 測試技術

3.1 裂解反應

3.1.1 樣品進樣量以及進樣方式

在進行進樣量的選擇時，應該要選取質量適中的樣品，這樣能讓樣品進行一瞬間的裂解，當裂解時候，若氣味較高的話，可以增加二次反應的可能性。這樣容易給質譜離子源造成影響。在進行液體樣品取樣的時候，應該在石英玻璃管當中加入少量的石英棉，從而能起固定作用。在石英玻璃管的兩端中填塞少量石英棉，并裝入裂解儀器中進行反應裂解。

3.1.2 構建裂解反應環境

裂解反應的環境也是影響實驗結果的重要因素，因此必須要構建良好的裂解反應氛圍。

根據相關調查人員發現，在進行裂解的過程中，隨著溫度的變化，不同條件下的產物也呈現不同的變化，從而能有效分解出相應動力學條件。因此，必須要對化學反應的環境進行考慮。

3.1.3 裂解方式的選擇

根據相關調查發現，不同溫度下，選擇的裂解方式都應該各不相同。相關研究人員在研究煙堿裂解產物中發現，在不同的溫度下進行裂解，在700℃左右的煙堿下進行裂解，煙堿的裂解情況達到80%以上。在進行燃燒的時候，大部分的蒸餾原型通過非裂解釋放出來。

3.2 近紅外光譜常規分析技術

關于近紅外光譜常規分析技術主要包括漫反射光譜法和透射光譜法兩種情況，然而在一般情況下，測試人員通常使用透射光譜法，并通過透射法將固定樣品進行分析，如還原糖、水溶性總糖、氮提取物、煙堿提取物、總氮等。

3.2.1 樣品的選擇方式

本次選用的儀器主要是美國制造的自動進樣器和電子天平。試劑和樣品主要包括：甲醇、濃硫酸、甲基苯磺酸等。將煙草的樣品在45℃的溫度下進行烘干和粉碎。

3.2.2 反應環境的選擇

將樣品放入錐形瓶當中，并儲存到室溫當中，加上約10 mL左右的正己烷振蕩萃取并進行靜止分層。事后，對煙草的揮發酸和非揮發酸進行分析測定。

3.2.3 分析條件的選擇

構建良好的反應環境，具體包括：在常溫下進行反應，選擇的進樣口溫度約250℃左右，并持續進行升溫，以6℃/分鐘的速度，將溫度上升至280℃左右，并停留4 min-5 min，對其進行觀察。

4 試驗的發展研究

在試驗的過程中，一些參考文獻對于卷煙燃燒過程中的試驗條件均參差不一，并不具備統一性和嚴謹性，導致了最終的調查結果差異性較大，一些試驗過程中的檢驗數據也不具備重復性，彼此之間的數據和試驗結果也相差較大，導致實驗結果相互矛盾。因此必須要采取合適的試驗方法進行研究。

4.1 研究能為卷煙配方和降焦減害提供科學指導

傳統煙用香料的篩選主要包括兩種方法：感觀評吸和吸煙機對煙氣進行收集后分析。通過這樣的分析方法，對香煙的有害物質進行分析和鑒定，從而為香料的使用以及有害物質的降低提供理論依據。

4.2 定性向定量的轉變

目前對煙草成分的研究主要處于粗放型階段。對于一些煙草的分析研究并不全面，比如纖維素、半纖維素。膠質、木質素等方面的研究進行測評，從深度上來看，大部分的文獻是對樣品進行分析鑒定和歸類。但對于分解環境、分解時間、加熱速率等情況對煙氣物質造成影響等方面并沒有深入研究。這些隨著社會技術的不斷進步，將會對煙草進行進一步的研究分析，從而為煙草的制造提供合理的建議。

5 結束語

煙草化學管理和吸煙問題日益受到人們的重視和關注，如何減少對煙草產品的危害，工作人員應該要對煙草等方面進行管理和調查。本文主要介紹了兩種不同的化學分析法，為日后的煙草制造提供幾點合理的建議。

參考文獻

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