红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2(OH)4]2+伸缩振动引起的3 233cm-1处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5 268cm-1附近由水伸缩和弯曲振动引起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8 700,6 818cm-1两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-O-Si伸缩振动产生的在682,3 604cm-1处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1 070cm-1处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

还原法热处理锆石的宝石学特征及颜色初探

热处理可以去除锆石中因放射性衰变而产生的色心,从而改善其颜色和透明度,提升其观赏价值和商业价值。市场上,绝大多数的蓝色锆石为红褐色锆石经高温热处理获得,其颜色成因目前一直存在争议。笔者选取红褐色锆石和黄褐色锆石样品,通过高温还原法热处理,探索其颜色变为蓝色的最佳温度,同时结合常规宝石学测试、红外光谱和紫外-可见吸收光谱测试,分析其热处理前、后的特征变化。结果显示,还原条件下,950～1 000℃的热处理实验可以使红褐色锆石变为浅蓝色。红外光谱测试结果显示,热处理前锆石样品434 cm~(-1)和610 cm~(-1)指示其非晶质化程度不高;热处理后,438/436 cm~(-1)吸收增强,1 100～900 cm~(-1)吸收变窄,说明热处理使锆石的结晶程度略有增强。紫外-可见光谱测试结果显示,热处理前位于510 nm附近的宽吸收带由Y~(3+)替换Zr~(4+)所致,是锆石样品呈现红褐色的原因;热处理后,Y~(3+)产生的色心分解致使510 nm处吸收消失,而800 nm处吸收峰大大减弱,相伴出现640 nm附近的宽吸收,653 nm和690 nm处的较强吸收峰和一系列弱吸收峰由U~(4+)(U~(5+)+e~-→U~(4+))所致;可见光范围内出现640 nm处宽吸收带是锆石呈蓝色的主要原因,可能是653 nm强吸收与附近一系列弱吸收峰的整体表现。     

热处理紫水晶的工艺研究及光谱特征

天然黄水晶颜色金黄,犹如黄金,深受人们的追捧,市场上常出现紫水晶经加热处理得到的黄水晶。主要选取市场上常见的几种不同色调的紫水晶,通过加热处理实验,确定紫水晶的变色温度,并结合显微镜下观察、红外光谱和紫外-可见吸收光谱测试发现:紫水晶经过热处理后改色成黄水晶,可通过颜色、光泽、内部包裹体及表面特征与天然黄水晶进行辨别;热处理过程中,紫水晶随着温度的升高而改变颜色,由紫色到无色到黄色,且变色温度(400~500℃)与恒温时间长短有关;经热处理后的紫水晶在红外光谱带中存在3 854、3 738、3 585、3 436、2 675、2 362、2 233cm~(-1)处吸收峰并没有消失,天然黄水晶则不存在特征的3 585cm~(-1)处吸收峰;紫水晶在紫外吸收光谱中540nm处吸收强度随着温度的升高而降低。     

红外光谱法快速鉴别葡萄干、红枣和枸杞中酸性染料

为开发一种快速的检测手段来分析出口干果中是否含有酸性染料,本研究选取26种不同的酸性染料对葡萄干样品进行染色处理,6种酸性红染料对红枣和枸杞样品进行染色处理,将染色处理后的干果样品经过超声提取,进行红外分析。通过将干果样品染色前后的红外光谱图与酸性染料红外光谱图对比分析,确定1330 cm~(-1)、1200cm~(-1)附近波数的(O=S=O磺酸基)特征峰、1410 cm~(-1)附近波数的C-O-C特征峰、3363cm~(-1)附近波数的O-H伸缩振动峰可作为快速鉴别干果是否有被染色处理的红外特征吸收峰。     

变红磷铁矿的宝石矿物学特征研究

针对近来香港市场上出现的一种紫红色玉石,采用常规的宝石学研究方法,并结合红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射等大型仪器,对该玉石样品的宝石矿物学特征进行一系列的研究。研究结果表明,样品的折射率为1.69～1.71,密度为2.50～2.62g/cm3,摩氏硬度为4;红外光谱和拉曼光谱的分析结果显示,样品的特征谱峰主要是由[PO4]3-离子和结晶水H2O所致,与变红磷铁矿的成分特征吻合。其中,拉曼光谱中989cm-1处的强吸收峰,1 624,856cm-1处较强的吸收峰,100～500cm-1内多处弱吸收峰,为该玉石样品的诊断性鉴别依据;EPMA和XRD的测试结果表明,该样品为变红磷铁矿集合体,组成矿物颗粒呈短柱状,粒径10～20μm。     

高压高温处理CVD合成Ⅰb 型黄色钻石的鉴定特征

大多数合成Ⅰb型黄色钻石为高压高温合成类型,CVD合成Ⅰb型黄色钻石在国内至今鲜有相关报道。近期,NGTC深圳实验室在检测过程中首次发现了1颗经高压高温处理的CVD合成Ⅰb型黄色钻石样品。该CVD合成Ⅰb型黄色钻石样品的鉴定分析有助于高效检测疑难样本,对检测行业和规范珠宝市场有重要意义。通过测试CVD合成Ⅰb型黄色钻石样品的红外光谱、紫外-可见吸收光谱、紫外荧光图像和光致发光光谱等特征来总结其鉴定方法。结果显示,由[Si-V]缺陷导致的737、766 nm和946 nm处的发光峰,以及荧光图像上显示明显的条纹生长结构,是该类CVD合成钻石的重要判定特征;同时,未发现596 nm和597 nm双线发光峰、显示较弱的3 123 cm~(-1)吸收峰以及明显的3 107 cm~(-1)吸收峰、H3(503.2 nm)发光峰、N3(415.2 nm)发光峰可判定该CVD合成Ⅰb型黄色钻石样品后期经过高压高温处理。     

动态高压微射流对豆渣半纤维素B的分子质量分布和官能团的影响

以豆渣膳食纤维中提取的半纤维素B分离纯化得到的两个组分 HCLB-1、HCLB-2为对象,研究动态高压微射流(DHPM)对其分子质量分布及官能团的影响。结果表明：1)DHPM对于分离纯化得到的两个组分HCLB-1、HCLB-2的分子质量分布有较大影响,分子质量分布在2800kD上的HCLB-1经DHPM处理后出现了910、177kD和62kD小分子质量的峰;分子质量分布在1800kD上的HCLB-2经DHPM处理后出现了813kD分子质量的峰。2)DHPM使HCLB-1、HCLB-2的官能团在红外谱图上的特征峰出现了红移或蓝移现象。HCLB-1在3416cm-1处的特征峰O-H的伸缩振动,处理后蓝移至3405cm-1;在2923cm-1处的吸收峰是C-H伸缩振动在处理后红移至2928cm-1。1058cm-1是醚键的特征吸收峰,在处理后蓝移至1048cm-1;在1413cm-1和1377cm-1处的吸收峰经过处理后分别红移至1417cm-1和蓝移至1369cm-1;水的特征吸收峰和β-糖苷键的特征吸收峰值基本没有变化。HCLB-2的红外谱图变化与HCLB-1类似。     

3种植物油傅里叶变换红外光谱信息的判别分析研究

针对花生油、大豆油和棕榈油样品,采用傅里叶变换红外光谱仪,采集红外吸收光谱,对光谱预处理后,提取红外特征信息,以1 746 cm-1和2 855 cm-1波数处吸收峰特征参数比值为X轴, 1 099 cm-1与1 119 cm-1波数处吸收峰特征参数的比值为Y轴,及3种油O-C-C对称伸缩振动各自所产生的吸收带所在波数(cm-1)值作为Z轴,绘制三维分布图,对这3种油样进行判别分析.结果显示这3种油样之间有明显区分.     

缅甸翡翠加热处理的特征研究

为研究缅甸翡翠中的哪些部位适合做烧红处理以及该部位能被烧红的原因,采用加热实验、偏光显微镜、红外光谱及差热分析方法对缅甸翡翠样品的原生部位、雾部位的加热前、后的特征进行了测试与分析。结果显示,翡翠中的蓝雾部位及黄雾部位适合做烧红处理,原生部位不适合烧红处理,蓝雾部位可以被烧成黄色及红色,黄雾部位可以被烧成红色。雾部位适合用来做烧红处理的原因在于,在低温的加热条件下,蓝雾部位中的大量的Fe2+发生价态变化,实现由绿泥石向针铁矿的转变所导致,该过程由表及里逐步进行。原生部位的主要矿物硬玉需被加热更高的温度,在破坏其晶格的情况下,才可以呈现出红色,且该红色不具有褐色调。     

铁铝榴石表面坑洞内一种异相材料的红外光谱证据

铁铝榴石表面的光泽差异可作为其是否经过了充填处理的重要证据之一,但需要辨别其成因是天然矿物包裹体出露还是人工注入材料所致。采用常规的宝石学测试方法和红外光谱技术分析了铁铝榴石样品的宝石学特征及其表面弱光泽材料的红外光谱特征,获得了其是否经过充填处理的关键证据。结果表明,显微红外反射光谱中1 200~900 cm-1范围内的谱带以及798,779 cm-1处的吸收峰表明铁铝榴石中的异相材料为石英矿物包裹体,而不是油、树脂、蜡、玻璃等人工充填物。因此,铁铝榴石表面有弱光泽材料的存在不能简单视为其经过充填处理的关键证据,其表面存在的矿物包裹体可能是引起石榴石光泽变化的原因之一。     

紫色翡翠呈色机制探讨

鉴于紫色翡翠呈色机制复杂，至今在矿物学界、珠宝学界尚无统一认识，通过使用三件紫色系列翡翠样品作电子探针、透射光谱及吸收光谱分析，并进行了相关讨论。认为：不同紫色翡翠因所含有的过渡金属离子种类、含量不同，致使起主导作用的致色离子表现出不同的呈色机制；Ti^3 中的d-d电子跃迁是紫色翡翠呈色的主要原因。     

翡翠原石(赌石)的分类

目前有关翡翠原石的分类研究较少,传统的翡翠原石分类主要基于蒙赌的原石,着眼点于皮壳及砂发的特征。近些年,缅甸翡翠公盘均采用切开的原石,可直接观察到原石的玉肉特征:颜色及底藏。笔者通过对公盘翡翠原石类型进行研究,提出了一种新的适合公盘现状的翡翠原石或赌石分类,将原石分为色带类、地张类(冰地玻璃地类、糯地类、豆地类、瓷地类)、彩色及多彩色类、墨翠类和干青类。这样的分类在现代公盘模式下,对原石估价、公盘投标具有十分重要的指导意义。     

紫色翡翠的矿物学特征初步研究

通过对九个包括几种色调的紫色翡翠样品进行常规的标本描述、偏光显微镜下薄片鉴定,结合红外光谱和X光衍射分析,较系统地研究了紫色翡翠的矿物学特征,并根据能谱分析结果,对紫色翡翠的致色机理作了初步探讨。结果表明：紫色翡翠的比重相对较小;其主要矿物成分为硬玉,次要矿物为纳长石和透闪石,少量的霓辉石和霓石;硬玉可分为三个世代,紫色硬玉的晶形较好,多呈自形粒状变晶结构,主要属于第二和第三蓼工、即形成时间相对较晚;紫色翡翠的颜色主要由致色元素Fe引起,同时,V,Ni,Mn等致色元素对形成紫色的不同色调也起一定的作用。     

使用带近红外光纤探头附件红外光谱仪鉴定翡翠B货

带有近红外光纤探头附件的红外光谱仪是一种有效的、非破坏性鉴定工具，用于鉴定漂白及聚合物充填处理的翡翠(所谓翡翠B货)。此项技术在鉴定翡翠中具有下列优点：不但能对较厚的或镶嵌的翡翠饰品进行鉴定，而且能耐非常大的翡翠饰品，如手镯、大型雕件等进行鉴定，这对其它红外技术来讲是望尘莫及的。本项技术的关键在于使用了光纤探头，并且在近红外频率范围进行测试。因此，能获得7400cm^-1至4000cm^-1频率范围内情晰明确的近红外光谱。翡翠B货在此频率范围内产生的吸收光谱起因于C—H键伸缩振动与弯曲振动的合频以及伸缩振动的倍频。     

热处理对哈密瓜蔗糖和乳酸通量的影响

对哈密瓜进行热处理会更好地提高其贮藏品质,从蔗糖积累和呼吸代谢的角度研究热处理更能揭示其作用的本质。以哈密瓜为材料,研究热处理对哈密瓜代谢网络通量的影响。将哈密瓜分别经过45、50、55 ℃热处理3 h之后立即置于最适贮藏温度5 ℃条件下贮藏21 h,以单一5 ℃处理24 h为对照,得到在不同温度条件下哈密瓜不同空间位置糖酵解途径、三羧酸循环、蔗糖合成途径、戊糖磷酸途径的代谢通量。结果显示：45 ℃和50 ℃处理组都有较高的蔗糖和乳酸通量,但以45 ℃处理组通量最高,作为热处理温度最为合适;而55 ℃处理组与空白对照无较大差别。本实验从代谢的角度深入研究果实的热处理贮藏,以期为提高果实的贮藏品质提供参考。     

超高压微射流均质技术对猕猴桃果酒品质的影响

以猕猴桃为原料,研究发酵的果酒经过不同超高压微射流均质压力0、30、60、90、120 MPa下品质的变化。采用色度仪、电子鼻、电子舌等设备探究不同均质压力对猕猴桃果酒的色度、风味及滋味的影响。结果显示,随着超高压微射流压力的增加,猕猴桃果酒中的色度值b*值升高且差异显著(P<0.05),a*值在60、90 MPa处理的试样与对照组同样存在明显差异(P<0.05),酒体颜色改善,趋向红-黄色;随着均质压力的增加,W1W、W2S、W3S等缺陷型气味有效减少;120 MPa均质压力下的猕猴桃果酒鲜味增加。     

Assessment of maximum cooking temperatures in previously heat treated beef. Part 1: Near infrared spectroscopy

Near infrared diffuse reflectance (NIR) and transmittance (NIT) spectroscopy were studied as potential methods for determination of the previous heat treatment of beef. Ninety-four samples of M longissimus dorsi from 33 bulls were heat treated at nine different temperatures between 50 and 85°C, and analysed by NIR and NIT spectroscopy. The samples were analysed by NIR and NIT in both ‘wet’ and freeze dried states. The NIR and NIT methods were able to determine the maximum temperature of previously heat treated beef with a prediction error of 2.0-2.1°C in the temperature range 50–85°C. Freeze drying of the samples prior to analysis reduced the prediction error to 1.4°C for the NIR method. NIR and NIT should be useful as fast screening methods to determine whether beef has been adequately heat treated.     

Reinterpretation of Microbial Survival Curves

The heat inactivation of microbial spores and the mortality of vegetative cells exposed to heat or a hostile environment have been traditionally assumed to be governed by first-order reaction kinetics. The concept of thermal death time and the standard methods of calculating the safety of commercial heat preservation processes are also based on this assumption. On closer scrutiny, however, at least some of the semilogarithmic survival curves, which have been considered linear are in fact slightly curved. This curvature can have a significant effect on the thermal death time, which is determined by extrapolation. The latter can be considerably smaller or larger depending on whether the semilogarithmic survival curve has downward or an upward concavity and how the experimenter chooses to calculate decimal reduction time. There are also numerous reports of organisms whose semilogarithmic survival curves are clearly and characteristically nonlinear, and it is unlikely that these observations are all due to a mixed population or experimental artifacts, as the traditional explanation implies. An alternative explanation is that the survival curve is the cumulative form of a temporal distribution of lethal events. According to this concept each individual organism, or spore, dies, or is inactivated, at a specific time. Because there is a spectrum of heat resistances in the population—some organism or spores are destroyed sooner, or later, than others—the shape of the survival curve is determined by its distributions properties. Thus, semilogarithmic survival curves whether linear or with an upward or a downward concavity are only reflections of heat resistance distributions having a different, mode, variance, and skewness, and not of mortality kinetics of different orders. The concept is demonstrated with published data on the lethal effect of heat on pathogens and spores alone and in combination with other factors such as pH or high pressure. Their different survival patterns are all described in terms of different Weibull distributions of resistances as a first approximation, although alternative distribution functions can also be used. Changes in growing or environmental condition shift the resistances distribution's mode and can also affect its spread and skewness. The presented concept does not take into account the specific mechanisms that are the cause of mortality or inactivation—it only describes their manifestation in a given microbial population. However, it is consistent with the notion that the actual destruction of a critical system or target is a probabilistic process that is due, at least in part, to the natural variability that exists in microbial populations.     

不同热处理工艺对牛乳中热敏感成分的影响

热处理是保证乳制品质量稳定和卫生安全的重要手段之一,牛乳在热处理过程中会发生美拉德反应、乳糖异构化和蛋白质变性等多种化学变化,且反应程度与热处理强度密切相关。文中以纯鲜生乳为材料,经巴氏、超巴氏和超高温瞬时杀菌(UHT)等热处理后,分析检测牛乳中主要热敏感成分的变化。结果表明:随着热处理强度的提高,牛乳中的糠氨酸含量呈指数关系增加,纤溶酶活则逐渐下降;热处理强度不同导致乳清蛋白各组分的变性程度也不同,其中β-LgB和BSA对热最敏感,β-LgA其次,α-La的耐热性最强;热处理温度越高,时间越长,牛乳中VB1和VB6的损失率也就越高。根据牛乳中热敏感成分含量或活性在热处理过程中的的变化规律,可以将糠氨酸、α-乳白蛋白和纤溶酶活等作为牛奶受热程度的指示物,从而更好的指导实际生产和维护消费者权益。     

Chemical analysis of heat treated softwoods

Heat treatment of wood has been found an effective method to improve dimensional stability and durability against biodegradation. A two-stage heat treatment of wood at relatively mild conditions (<200 °C) was investigated by using different chemical analysing methods, such as a wood chemical component analysis, CHNO-elemental analysis, UV-spectroscopy, and analysis of the acetyl and free hydroxyl group content. The results of this study contribute to a better understanding of the typical reaction mechanisms occurring and of the effect of heat treatment on the properties of wood, as described in previous 13C-NMR and FTIR studies of heat treated wood.