红外光谱结合统计学方法对纸质包装盒的检验研究

目的 建立一种高效准确的红外光谱检验纸质包装盒的研究方法。方法 利用傅里叶变换红外光谱仪测得了56个不同类型不同来源的纸质包装盒的红外光谱数据;根据纸盒主要填料的不同,将样品初步分为三大类;利用主成分分析对初步分类后的数据降维,提取出4个主成分,再利用系统聚类将样品最终分为6组,使用K-means聚类算法结合Pearson卡方检验进行验证,与最终分类的结果基本吻合。基于该分组,训练朴素贝叶斯分类、随机森林模型、XGBoost分类3种判别模型,实现对新样品组别的分类预测。结果 56个快递包装纸盒样品被分为3类,而后进一步细分为6组,3种判别预测模型均有较高的准确率,其中随机森林模型的准确率最高。结论 该方法快速方便地实现了对样品的区分,并且可以实现无损检验,为犯罪现场纸质包装盒的鉴别提供依据,从而为公安侦查工作的开展提供帮助。     

主成分分析-二阶导数在中红外光谱定量分析中的应用

介绍了运用最小二乘法建立傅立叶变换中红外光谱定量分析模型的原理和方法。以苯甲酸和邻苯二甲酸氢钾为实验材料获取红外吸收光谱,采用MATLAB工程语言编程,分别以吸收光谱和二阶导数光谱为校正集样本,采用主成分分析方法对样本进行优选压缩,以建立了中红外光谱定量分析模型。用此模型预测混合物的含量,预测值与实际值的相对误差小于5.0%。     

红外光谱法结合化学计量学对快递包装纸盒的检验研究

目的 研究一种红外光谱法与化学计量学相结合的方法,以对现场提取的快递包装纸盒样品进行快速检验分类。方法 利用红外光谱法对53个快递包装纸盒样品进行检验,依据其主要填料差异进行分类,并利用系统聚类进行分组。基于该分组,训练随机森林模型、多层感知器判别、Fisher判别3种预测模型,实现对新样品组别的分类预测。结果 53个快递包装纸盒样品被分为3类,而后进一步细分为9组,训练得到的3种判别模型中的Fisher判别预测准确率较高。结论 该检验方法快速、无损、准确,依据化学计量学实现对快递包装纸盒样品的快速检验,为公安机关检验此类物证提供依据。     

傅里叶红外光谱法分析汽车灯罩残片

目的:对灯罩残片进行快速、准确地鉴定,能够更快地对肇事逃逸车辆进行筛选,进而锁定侦查方向,提供破案依据。方法:利用傅立叶红外光谱法对27个不同品牌、同品牌不同型号的汽车灯罩残片进行分析,依据红外光谱图中特征峰的峰位等进行种类的鉴别及样品均匀性的考察。结论:傅里叶红外光谱法,能够快速分析遗留在现场的车灯残片的主体成分,为快速侦破案件提供有力的依据。     

基于傅里叶变换中红外光谱技术豆奶成分含量的快速预测

基于傅里叶变换中红外光谱技术(FTIR),结合改进型偏最小二乘回归法(MPLS),建立豆奶中的快速预测方法。结果表明选取有效波段,不使用散射校正,使用导数和平滑校正光谱基线漂移后定标效果最好,各指标的预测值与实测值相关性良好,脂肪(Fat)、蛋白质(Protein)、蔗糖(Sucrose)和总糖(Total Sugar)预测标准偏差(SEP)分别为0.061、0.039、0.039、0.047;预测相关系数(RSQ)分别为:0.98、0.99、0.99、0.99。该方法可应用于豆奶中脂肪(Fat)、蛋白(Protein)、蔗糖(Sucrose)和总糖(Total Sugar)含量的快速分析检测。     

核主成分分析的高炉故障检测研究

由于高炉冶炼系统的复杂性,传统的故障检测方法在高炉故障检测中的应用效果不佳.同时,高炉冶炼过程中的数据具有明显的非线性特征,利用主成分分析(PCA)等线性多元统计方法也难以取得良好的故障检测效果.针对这种情况,提出了利用核主成分分析(KPCA)方法对高炉冶炼过程中的故障进行检测,以适应高炉的非线性特征,实现对高炉故障的快速检测.     

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法化学试剂定性鉴别数据库的建立

使用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)进行了近200种有机化学试剂的定性鉴别试验,建立了傅里叶变换衰减全反射红外光谱数据库。使用该方法能够鉴别大多数常见的有机化合物,并具有分辨力高、检验简便的特点。     

基于傅里叶变换红外光谱的航空丁腈橡胶鉴别方法

介绍了航空丁腈橡胶(NBR)的编号规则,分析了傅里叶变换红外光谱(FTIR)定量法鉴别航空丁腈橡胶的理论依据。将航空丁腈橡胶试样经无水乙醇萃取、烘干后,采用红外光谱定量法统计分析了光谱中特征吸收峰(-C≡N基与-CH=CH₂基)的吸光度比值R与橡胶生胶丙烯腈(CAN)含量的半定量对应关系和鉴别橡胶的种类。结果表明:生胶丙烯腈含量越高,特征峰吸光度比值R越大,具有线性对应关系。依据R推断丁腈橡胶的生胶类型,再结合橡胶硫化硬度,可对航空丁腈橡胶作进一步鉴别。对于不同类型生胶并用的丁腈橡胶而言,并用胶的某些特征官能团可作为橡胶鉴别的依据。     

基于主成分分析的多光谱相机灵敏度优化

研究了基于主成分分析的多通道光谱图像获取硬件系统即多光谱相机的灵敏度优化问题。利用多维向量空间理论和主成分分析法,系统讨论了多光谱获取系统优化灵敏度的理论和方法。提出灵敏度优化向量的概念,将滤光片透过率优化和光源辐射谱优化两种方法统一起来。利用四种灵敏度优化向量进行了仿真试验,并给出了在主成分分析算法下的实验仿真结果。结论是：多光谱系统灵敏度优化向量的正交化设计是系统光谱图像获取的必要要求;窄带灵敏度中,交叠的灵敏度优化向量具有更好的光谱反射率信息获取能力;在有限数目的宽带滤色片中,挑选滤色片透过率向量可以得到较好的多光谱相机的灵敏度向量。     

基于互信息的主成分分析用于声场景分类

主成分分析是声场景分类中常用的特征选择方法。针对主成分分析的局限性,提出一种基于互信息的主成分分析方法。这一方法引入类别信息,用不同声场景条件下特征之间的互信息矩阵之和替代传统主成分分析中的协方差矩阵,计算其特征向量与特征值,特征向量表示由原始特征空间向新的主成分空间的转换系数,特征值则用于计算主成分的累计贡献率并判断主成分维数。声场景分类实验结果表明,该方法较之传统主成分分析方法降维效果更好,辅以神经网络分类器,计算得到的分类正确率更高。     

基于多阶权重组合和PROMETHEE Ⅱ的饮品包装评估模型

目的 对多种可行的饮品包装方案进行评估,选择出最佳方案,从而满足消费者市场的多方位需求,促进饮品销售,提高饮品企业的市场占有率.方法 在价值工程驱动下构建饮品包装功能层次结构评估指标体系,通过模糊群决策法求解各饮品包装方案的指标值;使用多阶权重组合来融合赋权有效信息,采用PROMETHEEⅡ对多个饮品包装方案进行评估,以避免决策补偿性.结果 对各饮品包装方案的净流量排序,进行数据的分析与对比,4种饮品包装方案的优劣性排序为J2>J4>J1>J3,最优方案为易拉罐包装方案(J2).结论 通过某款果汁4种包装方案的评估案例,验证了文中所提饮品包装方案评估模型的有效性,表明该模型能够应用于饮品包装的综合评估与优选,可为饮品包装的设计提供支持.     

X射线荧光光谱结合聚类分析检验快递塑料包装袋

目的 针对现场经常提取到的快递塑料包装袋物证,建立一种快速检验分析、样本分类的方法.方法 采用X射线荧光光谱法对41个不同快递公司、不同来源地的快递塑料包装袋样品进行无机元素检验分析.根据不同样品的元素种类含量进行分类,并利用系统聚类和K-Means聚类,对样品进行聚类分析.结果 根据检验得出无机元素含量及其主要元素的比值,对各样品进行有效区分.通过系统聚类的方法,将样品成功聚为4类.用K-Mean算法对聚类结果进行检验,其分组结果基本一致,说明该方法的聚类效果良好.结论 利用X射线荧光光谱法结合聚类分析检验41个样品,结果表明,各类样品特征明显,具有较高的区分度,可以实现对不同公司、不同来源地的快递塑料包装袋进行区分.文中方法为公安工作中处理此类物证提供了一定的理论参考.     

差分拉曼光谱结合化学计量学对白色购物纸袋的检验研究

目的 建立差分拉曼光谱用于无损识别白色购物纸袋的方法。方法 对收集到的60种不同品牌、不同规格的白色购物纸袋进行拉曼光谱测定,对样品的拉曼光谱图进行预处理,根据光谱图对样品进行初步分类,并结合化学计量方法对样品进行分组。应用Fisher判别分析方法对分类结果进行验证。最后应用RBF模型对未知样本进行分类判别。结果 结合样品中所含的碳酸钙、滑石粉、硫酸钡的不同,可初步将白色购物纸袋样品分为五大类,采用K-均值聚类方法继续细分,通过Fisher判别方法对样品分结果进行验证,判别准确率为100%。应用神经网络RBF模型对未知样本进行判别分析,准确率达到89.48%。结论 该方法简便易行,为白色购物纸袋的分类提供了科学的依据,也为公安基层工作的开展提供了便捷的办法。     

差分拉曼光谱结合XRF对塑料药瓶的多元分类研究

目的 构建一种药瓶的分类及预测模型。方法 利用差分拉曼光谱和X射线荧光光谱对54个不同品牌和产地的塑料药瓶进行分析检验。结果 得到了54个样品的差分拉曼谱图及Cl、Ca、Ti、Fe、Zn等元素的含量。利用主成分分析对差分拉曼光谱数据进行降维,再利用系统聚类将降维后的数据分为8类,并以此为依据建立判别分析模型,最终判别模型经交叉验证可知准确率达到90.7%,多层感知器的分类准确率为100%,分类效果较好。结论 差分拉曼光谱可以根据谱图中的特征峰推断样品的分子结构,并且可以根据峰位对样品进行分类,并建立分析模型,X射线荧光光谱可以通过各元素的种类和含量的不同对样品进行区分,实现组内的细化。差分拉曼光谱和X射线荧光光谱可以分别从有机和无机的角度对药瓶进行分类,在分析上可以优势互补,可为公安机关实际办案探索出一种新的光谱联用角度和方法。     

Polyaniline/Vanadium oxide composites: An effective control in morphology by varying reactant concentrations

A one pot synthesis protocol is presented for the realization of organic/inorganic hybrid nanostructures comprised of polyaniline and vanadium oxide. The polyaniline/vanadium oxide hybrid morphology is tailored by controlling the relative concentration of reactants which resulted in diverse morphologies ranging from nanorods, combined nano/microrods to porous nano/microspheres. Temporal evolution of morphology is investigated to elucidate the formation mechanism in detail. The prepared composites exhibit enhanced thermal stability in comparison to pure polyaniline which may be attributed to the strong chemical combination of vanadium oxide and polyaniline within the composites as prevailed by FTIR and TGA analysis of the products. This simple and controllable approach for synthesizing the organic/inorganic hybrid material should have future applications in energy storage devices, sensors and many more.     

Investigation of kinetics and morphology development for polyurethane-urea extended by DMTDA

The relationship between the reactions kinetics and morphology development during the polyurethaneurea (PUU) curing process has been investigated simultaneously by in situ Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The data of the FTIR spectra showed that with the increase of conversion, the absorbance of NH bands increases and its band sites shifts to lower wavenumbers; the absorbance of free urethane carbonyl kept nearly constant at low conversion, and then decreased much because of the interaction of the formed urea links, and then changed little at high conversion owing to the diffuse control. The band sites of hydrogen bonded urea carbonyl similarly shifted to lower wavenumbers and the absorbance of the hydrogen bonded urea carbonyl, associated with the phase separation of hard segments, became stronger with buildup of hydrogen bond between urea links. The carbonyl bands available during curing process were further assigned. Both interactions, such as hydrogenised effect and phase separation, played a major role in the matrix formation of the PUU polymer.     

Atomic layer deposition of tungsten using sequential surface chemistry with a sacrificial stripping reaction

Tungsten (W) films were grown with atomic layer control using a novel sequence of self-limiting surface reactions. The tungsten film growth was achieved by dividing the binary reaction WF₆+Si₂H₆→W+2SiHF₃+2H₂ into two separate half-reactions. Alternating exposures to WF₆ and Si₂H₆ in an ABAB… sequence produced tungsten deposition at temperatures between 425 and 600 K. The Si₂H₆ reactant served only a sacrificial role to strip fluorine from tungsten without incorporating into the film. FTIR spectroscopic investigations demonstrated that the WF₆ and Si₂H₆ half-reactions were complete and self-limiting at T>400 K. In situ spectroscopic ellipsometry measurements determined a tungsten growth rate of 2.5 Å/AB cycle with WF₆ and Si₂H₆ reactant exposures sufficient for complete half-reactions. The surface topography of the deposited tungsten films was flat indicating smooth film growth. The tungsten films were either amorphous or composed of very small crystalline grains and contained no measurable silicon or fluorine. These results represent the first demonstration of atomic layer deposition of smooth single-element metal films using sequential surface chemistry.     

Synthesis of carbon nitride powder by selective etching of TiC0.3N0.7 in chlorine-containing atmosphere at moderate temperature

We reported the synthesis of carbon nitride powder by extracting titanium from single inorganic precursor TiC_0.3N_0.7 in chlorine-containing atmosphere at ambient pressure and temperature not exceeding 500 °C. The TiC_0.3N_0.7 crystalline structure acted as a template, supplying active carbon and nitrogen atoms for carbon nitride when it was destroyed in chlorination. X-ray diffraction data showed that the obtained carbon nitride powders were amorphous, which was in good agreement with transmission electron microscope analysis. The composition and structure of carbon nitride powders were analyzed by employing Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. Results indicated that disorder structure was most likely for the carbon nitride powders and the N content depended greatly on the chlorination temperature. Thermal analysis in flowing N₂ indicated that the mass loss started from 300 °C and the complete decomposition occurred at around 650 °C, confirming the low thermal stability of the carbon nitride material.