化学分析研究范文

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第1篇

关键词：地质统计学 微量元素化学分析 应用研究

中图分类号：P628.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0098-01

夜上海论坛 微量元素地球化学是半个世纪以来迅速发展和广泛应用的地球化学分支。由于同位素稀释质谱法、中子活化分析、Ber thelot-Nernst分配定律等方法的成功应用，在多种地质过程中微量元素分配演化的定量模型得以实现，也使得微量元素化学分析被系统地应用于解决各类地质问题，成为指示岩石成因的典型标志。20世纪70年代以后，微量元素地球化学的讨论从定性认识上升成为定量分析，发展方向也变成微观、宏观同时发展，经常需要对地球化学中的主量元素、稀土配分、微量元素等进行定量化学研究和数据分析，此时，一些相关的地质统计方法就变得非常重要和实用。在微量元素化学分析中，地质统计学的各类统计方法作为对地质客观现象相关数据进行定量分析的重要工具，提供了诸多有效的数据分析途径。应用地质统计学对微量元素化学分析进行处理，能为研究工作取得客观成果提供科学的定量依据。

1 地质统计学与微量元素化学分析相关理论知识简述

1.1 地质统计学

夜上海论坛 地质统计学是20世纪60年代兴起的一门数学地质学科分支，它的出现始于解决矿产普查勘探、矿山开发设计以及矿山开采整个过程中各种储量计算和生产误差估计问题。后来，地质统计学逐渐在油气勘探开发、采矿、水文以及环境科学领域中得到广泛应用。近年来，地质统计学作为一门新兴的科学，在地质领域的发展非常迅速，其应用前景的广泛性和模型计算的实用性受到地质学家的高度重视。

1.2 微量元素化学分析

微量元素化学分析是地球化学的分支学科，主要研究自然物质和自然体系中微量元素的分布规律、存在形式、活动特点、控制因素及其地球化学意义。一般意义上讲，微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti这九种组成99%的地壳和地幔质量之外的80余种元素。当然，这里所指的微量元素是相对而言的，在一个体系中它可能是微量元素，但在另一个体系中却可能是常量元素。

夜上海论坛 1.3 地质统计学在地球化学领域的应用现状

夜上海论坛 近几十年年来，地质统计学对地球化学的相关研究中起到了极大的辅助和推进作用。应用地质统计学相关统计方法能够将大规模原始地球化学数据群体中隐藏的重要信息提炼和挖掘出来，进行分类和解释，继而被广泛地应用在地质找矿、科学研究等各个领域。在地球化学中主量元素、微量元素、稀土配分化学分析等领域的研究中，丰富的地质统计学方法对圈定和评价地球化学异常、提取地球化学找矿信息常常起到决定性的作用。本文则主要研究地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究。

夜上海论坛 2 地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究

2.1 方法讨论

聚类分析是通过某种距离的测算将数据对象的集合分为类似的对象组所形成的若干个类，其中运用到了降维思想，在对样品和指标进行分类，采用物以类聚的原理进行的一种多元统计分析方法。在地质找矿领域，聚类分析是研究元素在成矿活动中地球化学行为相似程度的一种有效方法，一般从数字分类角度进行分析。对于这种方法的运用，我们可以借鉴现有的成果和理论进行分析和应用。R型聚类分析是聚类分析方法的一种，原理是以变量之间的相似程度为基础，将变量分成不同级别的类。R型聚类分析是研究成矿活动中地球化学微量元素行为相似度的一种有效方法。通过对某些矿石或岩样的微量元素数据进行R型聚类分析，可以得出元素组合特征并将其分类，对元素之间的亲疏关系进行判定，进一步为划分矿化阶段、成矿元素迁移和富集的判断以及矿床成因等问题的研究提供判断依据。

2.2 案例研究

通过对高松山矿区内岩矿石样品的微量元素数据进行R型聚类分析后，可以得到图1中显示的分类的结果，即，在相似水平的相关系数等于15时，可以把微量元素分成7个类别，分别是：（1）W、Cu；（2）Sn；（3）Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo；（4）Bi；（5）Hg；（6）Co、Ni、Mn；（7）Zn。这7个类别之间没有显著的相关性，说明矿床成矿具有多期次性和复杂性。从图中还可以看出，Au不仅和Ag有着强相关关系，而且还和As、Sb、Pb相关。而Au元素与Ag之间有非常密切的关系，当γ=2.5时它们聚成了一类，相关性比较强，同时Sb、As、Pb和它们之间都存在相关性，说明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之间具有亲缘关系，预示着伴随着多金属硫化物的形成Au 成矿并且富集。因此，我们可以以Sb、Pb、Ag、As作为矿区找金的近程指示元素。

3 结论

本文采用地质统计学中一类常用方法，R型聚类方法对高松山矿区的铜多金属矿进行了微量元素组合上的分析研究。统计分析结果使我们对高松山金矿床岩矿石微量元素的数据结构的特点有了清楚的认识。各元素组合具有叠加出现的特征，表明矿床成矿具有多期多阶段或成矿物质多来源的特征。分析结果表明Au与Ag、As、Sb、Pb等中低温元素相关非常大，但是和W、Co、Sn、Mn、Ni、Zn等中高温元素之间的相关性较差。

夜上海论坛 地质统计学在地球化学其它领域，比如常量元素分析、稀土元素分析中也有广泛的应用，笔者认为，采用类似的统计方法对不同类数据的分析是进一步拓展地质统计学在地质科学中应用性的前进方向。

参考文献

[1]赵伦山，张本仁.地球化学[M].地质出版社，1988，6.

第2篇

夜上海论坛 关键词：现代有机分析化学；新进展；研究

中图分类号：O657.7 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 16-0104-01

现代有机分析是现代分析化学的主要组成部分，是人类利用科学实验来认识有机世界的手段之一，是一门涵盖有机化学和分析的新兴边缘学科。加上现代科学仪器和新的技术在不断被应用，就使现代有机分析化学的研究范围不在局限于化学领域，而是把物理、计算机、数学、生物等诸多学科融合起来，现在已经逐渐发展成为一门有相当广泛的应用前景的学科。

夜上海论坛 一、在传感器方面的应用

（一）乙酸，俗名醋酸，广泛存在于自然界，它是一种常见的挥发性有机化合物，是烃的重要含氧衍生物，是典型的脂肪酸。乙酸被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。所以经常以食物、化工生产等方式与人接触。现在催化发光气体传感器已经在挥发性有机物的鉴定中被广泛的应用，夏卉等科学家曾经成功合成了铜—锌纳米复合材料，研究了乙酸在其表面的催化发光现象。并且在温度、流苏以及波长等方面进行了优化调试，还对分析特性进行了评估。最终成功构建了领命的乙酸传感方法。

（二）多模式的识别传感器则是利用传感材料的多样性如电、磁、热、光等开发的在多个传感原理上的传感模式，能够为传感器中的传感材料提供丰富的信息，从而达到能够多组同时分析过着区分不同类型分析无的目的。胡静等科学家曾经设计了一款基于紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2：E表面光电压和表面荧光的二维传感器，能偶成功区分20多种挥发性的物质，以及市面销售的5中饮品。这种现行班别分析也成功验证了二维传感器的稳定性和准确性。

夜上海论坛 （三）酚类化合物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物，是芳烃的含羟基衍生物，根据其分子所含的羟基数目可分为一元酚和多元酚。根据其挥发性分挥发性酚和不挥发性酚。自然界中存在的酚类化合物大部分是植物生命活动的结果，植物体内所含的酚称内源性酚，其余称外源性酚。它还是地壳和地下水中一种重要的污染物，所以能够准确的鉴定酚类化合物对于环保有重大的意义。而基于酪氨酸酶的传感器则是一盅较为方便的方法，其中性能稳定的固定酶分子是关键性因素，石墨烯作为一种全新的纳米材料便成了固定酶分子的理想介质。

二、大环化合物的应用

（一）大环化合物的红外光谱分析。环蕃是大环化合物的一种，而二茂铁环蕃有不同的种类，为了使它们可能有模拟酶特性，可以将它们有选择性的进行客体络合，这样就能使生物应用得到更好的发展。目前，西北大学合成了很多种新型的二茂铁双内置环蕃化合物，同时对其中的8种化合物进行了红外吸收特征和晶体结构的分析研究，从中发现了如果二茂铁双内置环蕃上的苯胺环与不同的取代基相连，或者是将取代基连到苯胺环的不同外置，此时的化合物分子结构会发生的变化以及红外吸收的特征，同时还研究出了位阻效应的不同给二茂铁双内酯环带来的结构上的影响。与此同时，对这种大环化合物的红外光谱构效关系也作了研究。

（二）大环化合物的分子识别。无论是在生物、化学、生命科学、医药科学还是药物科学等多种领域，手性识别有着极其重要的作用。当代，对手性识别和分离已经研究出很多方法，例如传感器、色谱、毛细管电泳等等，其中，手性传感器更是被广泛应用，它的主要特点是将传感器适时、快速、简单、在线等诸多优点与手性识别相结合。

环糊精也是大环化合物的一种，它可以有选择的对手性分子进行识别。因为β-环糊精的结构特点是外亲水、内疏水，因此，常被作为超分子主体，同时，又因为它安全无毒，所以常常被用于食品、医疗等领域。中国科学院在金电极上修饰了β-CD，使之成为一个有β-环糊精修饰金电极的电化学的传感器，由于环糊精可以选择性识别手性分子D、L-苯丙氨酸，因此，可以电化学识别手性分子。将纳米金标记在D、L-Phe上，然后让它和修饰电极分别进行手性识别，并分别对其进行银染，可以得出，在金标银染下改修饰电极可以很好的手性识别D、L-Phe。

（三）对大环化合物在室温磷光中的分析。在室温磷光中，γ-环糊精键合滤纸可以测定土壤的样品。首都师范大学研究出了制备γ-环糊精修饰滤纸的最佳条件，同时研究了修饰滤纸与11中化合物的室温磷光相结合所产生的增强效果，所得出的结果显示屈、苯并（a）蒽以及苯并（b）蒽这3种化合物与未修饰的滤纸基质比较在修饰滤纸基质的室温磷光中信号更强。这项研究用于测定土壤的样品效果是非常好的。

夜上海论坛 三、结束语

在众多科学工作者的不断辛勤工作下，使得现代有机分析化学能够飞速发展起来。现代有机化学分析的新技术不断被发明，强力的保证了我们人类的可持续发展，尤其在人们生活、生存、生产等方面都做出了巨大的贡献。当然现代有机化学分析还有很多课题等待人们的研发，但我们要坚信，伴随着科学家们的不断努力开发，现代有机化学分析这一新兴的学科必将迎来属于它的时代。

参考文献：

[1]张华，徐强，刘志广，王静，刘季红.现代分析化学网络开放教学平台的构建[J].化工高等教育，2010，1.

[2]赵卫星，张来新.现代有机分析在中药检测食物分析和手性识别的应用[J].当代化工，2011，12.

夜上海论坛 [3]袁学玲，卢鹏祥.现代有机合成方法和技术的最新进展[J].河南化工，2010，10.

第3篇

关键词 烟草化学分析技术；应用；发展研究

夜上海论坛 中图分类号：TS411 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0005-02

夜上海论坛 烟草学应用基础学科的理论和方法，以烟草和制品为研究对象，从大致上可以分成烟草农学和工程学两个方面。烟草工程所涉及学科范围主要包括烟草化学、烟用香料、烟草机械和信息等。

卷烟在燃吸的过程中，卷烟中的添加剂和烟丝化学成分需要经过蒸馏、裂解、合成、聚合、冷凝等过程。其中裂解是卷烟燃烧过程中的一个主要环节，在裂解的过程中，大部分的烟气也由此而产生。由于烟草的复杂性，在燃吸的过程中，温度分布也具有一定的复杂性。为了能够进一步探索烟草成分以及烟气之间的规律和成因，目前主要对烟草热解建模和燃烧机理进行研究，并由此开拓成重要的研究领域。本文主要对烟叶和烟气的化学成分以及特点进行分析检测，从而对烟草的微观世界进行认识，通过对烟草化学进行分析，从而借助相应的测定数据，为生产部门的产品开发、工艺改进、生产控制以及卷烟安全性的控制提供重要依据。

夜上海论坛 1 烟草的化学成分分析概况

烟草的质量主要包括外观质量、内在质量、化学成分、安全性等方面，因此，在进行烟草的质量评定时，应该要对以上几个方面进行分析。人们在吸烟的过程中，不可避免吸入各种化学成分，并对身体造成一定的影响。

由于烟草化学成分与人们对烟草制品的质量意识存在着密切的关系，因此必须要进行严格的分析，随着时代的发展，各样的分析仪器逐步出现，对烟草的化学成分进行详细分析。目前对烟草化学成分进行分析的主要包括裂解气相色谱法与近红外光谱技术等。下文主要对这两种方法进行分析。

2 测量方法技术概况

2.1 热裂解技术

目前，从已有的卷烟燃烧中的烟气可以判定出烟草具有5000余种的化合物，其中一些化合物对人体有着严重的影响和危害。根据相关试验证明：烟草的温度低于600℃的时候，裂解烟草产物会随着温度的升高而变得越来越复杂，裂解的产物中含有较高的葡萄糖和果糖；当烟草的温度为700℃时，烟草会产生对人体有害的苯系化合物，并随着温度的升高不断明显增加。此外，在不同的试验条件下，通过对烟草进行裂解，从而能够鉴定出不同的化合物。

除了在单体化学成分中进行裂解，目前的研究还对烟草香料进行热裂解分析，从而有助于对烟草的香料筛选。根据相关调查显示，烟草香料通过分析，可以有效分解出70多种产物，如薄荷烯、琥珀酸、薄荷醇等产物。

2.2 近红外光谱分析技术

除了上述的方法之外，近红外光谱分析技术也是重要的检测工具之一，根据相关研究显示，利用红外光谱技术对烟草进行分析，能够有效发现烟草样品的总生物碱，并有效分析出烟草中的15种矿物质，为烟草配方的鉴定工作奠定坚实基础。

3 测试技术

3.1 裂解反应

夜上海论坛 3.1.1 样品进样量以及进样方式

夜上海论坛 在进行进样量的选择时，应该要选取质量适中的样品，这样能让样品进行一瞬间的裂解，当裂解时候，若气味较高的话，可以增加二次反应的可能性。这样容易给质谱离子源造成影响。在进行液体样品取样的时候，应该在石英玻璃管当中加入少量的石英棉，从而能起固定作用。在石英玻璃管的两端中填塞少量石英棉，并装入裂解仪器中进行反应裂解。

夜上海论坛 3.1.2 构建裂解反应环境

裂解反应的环境也是影响实验结果的重要因素，因此必须要构建良好的裂解反应氛围。

夜上海论坛 根据相关调查人员发现，在进行裂解的过程中，随着温度的变化，不同条件下的产物也呈现不同的变化，从而能有效分解出相应动力学条件。因此，必须要对化学反应的环境进行考虑。

3.1.3 裂解方式的选择

根据相关调查发现，不同温度下，选择的裂解方式都应该各不相同。相关研究人员在研究烟碱裂解产物中发现，在不同的温度下进行裂解，在700℃左右的烟碱下进行裂解，烟碱的裂解情况达到80%以上。在进行燃烧的时候，大部分的蒸馏原型通过非裂解释放出来。

夜上海论坛 3.2 近红外光谱常规分析技术

夜上海论坛 关于近红外光谱常规分析技术主要包括漫反射光谱法和透射光谱法两种情况，然而在一般情况下，测试人员通常使用透射光谱法，并通过透射法将固定样品进行分析，如还原糖、水溶性总糖、氮提取物、烟碱提取物、总氮等。

3.2.1 样品的选择方式

本次选用的仪器主要是美国制造的自动进样器和电子天平。试剂和样品主要包括：甲醇、浓硫酸、甲基苯磺酸等。将烟草的样品在45℃的温度下进行烘干和粉碎。

3.2.2 反应环境的选择

将样品放入锥形瓶当中，并储存到室温当中，加上约10 mL左右的正己烷振荡萃取并进行静止分层。事后，对烟草的挥发酸和非挥发酸进行分析测定。

夜上海论坛 3.2.3 分析条件的选择

构建良好的反应环境，具体包括：在常温下进行反应，选择的进样口温度约250℃左右，并持续进行升温，以6℃/分钟的速度，将温度上升至280℃左右，并停留4 min-5 min，对其进行观察。

4 试验的发展研究

在试验的过程中，一些参考文献对于卷烟燃烧过程中的试验条件均参差不一，并不具备统一性和严谨性，导致了最终的调查结果差异性较大，一些试验过程中的检验数据也不具备重复性，彼此之间的数据和试验结果也相差较大，导致实验结果相互矛盾。因此必须要采取合适的试验方法进行研究。

夜上海论坛 4.1 研究能为卷烟配方和降焦减害提供科学指导

传统烟用香料的筛选主要包括两种方法：感观评吸和吸烟机对烟气进行收集后分析。通过这样的分析方法，对香烟的有害物质进行分析和鉴定，从而为香料的使用以及有害物质的降低提供理论依据。

4.2 定性向定量的转变

夜上海论坛 目前对烟草成分的研究主要处于粗放型阶段。对于一些烟草的分析研究并不全面，比如纤维素、半纤维素。胶质、木质素等方面的研究进行测评，从深度上来看，大部分的文献是对样品进行分析鉴定和归类。但对于分解环境、分解时间、加热速率等情况对烟气物质造成影响等方面并没有深入研究。这些随着社会技术的不断进步，将会对烟草进行进一步的研究分析，从而为烟草的制造提供合理的建议。

5 结束语

烟草化学管理和吸烟问题日益受到人们的重视和关注，如何减少对烟草产品的危害，工作人员应该要对烟草等方面进行管理和调查。本文主要介绍了两种不同的化学分析法，为日后的烟草制造提供几点合理的建议。

参考文献

[1]胡群，，王建，魏玉玲，白海俊.6-取代茚满酰异亮氨酸共轭物对烟草挥发性成分及吸味品质的影响[J].烟草科技，2007（06）.

夜上海论坛 [2]郑晓云，王瑞，甘学文，陈晶波.烟叶铜锌超氧化物歧化酶的分离、纯化与性质[J].烟草科技，2007（04）.

夜上海论坛 [3]周骏，吴可，孙岳，丛建波，王长振，常翔，先宏，朱永法.主流卷烟烟气中气相自由基测定方法的改进[J].高等学校化学学报，2007（10）.

[4]庞永强，陈再根，侯宏卫，唐纲岭，高汉华，刘克建，颜丙杭.抽吸方式对卷烟主流烟气烟草特有亚硝胺释放量的影响[J].烟草科技，2009（02）.