基于红外波谱技术的罗布麻纤维成分分析与鉴别

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:javajava2010
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脱胶是罗布麻韧皮纤维加工的首要环节,测定纤维胶质成分是评价脱胶工艺的关键。果胶、木质素和半纤维素是细胞内层组织结构,难以去除,是微生物脱胶中的重点研究对象。麻纤维胶质成分传统检测方法周期长,操作繁琐,使用大量化学试剂,污染环境。因此有必要建立一种快速、简便、绿色的麻纤维成分测定方法。另外,随着麻纤维精加工技术的发展,如何实现高价值纤维的高效鉴别,也是麻纤维推广应用面临的重要问题。本文以作为我国特色稀有植物资源的罗布麻纤维为研究对象,用红外光谱技术进行罗布麻纤维成分的检测、分析与识别,在数据采集、数据处理、数值模拟等基础上,构建麻纤维红外光谱快速评价技术,实现对罗布麻脱胶效果的快速评价与对罗布麻纤维的精准鉴别。运用近红外光谱技术进行罗布麻纤维胶质含量的高通量检测,构建罗布麻纤维脱胶效果快速评价技术。采用传统化学脱胶、生物脱胶和碱氧一浴脱胶制备了83个罗布麻纤维脱胶程度不同的样品。依据传统化学检测方法分别测定了83个罗布麻纤维中果胶、半纤维素和木质素的含量。采用近红外漫反射模式采集83个样品的近红外光谱,针对原始光谱信号弱、噪音等问题,对其进行光谱预处理,采用标准化、平滑和导数矫正单一或组合的方式对原始光谱进行降噪,运用偏最小二乘回归法对每种预处理数据分别建立罗布麻纤维中果胶、半纤维素和木质素含量的模型,选出最优的预测模型,分别用所建模型预测验证集各成分的含量。研究表明:测定罗布麻纤维中果胶、半纤维素和木质素含量的验证集相关系数是0.9293、0.8869和0.9002;配对t检验检测,三种胶质成分的p值均大于0.05,表明近红外光谱技术对罗布麻纤维中果胶、半纤维素和木质素含量的高通量检测是可行的。利用中红外光谱的一维光谱和二阶导数,进行罗布麻纤维鉴别研究。根据四类纤维特征峰的峰强、峰位、峰形的差异进行分析。研究表明,在一维红外光谱中,罗布麻纤维在1717、1522、1457、和721 cm-14个特征峰处可与苎麻、大麻、亚麻区分,实现了罗布麻纤维的一级鉴定;二阶导数光谱进一步分析,罗布麻和绿杆大麻纤维均在2915、2848、1473、1463、730和718 cm-1出现特征峰,且罗布麻纤维峰强最大,其他三种麻纤维几乎未出现特征峰,实现罗布麻纤维的二级鉴定。
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