论文题目: 固液界面吸附及火灾物证鉴定中新分析方法的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 分析化学
作者: 杨段玲
导师: 申大忠
关键词: 界面吸附,化学计量学,压电传感器,密度波,等效电路模型,动力学模型,模式识别与判别分析,纵火
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本学位论文由三部分构成:化学计量学方法在界面吸附与混合表面活性剂溶液平衡研究中的应用、压电传感器实时检测蛋白质、表面活性剂的吸附过程以及密度波效应研究、纵火案中物证分析数据的计算机辅助鉴定,具体内容如下:1) 表面活性剂在固/液界面上的吸附在许多工业应用中起重要作用,如洗涤剂、三次采油、表面润湿、乳化剂、腐蚀与防腐、泡沫及其控制、分离过程、矿物浮选等。表面活性剂具有在界面定性吸附的特点,从而显著改变界面的物理化学性质。在实际应用中,通常使用复配表面活性剂而很少应用纯品,因为混合表面活性剂价格便宜,性能更佳。本论文从分析方法的改进为出发点,将化学计量学的数据处理方法引入吸附研究中,找出了文献报道中吸附量重现性较差的原因,利用多元线性回归、Kalman滤波法方法,成功地消除了残留在溶液中的粒子的光散射对光度法测定吸附量的干扰,实现了混合表面活性剂吸附体系中吸附量的同时测定。实际测量了十二烷基苯磺酸钠和Triton X-100在纳米三氧化二铝表面;氯代十六烷基吡啶和Triton X-100在纳米二氧化硅表面上吸附特性.如果不扣除粒子散射的影响,Triton X-100在纳米三氧化二铝表面上的吸附量为负值,变化不定的散射影响可以用化学计量学方法简便、准确的予以消除,展示该方法在吸附研究中的实用性。并结合压电传感器对混合吸附过程进行了检测,获得有关吸附动力学和热力学的参数。2) 阴、阳离子表面活性剂之间存在强烈的相互作用,在溶液中存在较为复杂的平衡关系,本文应用主成分分析方法研究了氯代十六烷基吡啶与十二烷基苯磺酸钠的混合体系,提出了一套数据处理方法,通过解析溶液的光谱数据分析,确定了体系中的组分数、测定了沉淀的Ksp、形成缔合物的平衡常数、溶解度以及不能直接测量的吸收光谱,展示计量学方法萃取有用化学信息的能力。3) 压电传感器是一种高灵敏的质量型化学传感器,它在液相中振荡时其响应参数也受溶液性质的影响,测试池的设计是压电传感器实验中一个重要的方面。本文首次报道一种由液体密度变化引起的纵波效应,用山东大学博士学位论文阻抗分析法详细研究了这种密度波对压电石英晶体响应值的影响,发现传感器响应值的精细结构,在对密度波全面考察的基础上,提出了一个等效电路模型拟合传感.器的响应特性,推导出在密度波存在时传感器的响应关系式,对等效电路参数之间存在的相位差、密度波中出现二次谐波和三次谐波进行了理论分析。此外还观测到一个目前还难以解释的奇异阻抗频谱曲线,在阻抗频谱曲线中观察到位置随密度周期性变化的小肩峰。作为潜在误差源的密度波,如果没有得到有效消除,传感器会产生预料不到的响应,造成实验假相。在改进型的检测池设计中得到了有效的消除,改善了液相中压电石英晶体的响应稳定性。 4)蛋白质吸附特性研究对基础理论与实际应用具有重要的意义。本文利用液隔电极式压电传感器实时监测了纤维蛋白原在石英表面的非特异性吸附,提出一个包括吸附、脱附和从可逆吸附向不可逆吸附转化的动力学模型,并推出一套叠代算法求解较为复杂的动力学方程,得出纤维蛋白原在石英表面吸附过程中的吸附速率常数、脱附速率常数和转化速率常数分别是、。==(5.03士0.92)xlo3 mol一l.L.s一1,无d二(6.76士0.76)xlo一35一’和无r=(5.32土0.21)x 10一45一’。并对本模型与Langumir吸附模型之间的联系和区别进行了讨论。 5)纵火是一种人为的故意用火来毁坏财产的行为,通常用助燃剂来增加燃烧的速度和强度,分析工作者的挑战之一是检验从火灾现场搜集到的物证,达到能够准确区分或低或高浓度的助燃剂。因此,在嫌疑纵火案中,确定是否含有助燃油,如果含有助燃油,对其种类进行判别和区分,甚至更细致的区分其来源,在认定纵火案及犯罪嫌疑人中是非常有意义的,对侦破案件的极大的证明作用。本文应用统计方法中的聚类分析和判别分析对大量样品的色谱数据进行了分类、判别,对不完全燃烧的汽油、柴油样品能够准确区分:对未燃烧的样品可以进行来源分析,取得良好的实用效果,增加了纵火案中助燃油的证据价值,为纵火案的侦破提供有力的证据。关键词:界面吸附,化学计量学,压电传感器、密度波、等效电路模型、动力学模型、模式识别与判别分析、纵火。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章绪论
1.1界面吸附现象
1.2化学计量学概述
1.3压电传感器及其研究进展
1.4火灾原因物证鉴定
1.5本论文研究内容
参考文献
第二章多元线性回归法同时测定混合表面活性剂吸附量
2.1引言
2.2实验部分
2.3结果与讨论
2.3.1光散射对测定平衡浓度的影响
2.3.2MLR法简述
2.3.3SDBS和TX-100的混合体系的吸附特性
2.3.4在表面活性剂溶液中残余三氧化二铝粒子的光散射
2.4结论
参考文献
第三章Kalman滤波滤波法与压电传感器法测定混合表面活性剂吸附特性
3.1引言
3.2实验部分
3.3结果与讨论
3.3.1石英晶体微天平监测混合表面活性剂的吸附过程
3.3.2光散射对测定平衡浓度的影响
3.3.3离心分离法减小光散射
3.3.4Kalman滤波法原理简介
3.3.5CPC和TX-100的混合体系的吸附特性
3.3.6在表面活性剂溶液中残余二氧化硅粒子的光散射
3.4结论
参考文献
第四章应用主成分分析法研究阴、阳离子表面活性剂混合体系
4.1前言
4.2试验部分
4.3结果与讨论
4.3.1表面活性剂及其混合溶液的紫外光谱
4.3.2主成分分析
4.3.3阴、阳离子表面活性剂混合溶液中的组分数
4.3.4阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的反应平衡
4.3.5缔合物CP-DBS的散射光谱
4.3.6生成缔合物CPC-SDBS的溶度积常数
4.3.7反应平衡常数
4.4结论
参考文献
第五章压电传感器中的密度波及其影响研究
5.1前言
5.2实验部分
5.3结果与讨论
5.3.1直立型压电石英晶体检测池的温度稳定性
5.3.2在密度波存在下压电石英晶体的阻抗参数
5.3.3纵波存在下压电石英晶体的等效电路模型
5.3.4密度波的频谱特性
5.3.5反射条件对密度波强度的影响
5.4结论
参考文献
第六章压电传感器实时监测纤维蛋白原在石英表面的吸附
6.1引言
6.2实验部分
6.3结果和讨论
6.3.1染料吸附法校正石英晶体的表面粗糙度的影响
6.3.2纤维蛋白原在石英表面上的吸附
6.3.3纤维蛋白原在石英表面上的吸附等温线
6.3.4吸附动力学模型
6.3.5吸附量与吸附时间的关系
6.3.6饱和吸附量
6.3.7吸附动力学参数估计
6.3.8吸附和解析过程的模拟
6.4结论
参考文献
第七章SPSS法鉴别纵火案中的助燃油
7.1引言
7.2SPSS中聚类分析和判别分析的原理
7.3实验部分
7.4结果与讨论
7.4.1各条件下的助燃油的色谱图
7.4.2SPSS的分析结果
7.4.3小结
7.5案例应用
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
发布时间: 2005-06-14
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