紫外可见光谱技术及其在实际造纸工业中的应用.doc

紫外—可见光谱分析技术及其在实际造纸工业中的应用摘要：本文在简要介绍紫外—可见光谱分析技术的定义、特点、应用范围、原理的基础上,重点介绍了紫外—可见光谱分析技术在造纸工业中的应用。色谱分析具有高效、灵敏的特点。进而讨论了紫外—可见光谱在制浆造纸中的发展趋向。关键字：紫外—可见光谱造纸前言通过研究溶液中物质的分子或离子对紫外可见光谱的吸收情况，对物质进行定性、定量和结构分析的分析方法，称为紫外—可见分光光度法（Ultravioletandvisiblespectrophotometry缩写为UV—VIS）。就仪器分析范畴而言，与各种近代分析方法相比较，紫外与可见分光光度法算是一种较为传统的方法。但它能发展至今而且在整个分析化学领域仍占有重要位置，究其原因，这与它本身具有许多特点是分不开的。1紫外与可见分光光度法的主要特点：1.1测量范围广当物质的含量为常量(1—50％)、微量(1—10-3％)、痕量(10-4—10-5％)时，采用紫外与可见分光光度法可直接或间接测定。如采用预先浓缩或其他方法，甚至可测定含量为10-6—10-9％的物质。该法多用于微量和痕量组分的测定，其灵敏度和准确度可与近代仪器分析方法相媲美。1.2应用范围广在定量分析方面，紫外—可见分光光度法是应用范围极为广泛的重要工具。在无机化合物方面，几乎元素周期表中所有金属元素均能进行测定。亦能分析测定象氮、硼、硅、砷、氧、硫、硒、氟、氯等非金属元素。紫外—可见分光光度法也能定量测定大部分有机化合物。例如，某些醛、醇、酮、胺(脂肪族或芳香族)、酚、芳烃、羧酸、腈、卤代烃、醌、烯、酰胺、异氰酸脂、硝基化合物、芳基横酸、磺胺、二硫化物、亚甲醚、吡啶及其取代物、糠醛及其取代物、吲哚及其取代物、氮基酸、蛋白质等。在定性鉴定方面，对于许多有机化合物而言，紫外—可见分光光度法可作为红外光谱、核磁共振光谱等定性技术的一种重要辅助工具。由此可见，紫外—可见分光光度法的应用范围是极为广泛。1.3操作较简便、快速，且仪器成本相对较低，易于普及推广自二十世纪五十年代开始至今，由于有机试剂和络合物化学的迅速发展以及仪器的不断改进，使紫外与可见分光光度法的面貌也随着为之一新。据有关资料统计，在六十年代初，分光光度法在整个分析方法中所占的比重约为45％。此后，虽然在其他近代仪器分析的方法的发展下使其有所下降，但近七年来分光光度法所占的比重仍稳定在30％左右。1978年美国“分析化学”杂志发表有关读者统计结果表明，使用不同分折方法人数所占百分比以分光光皮法和气相色谱法最高，均占被统计的读者人数的64％。由此可见，分光光度法并未失去其重要地位。2紫外—可见光谱可测量范围[[]石淑兰、何福望.制浆造纸分析与检测[M].中国轻工业出版社，2009年]2.1对于原料和纸浆中木素的含量紫外光谱法对共轭体系的分析有它的独到之处，其突出特点是对芳香族化合物的全面分析。以苯丙烷基为基本单元的木素，在紫外光谱区波长280nm和205nm出现两个特征吸收峰。这两个木素的紫外特征吸收峰被用作对木素进行定性和定量分析的依据。当采用紫外光谱法对进行木素定量分析时，通常采用排除糖类的方法对测定的干扰。紫外光谱应用于木素定量测定的代表性测定项目有：紫外法测定原料和纸浆中蒜蓉木素的含量、紫外溴乙酰法测定原料和纸浆中木素含量等。2.2测定纸浆中乙烯糖醛酸含量植物纤维原料的半纤维素主要以聚4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖占很大比例。在硫酸盐法蒸煮过程中，该聚木糖的侧链基团4-O-甲基葡萄糖醛酸受到高温强碱的作用，通过β—甲醇消除反应，在六元环上形成双键，转变为4-脱氧-β-左旋-对-己烯-4-糖醛酸，简称己烯糖醛酸（Hexenuronicacid简称HuA）。选择性酸水解法（HUT法）是利用乙烯糖醛酸在弱酸性条件下发生选择性水解的特性，采用紫外分光光度法对水解生成的主要产物2-糠醛和5-羧酸-2-糠醛进行定量分析测定。2.3分光光度法测量原料和纸浆中戊聚糖含量在造纸原料和纸浆和化学组成中，戊聚糖是其中重要成分之一。由于原料种类和浆种得不同，与之对应的戊聚糖含量也不同，因此对纸浆的物理和化学性质也有重要影响，测定戊聚糖含量具有极其重要的意义。采用分光光度法测定糠醛含量，需加入显色剂，使糠醛显色。显色的糠醛溶液在可见光区对一定波长(630nm)的光产生强的吸收，其吸光度与溶液的浓度成正比。依据朗伯—比耳定律：A=logI0/I=K·ρ·σ式中：A——试样测定的吸光度σ——石英比色皿的厚度，cm(通常σ＝1cm)ρ——溶液浓度，g／LK——吸光系数，L/（g·cm）I0——入射光强度，cdI——透射光强度，cd2.4纸浆、纸和值班中铁、铜和锰含量的测定金属离子(Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等)的存在，对纸浆、纸和纸板的性能会产生很大影