化学计量学在光度法多组分同时测定中的应用

论文摘要

本论文运用化学计量学方法结合光度法对多组分混合染料在模拟条件下的测定。多组分混合染料样品为活性红195、活性橙122、活性黄145按照三因素三水平正交表设计,三组分的最大吸收波长分别为540nm,490nm,417nm在360nm～600nm即可见光谱部分光谱重叠严重,由于染料本身即是混合物,因此按照传统先分离再测定的思路一方面分离难度较大,另一方面分离成本过高。而本文首先对光谱测定所得数据进行优化采集,通过计算光谱数据间相关系数,相关系数过大（接近1.0）则认为其反映信息重复,过小（接近0.0）则认为其反映信息可以忽略。然后经过排序得出选用的波长点。然后运用K-矩阵法、主成分回归法、神经网络法对从分光光度法优化采集得到的数据进行处理。在对两个模拟样品的测定和浓度预测中K-矩阵法的活性红195、活性橙122、活性黄145三组分各自平均误差分别为6.2%,0.49%,9.2%;主成分回归法活性红195、活性橙122、活性黄145三组分各自平均误差分别为6.2%,2.6%,25%;神经网络法活性红195、活性橙122、活性黄145三组分各自平均误差分别为3.4%,2.4%,2.7%。在测定条件选择方面,充分考虑了pH值、水的硬度、表面活性剂等因素的影响。pH值在8.5～12.5范围内考察其对测定的影响,实验结果显示对于本文所选的三组分样品在pH值为10左右时最为稳定,且对测定不构成影响。按照极硬、略硬、软水的标准设计实验考察水的硬度对测定的影响,实验结果显示没有影响。表面活性剂选择生产中较为常用的助剂OP及十二烷基苯璜酸钠,考察助剂对测定的影响。实验结果显示对于测定误差的影响在1%以下,在光度法的允许范围之内。在建立起方法之后,本文将其运用在改性粉煤灰对混合印染废水的吸附中的脱色率的测定中。通过实验选择出了较优的改性方法,并确定了吸附的较佳时间、粉煤灰的投加量、吸附温度等重要的影响因素。在模拟混合染料废水样品中三组分各自的浓度分别为3mg/L的条件下,实验证明Ca（OH）2/粉煤灰最佳值为1:9.0,最佳改性温度为500℃,粉煤灰最佳投加量为3.0g,脱色时间为30mins。根据本文所建立的方法,运用分光光度法测出吸附前后模拟混合染料废水的吸光度,然后,运用神经网络法对结果进行处理和预测。可得出混合染料中各组分的浓度,再将各组分的浓度代入脱色率计算公式中即可求出脱色率。从运用此方法得出的结果中可以看出吸附剂对于混合染料废水中各组分的吸附情况,这对于废水处理中吸附剂的选择,以及操作单元工艺的改良都具有积极意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 化学计量学概述
• 1.1 化学计量学的产生和发展
• 1.2 化学计量学在分析化学中的应用进展
• 1.2.1 化学定量构效关系的应用
• 1.2.2 模式识别法的应用
• 1.2.3 人工神经网络的应用
• 1.3 多元校正分析法的应用
• 1.3.1 无机离子的测定
• 1.3.2 有机电分析化学中的应用
• 1.3.3 电位滴定分析
• 1.4 化学计量学在我国的发展
• 1.5 多元校正方法的选择
• 1.5.1 多元线性回归
• 1.5.2 主成份回归
• 1.5.3 偏最小二乘法
• 1.5.4 人工神经网络
• 1.5.5 卡尔曼滤波技术
• 1.5.6 因子分析法
• 1.6 研究内容及其意义
• 第二章 多组分测定方法及条件的确定
• 2.1 实验方法
• 2.2 实验试剂与仪器
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 溶液的配制
• 2.3 实验条件的影响
• 2.3.1 各纯染料吸收光谱和混合液吸收光谱
• 2.3.2 pH 值对各染料的影响
• 2.3.3 水的硬度对混合染料测定的影响
• 2.3.4 表面活性剂及其浓度对混合染料测定的影响
• 2.4 加和性
• 2.5 线性范围
• 2.6 本章小结
• 第三章 混合染料测定及数据处理
• 3.1 混合染料的测定
• 3.2 波长点的选择
• 3.3 数据处理方法选择及比较
• 3.3.1 K－矩阵法
• 3.3.2 主成分回归法
• 3.3.3 神经网络法
• 3.4 本章小结
• 第四章 化学计量学方法在印染废水处理中的应用
• 4.1 印染废水特点及常用处理方法
• 4.2 常见粉煤灰的改性方法
• 4.2.1 粉煤灰的酸改性
• 4.2.2 粉煤灰的碱改性
• 4.2.3 粉煤灰的盐改性
• 4.3 本文选用粉煤灰改性方法及较佳吸附条件
• 2 和粉煤灰配比'>4.3.1 较佳的Ca（OH）₂和粉煤灰配比
• 4.3.2 较佳改性温度
• 4.3.3 加灰量对脱色率的影响
• 4.3.4 吸附时间对脱色率的影响
• 4.4 本文选用粉煤灰改性方法及最佳吸附条件
• 4.4.1 脱色率计算公式
• 4.4.2 脱色率计算结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文