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物理学与电子学的迅猛发展,特别是计算机技术的日新月异,给分析化学带来了前所未有的
机遇。很多原有的分析仪器的性能得到了强化和改善,同时还有各种各样的新型分析测试装置不
断涌现;但是,分析化学也面临着前所未有的挑战,在科学研究和生产过程中,人们迫切需要更
多、更新和更全面的信息,这就要求分析化学工作者发展更好的分析测试与处理的方法,从而在
原始量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。
在减秩因子分析法(RAFA)和约束背景双线性分解法(CBBL)的基础上,本文引入了优化分析
物波谱(这里为动力学谱)的新思路,提出了残差优化—减秩法(ORSD-RA),并将其应用于动力学
谱—光谱两维数据的处理,从而可以简单快捷地解决复杂化学反应中各组分的动力学过程及中间
体的吸收光谱的问题。本文对两步一级连串反应模型进行了研究,以第一步速率常数为优化对象,
结合反应物的纯光谱,使原始量测数据消去反应物的信息而减秩。背景矩阵经双线性分解后的
RSD作为优化的目标函数。在实际应用的过程中,由于各组分动力学函数之间的相关关系,利用
该方法求解,可以获得两个最优解,分别对应于反应的两步速率常数。在获得反应动力学参数的
前提下,利用最小二乘回归法即可解出包括中间体在内的各组分的吸收光谱。本文还针对反应体
系中各组分不同的吸光情况进行了讨论,结果表明,该方法同样适用于中间体或最终产物无吸收
的体系。本文使用该方法分别处理了模拟实验、苯酚电解降解和邻苯二甲酸二甲酯水解的两维数
据:对模拟实验的解析结果与实际情况完全符合;苯酚降解过程中,存在一种表观中间体,降解
过程符合一级连串反应模型;邻苯二甲酸二甲酯的水解过程中,在氢氧化钠大大过量的前提下,
水解反应也符合一级连串反应模型。
关键词:ORSD-RA,动力学谱—光谱两维数据,连串反应,苯酚降解,邻苯二甲酸二甲酯水解