七种酸枝类木材的红外光谱与二维相关红外光谱研究

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红木家具是我国的瑰宝,随着红木资源减少和人们生活水平的提高,更加受到人们的青睐。红木不同的颜色、气味、结构、材质是红木不同木材成分和构造的外观表现,红木木材特别是抽提物中含有一些不同于普通木材的特殊物质。酸枝木包括8种黑酸枝与7种红酸枝木材,是红木中非常重要的两类,酸枝木密度较大、结构细腻,具有独特的酸香气和较深的颜色。了解酸枝木材的化学性质,正确认识和识别酸枝木材,对酸枝木材的利用具有重要的现实意义。本论文主要借助红外光谱技术对市场上常见的7种酸枝木材进行分析,并在此基础上研究了两组市场上常见的易混淆红木,如:用卢氏黑黄檀与檀香紫檀,交趾黄檀与微凹黄檀、巴里黄檀和奥氏黄檀。对于以上研究内容,本研究得到的结果如下:(1)本论文首先对7种酸枝木材的抽提物、主要化学成分及灰分的含量与红外光谱进行了对比分析,研究发现黑酸枝木材的抽提物含量较红酸枝木材高,而红酸枝木材综纤维素的含量比黑酸枝木材高,且与红外光谱分析结果相吻合。经红外光谱分析发现这七种酸枝木材中,巴里黄檀、奥氏黄檀、刀状黑黄檀及东非黑黄檀木粉均在1619cm-1,1317cm-1,781cm-1附近存在三个草酸钙的特征峰,表明这四种酸枝木材可能含有草酸钙这种物质,接着对酸枝木材灰分的红外光谱分析发现灰分中含有碳酸钙。接着借助二维相关红外光谱法对这七种酸枝木材及其苯醇和热水抽提物进行了研究,发现其木材的二维相关红外光谱差异较小,但是其抽提物的二维相关红外光谱却存在较大的差异。(2)对交趾黄檀(Dalbergia cochinchinensis)及其常见伪冒树种的红外光谱研究发现:微凹黄檀(Dalbergia retusa)在738cm-1存在一个交趾黄檀没有的吸收峰,且这个吸收峰出现在其苯醇抽提物上,而未出现在其热水抽提物的红外光谱上。交趾黄檀在755cm-1和700cm-1存在两个巴里黄檀(Dalbergia bariensis)和奥氏黄檀(Dalbergia oliveri)没有的吸收峰,且这两个吸收峰属于交趾黄檀的抽提物,说明交趾黄檀的抽提物与巴里黄檀和奥氏黄檀存在较大的差异。另外,巴里黄檀和奥氏黄檀均在1619cm-1,1318cm-1,782cm-1存在三个草酸钙的特征吸收峰,而交趾黄檀在这三个波数处没有吸收峰,可以据此推测交趾黄檀不含此物质,而巴里黄檀与奥氏黄檀含有草酸钙。且此结论得到了显微鉴定的验证。最后,交趾黄檀在819cm-1存在一个十分微弱的肩峰,经进一步研究发现此吸收峰同时出现在交趾黄檀苯醇与热水抽提物的红外光谱上,但另外三个树种在此波数处没有吸收峰。这也是其抽提物的红外光谱一处较特征的差异。上述相似树种的红外光谱差异可以为其鉴别提供一些参照。此外,这四种酸枝木材苯醇抽提物的二维相关红外光谱也存在较大的差异,表明其抽提物对温度微扰的响应不同,进一步说明了这四种红酸枝木材苯醇抽提物的化学组成差异较大。(3)与卢氏黑黄檀(Dalbergia louvelii)相比,檀香紫檀(Pterocarpus santalinus)的综纤维素含量较高,在红外光谱上表现为其在1735cm-1,1158cm-1,1055cm-1,1034cm-1和896cm-1吸收峰的强度均比卢氏黑黄檀强;卢氏黑黄檀抽提物的含量比檀香紫檀高,在红外光谱上表现为其在1509cm-1,1456cm-1和1200cm-1吸收峰的强度均比檀香紫檀相应波数处吸收峰的强度强;此外,卢氏黑黄檀在848cm-1与700cm-1存在两个檀香紫檀没有的吸收峰,且经大量实验验证表明这两个吸收峰处的差异是檀香紫檀与卢氏黑黄檀稳定的差异,可以为二者的鉴别提供有力参考。再者,这两种木材的二维相关也存在较大的差异。
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