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我们在追求越来越低检测限的分析方法时，涉及溶液中（电）化学反应和物理变化的工业生产过程中，一些高浓度物种的快速分析和检测显得非常重要。如在电镀、化学化工、制药、印染等行业，镀槽中、反应釜、管道中、染缸中相关金属（配合物）离子的浓度、反应物/产物的浓度、染料的浓度等往往达到每升几克到几百克之间，有时会更高甚至为纯品。在这些工业过程中，关键化学物种浓度的实时分析测量是确保产品质量、提高生产效率的关键技术和工艺，也是体现生产自动化、智能化水平的重要标志。

采用传统的手工“取样-稀释-分析”三步法对生产过程进行监控，不仅会产生稀释误差，而且分析周期长、成本高，得到的非实时数据信息不利于实现生产的自动化和智能化。为了实现对高浓度物种的直接检测，最近，福州大学化学学院的孙建军教授课题组提出了一种边带差分吸收光谱（SDAS）的方法，将双光束分光光度计的空白参比溶液换成含有被测物种且浓度较高的参比溶液。在常规吸收光谱的边带处（图A），他们发现了一个非常规整的倒峰（图B），且倒峰的峰高与待测浓度的关系完全符合Lambert –Beer定律所描述的线性关系。

（A）低浓度铬酸钾溶液的常规吸收光谱（CAS），铬酸钾浓度为20mg/L~ 400mg/L，参比溶液为水空白，吸收峰在372 nm处所对应的摩尔吸收系数为ε_max = 4.53×10⁴  L/(cm∙mol)。当浓度大于100mg/L时，吸光度与浓度的关系大大偏离线性。（B）高浓度铬酸钾溶液的边带差分吸收光谱（SDAS），样品浓度为50 g/L~250 g/L，参比溶液为300 g/L的铬酸钾溶液，吸收光谱在偏离常规吸收峰（372 nm）右侧的边带处出现一个倒峰（493 nm），倒峰的差分吸光度与铬酸钾溶液的浓度具有很好的线性关系（R² = 0.9937）。倒峰所对应的摩尔吸收系数为ε = 1.8 L/(cm∙mol)。

孙建军教授的研究工作有望对高浓度化学量的实时在线测量和监控、我国工业制造的产业升级换代提供理论及技术支持。相关成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是福州大学的博士研究生赵留创，通讯作者为孙建军教授。

该论文作者为：Liu-Chuang Zhao, Mei-Hong Guo, Xiao-Dong Li, Yu-Ping Huang, Shao-Hua Wu, and Jian-Jun Sun

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Molar Range Detection Based on Sideband Differential Absorption Spectroscopy with a Concentrated Reference

Anal. Chem., 2017, 89, 13429, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b03722

导师介绍

孙建军

http://www.x-mol.com/university/faculty/9518

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