主题：【第六届原创】红外光谱检索入门——跟我学KnowItAll

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下面，进入提高班的部分。小明，你不感兴趣的话，可以回家吃饭了。。。

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如果待检索的光谱是混合物的红外光谱，那么情况就会麻烦一些。很多同学以前碰到这种情况，可能就直接退缩了。但是，到了zwyu老师这儿，“耐克+李宁”，总会捣鼓出一些办法的。今天，zwyu老师就教给同学们三种方法来处理这种混合物检索的情况。

混合物光谱检索第一招：光谱差减

光谱差减，或者说“差谱”，是红外光谱数据处理中比较古老、常见的一种手段了。简单来讲，就是你测到的光谱可能是“A+B”的，你又刚刚好知道其中肯定有A的光谱，如果你想看看有没有B的存在，那就可以用“A+B”-“A”。这就是“差谱”处理的含义。具体到谱图上，类似下图（上面是A，下面是A+B）：


图25

只需点击图25红圈中的图标，就会弹出“光谱差减”窗口（记得点“预览”呦）。通过调整“差减因子”的大小，来实时观察差减效果，以差谱特定区域（对应A的吸收峰位置）尽量变平为宜。


图26

觉得扣的差不多的时候，就一键转到SearchIt（其实一开始就可以在“SearchIt”里去差减，不过zwyu老师习惯在“RefineIt IR”中做数据处理罢了），会弹出让你选择导入哪张光谱的提示，当然是导入差减后的光谱了。


图27

之后的操作就和普通的光谱检索一样了，对刚才的差谱进行检索的结果如下，和预期的结果非常吻合：


图28

混合物光谱检索第二招：限定范围

有的时候，前面的“光谱差减”会出现差减效果不好的情况，特别是你的光谱本身做的不好，质量较差的时候，很难差减干净。所以啊，按照zwyu老师一贯的“随性风格”，根本不用差减，直接“限定范围”好了。可以根据A、B两种物质出峰区域不同的情况，采取指定光谱检索的“排除范围”或“包含范围”，让检索只在B的区域（或B的某一些特征峰区）内进行即可，如图：


图29

上面是直接在谱图上下的“范围栏”内拖动实现的，你也可以“手动编辑光谱区域”（上图红圈），这样可以精确的设定数值，更关键的是，可以把这些区域保存下来，下次直接调用就好了。（这个地方你也可以用来排除红外光谱中常见的讨厌的CO2和水峰）


图30

限定好范围之后，下面就是老套路了，直接检索之。怎么样，这个方法是不是很简单？


图31

混合物光谱检索第三招：Mixture Analysis

下面，让我们进入提高班课程中最神奇的部分——“Mixture Analysis”（混合物分析）。KnowItAll软件有专门应对混合物光谱分析的模块：Mixture Analysis（从下图左侧红圈进入）。利用这个工具，可以对混合物光谱进行直接检索，软件会自动给出全部可能的组分，你不需要事先告诉它里面有A、有B、有C。。。你唯一需要做的，只是告诉它一个数字，“最多有几种组分”（2~4之间，组分越多，会检索的越慢），如下图：


图32

混合物直接检索的结果：


图33

这个地方，软件会自动把它认为最可能的几种组分放到一块，并拼出一张数学上的“模拟光谱”。这个模拟光谱与你的待检索光谱越像（即两者相减的“残存光谱”越平），软件就认为这种组合越接近最优结果。并且，与普通光谱检索类似，它会根据“匹配指数”从高到低的顺序，给出前50或100种可能的组合。


图34

当然，这里需要明确一点的是，软件自动给出的每种组分的“权重”系数，只是一种数学上的“定性”计算系数，并不意味着你的混合物光谱中每种组分所占的实际分量，也就是不能拿来直接“定量”。这是因为，谱库中的每张标准光谱都经过了“归一化”处理，抹去了对应物质的摩尔吸收系数的差异。另外，由于红外方法本身特点的限制，每种组分的含量应在20%以上，才会得到预期的满意结果。

上面是含2种组分混合物的例子，我们再来看一个含3种组分的混合物光谱直接检索的例子：


图35


图36

怎么样？神奇吧！用人工方法一般都拟合不到这么好的。

好了，KnowItAll软件和红外光谱检索博大精深，zwyu老师课堂上只能是点到为止了。希望感兴趣的同学们在课下按照秘籍，自行苦练，早日成功！

“师傅领进门，修行在个人”，zwyu老师的老师是这么说的。与诸君共勉！

下课。

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  点名，点名啦！请听完讲座的同学跟帖签到！胆敢翘课的小明，嘿嘿，乃准备颤抖吧！

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