拉曼光谱仪在过程监测中的应用

发布时间:2021-10-27 21:42:30

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20 0 8年 第 5期  第3 5卷 总第 1 1 8 期 

w ww . c m .om  gd he c

拉曼光谱仪在过程监测 中的应用 
黎 国梁 ,宋光均 ,姚 志湘 ,蹇华丽 
( .广 西大 学 化 学化工 学 院 ,广 西 南 宁 5 00 ;2 1 3 04 .华南理 工大 学 后勤产 业集 团 ,广东 广 州 504 ; 160  3 .广西 工学 院 生物与化 学工程 系 ,广西 柳 州 5 50 ;4 4 06 .华南农 业大 学 食 品学 院 ,广东 广 州 504 ) 16 2 

[ 要】 摘 基于 c o阵列探测器微小型光谱仪已普遍用于工业过程监测, c 与光纤传导和激光技术结合构成在线拉曼  光谱测量系统, 以其检测速度快和无损伤性等优点取代了传统的实验室测量方法。 文
的应用实例 。  

P ca O ts  ̄O en p c公司的Q 60o  i E  o一
…  

型光纤光谱仪为例,详细介绍了其特点以及拉曼光谱仪在生化反应工程、石油化工、制药工程和食品生产工业等领域 
[ 关键词] 光谱仪 ;光纤探针 ;过程监 测;工业应 用 拉曼  

Appl a i nso   a a   i to   f c R m n Spe t o e e  n Pr c s   o ie i   c r m t r i   o e sM n t r ng

L G o ag, og un u 2Y o h i g,i  u l i u ln S n  a自 n, a  i a 。J n a    i G Z xn aH i
(. ol e f h mi r n   hmi l n ier g G ag i ies yNa nn  3 0 4  1 C l g     e s ya dC e c   gn e n , u n x  vri , n ig5 0 0 ; e oC t aE i Un t
2. TheGr u     g si n usr , ut   i aUni e st   fTe h ol y Gu n z o   0 4     o p ofLo itcI d t So h Ch n   y v r iy o   c n og , a g h u 51 6 0;   3 De rme to   o o i a  e c l g n e i g, a g   i e st   fTe h ol g , u h u 5 00   . pa t n   fBi l g c l Ch mia  En i e rn Gu n xi Un v riy o   c n o y Li z o   45 6;

4 C l g  f o dS in e S uhC ia r utrl nvri , u n z o   16 2 C ia . ol eo  o  c c , o t  hn   i l a U ies y G a g h u5  4 , h ) e F e Ag c u   t   0 n  
Ab t a t T e s e t m ee   a e   n CCD  ra   a   e n u e     d s il r c s  o i r g wi ey Owig t   sa v n a e   f sr c : h  p c r o tr sdo   b a r y h sb e   s d i i u t a  o e sm n t i   d l . n n r p on n  o i   d a t g so   t r p d d t ci g s e d a d n n d sr ci n d tc in t e p o e sRa n s e t s o y s se c mb n d wi   b ro tc  o   o d ci g a i  e e t   p e   n   o — e t t   ee t , h   r c s  ma  p cr c p   y tm  o i e   t f e  p i sf rc n u t   n u o o o hi n

adl e tcn lg  r auigrpae  e rdt n l aue n    b T e br pia se o tr 6 0 0ta po u e y n   sreh o yf   sr   l dt   aio a mesrme tnl . h  e  t lp t me   50   t rd cdb  a   o o me n e c ht i   i a i f o c  r e QE h 
Oc a   t sc mp n   sac s  n p i t I   a t a d a p ia in     d s y we e i t d c d i  ea l u h a  i c e ia e ci n  e n Op i   o a y wa     a e i  o n . t t i   n   p l t si i u t   r n r u e   d t i s c   s o h m c l a to , c sr s c o n n r o n   b r p t c e c l n u t , h r c u ia  d s y a d f o   d sr . er h mia  d sr p a ma e t ln u t  n  o d i u t   o i y c i r n y

Ke wo d : ma  p cr me e ; f e  p i a  r b ; p o e smo i r i g;a p ia i ni   d sr   y r s Ra n s e to t r i ro t l o e b c p r c s  n t en o p l t   i ut c o nn y

工业各部 门都面临不断改进产品质量 的要求 , 特别在流程 
工 业 的过 程 控 制 中 , 统 的在 线测 量 与 控 制 的变 量 往 往 仅 限 于  传

间 内未能成为实用性 的工具 。6 年代激光 问世后 ,拉曼光谱  0
仪开始成为一种商业化仪器 。 通过拉曼光谱 可检测 出物质 的结  构成分及其相关的性质 。  
目前 , 曼 光 谱 仪 已走 出了 实 验 室研 究 ,在 材 料 加 工 、化  拉

温度、 压力和流量等 , 对过程中化 学成 分和许多物性变量仍不 
能 进 行 有效 的连 续 测 量 , 些 却 是 表征 生 产状 况 重 要 的 , 至  这 甚

是决定性 的指标参数 ,因而严重影响了成品的质量和 产率 。  

工、石油、高分子、生化反应工程等领域的过程实时检测和控  制 中,发挥着重要作用。  

l2 年 印度物理 学家 R m n  8 9 a a 发现拉曼散射 效应 后,由于 
散射 光强度弱 以及激发光源能量低等 困难 , 在相 当长 的一段 时 

【 收稿 日期】 20 —1 8 0 80 —   0 【 目基金】广 西教 育厅 科研 项 目( 教科 研[0 62 项 桂 2 0 ]6:18 4 ,桂 教科 研 [073 2 00MS 6) 20 14: 07 8 0 7   【 简介】黎 国梁 (9 1) ,广 西贺州 人 ,硕 士研 究 生 ,主 要研 究方 向为 过程 系统 的在线 监测 。 作者 18一,男  

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1拉曼光谱 的原理 
拉曼 光谱是 单色光束 入射光 的光子与 分子发 生非弹性 散 
射 的结果 。 非弹性碰撞过程 中 , 在 光子 与分子之 间发 生能量 交  换, 光子不仅改变运动 方向 , 同时光子 的一部分能量传递给 分  子, 或分子的振动和转动能量传递 给光子 , 从而改变 了光子 的  频率 ,这种散射过 程称 为拉曼散射…。拉曼谱 线的数 目,位移 

3 用 于过 程监测的拉曼光谱仪的特点 
拉曼 光谱仪 一般包括单色光激光光源 , 激光 引入光路元件  ( 包含消除瑞利散射 的滤光器) ,采样 系统 ,信号光路( 将拉曼散 

射信号引向光谱仪)光谱仪, , 探测器和计算机控制部分和软件。  
传统 的离线光谱 分析技 术是光谱仪为 中心来解决 问题 , 而 
在线 光谱 分析技 术则 完全 转变为 以被测样 品为 中心考虑仪器 

值 的大小和谱带 的强度等都与物 质分子 的振动和转动 有关 , 这  些信息反映 了分子 的结构及其 所处的环境 。   拉曼光谱 研究分 子振动和 转动模 式的机 理与红外 光谱 不  同, 但它们提供的结构信息是类 似的 , 是关于分子 内部各种  都 简正振动频率及有关振动能级 的情 况 , 用于 鉴定分子 中存在  可
的 官能 团。一 些 同核 原子 对 称 结构 的官 能 团( :。 = 。 如 C C、  


的设计 。 过程检测系统要求仪器能 非接 触 , 时间地连续测样 , 短  

并且工作现场 环境 复杂 , 对仪 器整体结构要求较高 , 其特点主 
要有 以下几个 方面。  

31 安全 因素  .
安全性是过程分析仪器 安装 首要考虑的问题 。 应用拉曼  在 光谱分析 技术 中 ,高能量 的激光对 测试人员 有潜在 的伤 害危 
险 ,对此进行封 闭的安全设 计是 不可 忽略的要素。  

N= 、一-一 在红外 光谱仪较难 检测 的信 息 ,在 拉曼光谱  N一 SS 等)

仪上却有较强的反映 ; 而在红外光谱 中有很强吸收峰的不均衡 
对称 的官能 团, 拉曼光谱 却表现很弱 。因此 ,拉曼光谱与红  在 外光谱相互补充 ,成为研究物质分子 结构的有效手段 。 J  

32 激光 波 长的 选择  .
在拉曼散射信号检 测中 , 最理 想的方法 就是使 用最短 波长  的激光产 生足够数量光子 。 荧光现象 的干扰 是拉曼光谱仪 中普 
遍存在 的一个 问题 , 需要增加波长来克服 , 但较长波长 的激光 ,  

2拉 曼光谱 仪用于分析 的优点和缺 点 
21优 点  .
拉曼光谱技 术从 分子振动 光谱来识 别和分 析不 同的物质  结构 ,在分析操作 中灵括简便 ,其 优点 具体 表现为 :   () 1 分析样 品形 式多样 。 用于 拉曼光谱分析 的样 品可 以是 
固体 、液体、气体 或任何形 式的混合 。如 :浆状物 质 ,凝胶体 

C D 检测器的响应又会受到 限制 。因此 ,选择 合适 的激 光波  C
长是*衡这两者矛盾需考虑 的问题。  

33 光纤 采样 探 针  .
由于光纤能够与各种光谱仪器 结合使 用 , 便在各 个领 域得 
到了越来越广泛 的应 用。 而且 光纤是优良的低 损耗传输线 , 使 

用时可 不考虑测量设备与被测对象 的相对 位置 , 其抗 干扰 能力 
和抗化学腐蚀能力很强 ,适 用于 恶劣 环境 。   拉曼光纤探针( l 图 所示) 的基 本原 理为 : 光光源经过聚  激

或含有 固体颗粒的气体 。 品也可 以是 不透 明的 , 样 高粘性或含 
悬浮物的液体( 这对*红外或 中红外光谱分析 较难实现) ,无需 

预处理 , 避免 了一 些误 差的发生 。另外 , 对于样 品数量要求 比 
较少 ,可以是毫克甚至微克 的数量 级,适于 研究微量样 品。  

焦进 入光纤 ,由光纤到达与样 品接触 的探头部分 ,与样 品作用  后产 生可测量的拉曼散射信号,再经光纤拉曼探头收集 , 通过光  纤将信号传到检测器得到拉曼光谱。 与传统的拉曼光谱分析方法  相 比,拉曼光纤探针的工作原理基本相同, 主要差别在于在传统  方法 中必须把样 品放置在测量光路 中( 一般放 置在样 品池中) ;   而引入光纤探针后 , 以通过 光纤将检 测光从光源引出 , 可 与样  品相 互作用 , 又经光纤的收集和传输 , 将信号光送至检测系统 。  

() 2采样 方式灵活 。应用拉曼 光谱分析技术 可对样 品进行  非接触的无损伤检测 ,适合对稀有 或珍 贵的样 品进行分析 。  
() 3测试速率高 。 拉曼光谱仪采 用 电荷耦合器件( C 的多  C D)

通道检测器 ,可进行瞬态多点采集 ,并通过 计算机实 时输 出。  
() 4检测 的特殊性 。 水是很弱的拉曼散射物质 , 可直接测量水 

溶液样品的拉曼光谱而无需考虑水分子振动的影响, 比较适合于 
生物样品的测试,甚至可用拉曼光谱检测活体 中的生物物质 。 J  

22 缺 点  .
尽管拉曼光谱分析技术有 以上诸 多优势 , 和其他分析技  但 术类似 ,也有其应用 的局 限性 。   () 1 荧光现象会对 拉曼光谱造成很大 的背景 干扰。   () 2不同振动峰重 叠和拉曼散 射强度容易 受光学 系统 参数 
等 因素的影响 。  
图 1 拉 曼 光 纤 探 针 光 路 
F g 1 Op i a  ah o   ma   b r r b   i.   t l t f c p Ra n f e   o e i p

() 进行傅立 叶变换光谱分析 时 ,常 出现 曲线 的非线性  3在
的 问题 。  

其 中的陷波滤光器 的作 用是 , 能针对性地将 以激光波长为 

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中心 的几个纳米 的波长范围 内的瑞利散射 光能量有效地滤 除  达 5到 6 个数量级 , 让该波长范围之外 的光信号顺利通过 。 这 
样后面只需再用小型光谱仪色散分出光谱 ,激光用 2  0MW 的 

Q 60 0光谱仪 是一种高 灵敏 度的检测 拉曼散射 的分析  E 50
仪器 ,仪器 内配置 的高像素线性 C D阵列检测器 对光量子检  C

测效率高达 9 0%,可使用低能量激光 ,信 噪比为 10 1  2 0: ,
体积小( 尺寸规格 12 10 4  8 x1x7 mm) ,便于安装在 生产线上 。与  L E 一8 AS R 7 5激光发射器和光纤探针 结合使用 ,构成适应于 工  业在线监测要求的拉曼 光谱分析系统 。  

小型激光器 也就够 了。整个系统变得体积小 ,紧凑 , 容易整合 
在 一 起 ,进 而极 大 增 强 了稳 定 性 。  

光纤探针 的引入极大简化传统光谱 方法的光学系统 , 提高  光谱仪器 的测量范 围,特别适用于遥测技术 ,使在线 分析 、实  时分析、活体分析 、现场监测、多点测量等成为可能 。为有效  收集拉曼散射光和消除其它干扰散射光 , 目前已出现 多种商 品 
化 的光纤探头形式 。 J  

342傅立 叶激光拉曼光谱仪(T R ma ) .. F — a n  F - a n光谱仪采用迈克尔逊干涉仪代 替传统 的扫描单  TR ma 色器对散射光进行分光 ,用高灵敏度 的 IG As n e 等检测器来降  低 光谱噪音 ,保证 了 F - a n光谱仪具有较高 的波数精度、 TR ma   分辨率和信噪 比。 TR ma F - a n多采 用*红外激光器 (0 4 m) 16   作  n 激光 光源 , 该波长的能量不足 以激 发电子迁移 , 有助于解决样 
品受激光产 生的荧光干扰问题 ,使荧光 背景 减少到最少 。但  F - a n光谱仪会遇到一些光热不稳定化合物的分解 问题 , TR ma  

34 光谱 仪 的特 点  .
用于过程监测的光谱仪 的关键设计包括测量的效率 , 光谱  的分辨率 , 仪器工作的稳定性 和尺寸大小几方面 。 用于在线 检 

测的拉曼 光谱仪主要有基于 C D检测器的色散型和傅 立叶变  C
换 两种光谱仪 。   341基于 C .. CD检测器的色散型光谱仪 

仍会 出现 荧光而淹灭微 弱的拉曼信号( 如:对*红外有严重 吸 
收的黑色样 品重油 , 吸收红外光后出现 的热发射 , 可能淹没拉  曼信 号) 。  

由于拉曼信号很弱 , 传统 的通过旋转光栅扫描的色散扫 描 
型拉曼光谱仪 , 在所用可见波段 的激 光光源会激发样 品产生强 

*年来, 工业过程监测和质量控制普遍使用光纤探针采样 
和 C D多通道探测光谱仪组成的测量 系统 ,通过运用多变量  C

烈的荧光 ,使 8 %左右的有机化合物得不到理想 的 R ma 0 a n光 
谱。同时 ,这类仪器 的分辨率和波长精 度相对较差 ,不利于现  场测量 ,多年来一直仅用作实验室仪器 。C D 色散型激光拉  C 曼光谱仪采用固定光栅分光和 C D阵列检测器 的光路设计 。 C 这  类仪器成本较低 ,灵敏度高 ,分析速度快 ,由于没有可移动的  光学部件 , 长期稳定可靠, 但对部分样 品也会受荧光现象干扰 。  

统计的化 学计量学软件工具( P S提供实 时分析信息。这类  如 L)
仪器 不再需要使 用者理解太多 的光学知识 和仪器构造细节 , 也 

可方便地使用并获取信 息。  

4 工 业应 用 实例 
41 反应 过程 的实 时监测  .
拉曼光谱 分析技术 以检测速度快 , 并能 实时获取详细的化 

图 2为美 国 O enO t s c a pi 公司研制 的 Q 6 0 0微小型光  c E 50
谱仪 光学 系统 图。 器外部连接 的光纤束将 入射光 由 S 9 5 仪 MA 0  接头 引 入光谱仪 内 ,光谱仪 内 的光 学* 台设计 采 用交叉 式 

学信息等特点 ,越来越 多地被用于连续或间歇反应过程控制 。   随光纤技术的引入, 使测试人员远离危险工作现 场, 实现远距  离取样分析 。 o Da 等 的实验室展示 了拉曼光纤探针 方法用于  远程、在位 多成分检测 的可能性 。生化 反应过程 中,离线检测  信息通常具有滞后性 , 不能 准确描述反应 的实时过程, 而且繁 
琐 的取样分离过程使结果产生误差 。L e   e 等I利用拉曼光谱仪  在 生化反应器中同时测 定了葡萄糖、醋酸纤维素、甲酸盐和苯  基丙氨酸等多组分浓度。  

C e yT re 分光结构  , zr —u r n n J 入射光经 反射准直镜准直 , *面反  射式光栅分 光后 ,将 入射光分成按 一定波长顺序 排列的单色  光 ,再 由成像物镜聚焦后 ,投射到 C D阵列 的光敏面上进行  C
检测。整个仪器 内无活动构件 ,光学元件都采用反射式 , 可在 


定程度上减少象差 , 并使工作光谱范围不受材料 影响。 仪器 

小 型 化全 固定 件 的光 学 设 计 可 适 应 高 震 动 、 窄 空 间等 复 杂 的  狭

工况环境检测 的需 要。  
准直 镜  C D 阵列检 测器  C

42高分子聚合过程及材料科学  .
全世界大约有 1 0%~1 5%的高分子产 品都采 用乳液聚合 

的方法合成 ,包括工业中广泛应 用的 A S工程塑料 ,聚 乙烯  B 和 多乙酸 乙烯酯等。 些都 是由高浓度 的固体悬浊液制成 , 这 其  中的主要成分中含有不饱和碳碳双键 。 对这类反应体 系的实时 
监测成为 了一些 光谱分析的难题( NI ) 如 R ,而拉曼光谱分析技 
栅 

术却适 用于此 。B ur等 运 用 F - a n光谱和非接触式光  ae J TR ma 纤探针结合 的测量系统 , 测定了苯 乙烯 单体在乳液聚合反应中 
的浓度 变化 情 况 。We z ] n [研究 了用 拉曼 光谱 分 析技 术监 测  9 AB 生 产 的接 枝 共 聚 过 程 ,确 定 了恰 当 的 反 应 终 点 。 S  

图 2 QE 5 0   6 0 0型 微 小 型 光 纤 光谱 仪 光 学 系统 
Fg   O ta sse o  E 5 0  na rl na r br i. 2 pi ly t c  m f 6 0 0miiua miiue e  Q t   t f i
o ia  pe r m e e   ptc ls cto t r

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Mc af y】讨论 了低 分辨率 拉曼光谱仪直接对小批 量生产的  C f rl e  
间歇 乳液 聚合反应监测 的应 用 。  

[] 红星 ,肖亚 飞 ,邵桢 ,等 .C D光 纤光谱 仪 结构 研究 [ .电子 测试 , 5蔡 C J 】  
2 0 , () 93   0 7 8 :2 —6.

43 石 油化 工 的在 线分 析  .
采 用R ma 光谱 结合化 学计量 学方法 快速测 定 油品 的物  a n
化参 数 的研究 几乎与NI R方法 同期进行 …。  ,如汽 油的辛烷 

[] a   Q,Ju nM.T eR ma   sr b r pi ( L O) to   di  6D oN  o a  h   a n l e  e o t sR F me d a   s a f   c i h n t a pi t n [ .S n o s n c aos p l ai s ] e s r a dA t t ,B:C e c l 9 3 :1 7 1 0  c o J   u r h mi ,1 9 ,3 4 —6 . a [] e       ,B ca z P ,Gort 7L eH L T oczi   re N.I  i   ip o esMo i r go     n St B o rc s u   nt i   f on E c ei i c l B oe c o s ig a nS et so y J.V b p c o c  sh r ha o   ira t n  n   ma p c o c p [ c   i i Us R r ] i .S et s , r
20 0 4, 3 : 1 1 1 7. 5 3 —3  

值、蒸气压 、苯含量 、氧含量 和密 度 ,柴油 的十六烷值和 十六 
烷值指数 ,重油 的AP度 ,石脑油 中的族组成和密度 、以及 芳  I

烃抽提 中的B E T X和二 甲苯异构体含量 等 ,因拉曼光谱通常对 
芳烃族化合物有较 强的吸收 , 能够分辨出不 同分子 的精细 结  且
构 , 因此 ,R ma 测 定 二 甲苯 异 构 体 含 量 的精 度 要 优 于NI a n R光 

[] a e  8B u r C,A a   ,Ag ey .O — ieMo i r go  L t  mus n mrm B n l  M n Ln   nt i   f   a xE l o   on a e i P lmei t n y ie O t   TR ma   p c oc p [] Ap 1 S et s . oy r a o b   b r pi F - a nS e t s o yJ . p . p cr c , zi F — c r o  
20 0 0, 5 4: 5 8 5 5. 2 —3  

谱 方法【 ,除重 油因荧光干扰 外 ,其他 轻质 油品各参数 的测    】
定结果与NI 方法相 当l   R 】  。

[] n  9We zE,B c h l V,E c e a e  u h oz   i nur h H.P o esfr h  rd c o   f rf r cs    ePo u t no  a   ot i G t P lmes ] oy r[ .US 0 3  P ,2 0 . [0Mc a e     1 ] C f r T R,D rn      y u a tY G.A pi t n o   o R slt n R ma  p l ai   fL w— eoui   a n c o o S et so y o l eMo i r go Mii l o   o mei t n J. p 1 p cr c p     i   nt i  f ne s nP l r ai [ A p . o t On n on mu i y z o ]  
P lm . S , 2 0 oy CI 0 2, 8 6: 1 0 — 5 5. 5 711  

拉曼光谱具有在线 分析 油品主要性质参数 的潜力  ”。 J迄  今为止 ,有文献报道成 功采用C D色散拉曼 光谱仪在 C 芳 烃  C 8
分离过程 中进行实 时监测 _   】  。

44 制药 工 业  .
药物粉 末混合 过程监测 是制药 过程质量 控制 的一个重 要  研究 内容 , 传统 的通过人工采样 并分离组分 的实验室 方法 不但  效率低 , 而且容易 引入杂 质污 染 , 这类过程需要应用现场 光谱 

[ 1 tk rF a   ,Ho el   E.R ma  p c o c p   sto frte 1 ] a a  ,Jn J  O w l G M    a n s et so ya o l  h  r   o ca c r ao o t o o a m f h d cro s ogn mi rs . p Oo h i   hr t i tn f i p l r a c y r a n i r i n a 明 S e rci c a ez i h- yo i o b n ac el ma A t P rA: l ua a d i l ua S et so y 2 0 , 84 : 0 5 1 6 . c at Moe l n B o e l  p c o cp , 0 7 6 () 1 6 —0 9  a c r mo c r r [2 A me t  , ar u s , u ri M . e e t e e p ns nf w a a s   1 ] r na G r g e  G ada R cn d v l me t i l —n l i S i S o o ys vbai a s et so yJ.T A   r d n A ayi lC e s y 0 7  ir o l p c o c p [ tn   r ] r C T e si  n lt a h mi r ,2 0 , n c  t 2 () 7 — 8 . 6 8 :7 57 7  [ 3 oo K, Y s ii   1] t    Na o hhs U, K z h o .I v s g t n o   a o ae u  a a u i  I n et a o   f c r n c o s r i i b
c mp u d   e o i d o   i o c tl s u e   r l ad e   y r d s l rz to   o o n sd p s e   n N M   aay t s d f   t - e p h d o e u f i in t   o u r u a

的无损伤检测技术 。 与* 红外光谱类似 , 拉曼光谱在制药过程  控制分析 的重 要应 用包 括混合度和活性成分含量 , 颗粒度控 制  及包 衣过程 中膜的厚度 测量 ,但 由于拉曼 光谱 图中尖锐 的峰 
形 ,可用此特性进行识 ̄ ( D方法) IMS ] ,以减轻使用化学计量 学  工具校正 的负担【   l  。

o   s o l   a s o  e fga   i by me n   ft mpe a u e p o r m me   i a i n a   ma     r t r —r g a d ox d to   nd Ra n

45 食 品生产 行 业  .
食 品行业 中,拉曼 光谱在 糖类、蛋 白质、脂肪 、维生素 和  色素 等生产 的在 线快速检 测和质量 控制 方面发挥着 重要 的作 
用[ - ] 22 。 01 

se t so yJ.C tl i T d y 0 5 0 ( ) 1- 1 . pcocp [ r ] a y s o a ,2 0 ,1 64 :2 1 8  a s  2 [4Hu g s   Kas    Us o If rda dR ma   et so yi  e 1 ] g i   K, ez D. e fn ae     a ns c o c p   t   nD H   r n p r nh s d   fog n mea i c m o n s ] rg esi S l   tt C e s , t yo  r a o t l   o p u d [ .P o rs    oi Sa   h mi r   u lc J n d e t y
18 9 4, 11) (1 :41 - 1  751 . [ 5P ipEF,W iim T W , S c ai .Deemiaino o tn u es 1 ] hl   i la l ah raA tr n t  f ca en mb r  o

5 展 望 
目前 , 拉曼 光谱仪 的进展和工业应用 的需 要使之在 过程分 
析 和质量控制 中的应 用成为企 业和研究 工作者共 同关注 的热 

a d Re d v p r p e s r  n c mme ca  a o i e u i g d s e sv   b ro t   n   i  a o   r su e i   o r i lg s l   sn   ip r i e f e — p i n i c

R ma  se t s o yJ a n p c oc p [ r ]. S e t c i c  A t P r A : Moeua  n   p c oh r mia ca a   t l l ad c r B o lc l  p c o c p , 19 ,5 () 9 —0 . imoe ua S et so y 9 7 3 2 :1 92 6  r r [6J h     1 ] nB C.C e me i a a s  f a ns et so i d t fr rc s o h mo t c n l i o R ma   c o cp c a   po e s r  y s p r   ao   c nr l p l ai sJ.C e me i   n  nel e t a o a r  y t , o t   pi t n [ o a c o ] h mo tc a d It i n L b rty S s ms rs lg   o e   1 9 ,4 () 3 —4 . 9 9 62 :2 12 7  [7T o s K, li LS D n D D. irt n l p c o cp o s l   a   1 ]h ma  J C ar   , a a e V b a o a s et so y f oi s t i   r dte moe ua d r[ .C e c l h s s e es 9 3 6 1 :5 —4  lc l i sJ r me ] h mi   y i   t r ,1 8 ,9 ( ) 76 . aP c L t

点 ,特别是表 面增强 拉曼散射 (E S效 应极 大 推动 了拉 曼光  SR)
谱技术在众 多领 域的应 用 。 随激光技术 的发展和检测 装置 的改 

进, 用于在线监测 的拉曼光谱分析技术必将在现代工 业生产 中 
得 到越来越广 泛的应用 。  

参 考文献 
[] 光煦 . 1 程 拉曼 布里渊 散射原 理及应 用[ . M]北京 : 学 出版 社 ,0 1 2—6  科 20 : 13 .

[8Ca sl F, HoirG, M a eu P. Meh d frRe uaig aP o esfr 1 ] n el     t   e t r a  to     g lt    r cs    o n o
t e e ra in o   s me s o   o tc Hy r c r o s Ha i g fo 8 o 0 h S pa to   f Io r   f Ar ma i  d o ab n   v n   m   t 1   r

[] 2常建华, 董绮功 . 波谱原理及解析[ . M] 北京: 科学出版社, 0 1 5 —2  20 : 97 .
[] 龙 , 3唐玉 郭周 义 . 光拉 曼光 谱技 术在 生物 分 子 D A研 究中 的应 用和 进  激 N
展 [ _激 光生物 学 报 ,20 ,1() 8 —9 . J 】 0 4 35 :3 63 3 

C r o tms ] a nA o [ .US 19 . b P , 9 4  [9V r oe  , eB, 1 ] eg t G J D TRM, t 1 n Ln Mo i r g f h r a e t a e a.I — ie nt i   aP a c ui l   on o m c  B edn   o es s gF - a a  pcrs p [ . u.J h r . C ,20 , l igP cs U i  TR r nS e t c yJ E r .Pa n r   n n oo ] ma S I 04 
2 :4 9 4 5. 1 7 -8  

[] 峰 ,叶勇 , 4吴乔 胡继 明 . 拉曼 光纤 探针 的 研究进 展 及应 用 [ . 代仪 器 , J 现 ]  
20 0 3,( ) I4. 2: 一  

( 下转第1 6   2 页)

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广
1   26





工 

20 08年 第 5期  第 3 卷 总第 1 1 5 8 期 

ww w.dc e .om   g hm t

利用化 工实 *软件和仿真软件 , 改变 了 “ *一操作一 报  预 告”的传统模式 ,采用 了 “ *一仿 真一操作一报告”的新模  预 式, 取得 了良好 的教学效果 。 学生可以利 用计算机对化工原理 

成毕业设计 。 通过 以上措施 的实施 , 不仅加强了学生分析 问题 
的能力 , 而且极大地激发了学生学 *的兴趣 ,同时 , 通过查阅 

文献能开阔学生的视野 , 让学生了解更多化 工新技术、 新装备 。  
总之 , 化工原理是工程技术类课 程,实验性很强,必须在  加强基础理论知识教学 的同时, 加强实验性环节 的教学 , 使学  生受到必要的工程意识、 工程思维和工程方法 的培养及工程实 

实验装置进行仿真操作 , 产生与实际使 用化 工实验装置进行现  场操作实验相 同的结果 ,同样达到真实实验 的效果 。 计算机仿 
真 提 高 了 学 生 的学 *兴 趣 ,由于 能便 利 地 模 拟 出整 个 过 程 , 其 

各种操 作条件和参数便于改变 , 能启发学 生进行综合思考与分  析各操作条件和参数之间 的相互影响关系, 调动他们学 *的主  动性 , 对于理论知识的运用和掌握 、工程应 用能力提高有着重  大的促进作 用。 另外积极鼓励同学们参加全 国的技能大赛 , 通  过比赛锻炼 同学 ,提高能力 ,弥补 不足 。  

验 的训练 ; 引入现代化 的教学理念和教 学手段 , 实现与国内外  先进的教 育理念 和教学方式接轨 ,与社会 生产实验 的接轨 。  

参考 文献 
[] 1汪建新 . 工原理 实 验教学 改革 [ . 化 J 高师 理科 学刊 , 02 2 ()8 .0  ] 2 0 ,24: 89 . [】 2陈裕清 . 化工 原理 课程 设计 中实践 能力 的培养 [】 连云 港化 工高等专 科  J.
学校 学报 ,20 ,1() 49 . 02 54:9.6   [】 3陈霖 ,滕雷 ,陈雪梅 .化工原 理 课程教 学 方法与 实践 [ .黄石 高等专 科  J 】
学校 学报 , 19 ,1 () 4 4 . 9 9   3 :4 . 5 5  

24 工业见 *、实 *和 毕业 设计  .
在 完成相关专业课程之后 , 组织 同学进行工业见 *和工业 

实 *。 同学进入工厂 , 让 接触 生产 中实 际应用 的各种装置和设 
备, 了解市 内重要知名企业的生产工艺流程、生产管理及产品  研 发过程 ,结合所学课程 内容 ,达到理论联系实 际,巩固所学  理论知识 的 目的。为学生就业打下 良好基础 ,积累工作经验 ,  

[】 桂霞 .谈 化工原 理 课程改 革与创 新 [ .辽宁 高职 学报 ,20 ,84: 4常 J 】 0 6 ()  
7 — 0. 98  

加 强对化工 生产 的感性认识。 在市 内我们主要到 山东鲁北化 工 
厂、山东滨化 集团、山东滨州印染集 团、山东滨州渤海活塞股  份有 限公司、 山东华润油脂化学有 限公司、 昌农药有 限公司、 侨   双桥化工有 限公司、 滨农科技有 限公司和京博控股有限公 司等  进行工业见 *和工业实 *。   毕业设计主 要是让学 生围绕指导教师给 出的题 目去查 阅  文献,从而获得丰富的资料 , 鼓励学生大胆质疑 ; 然后让学生对  查到的材料进行分类、归纳 ,找出规律性和特殊J I 生的东西 ;其次 

[] 5周锡堂 ,郑秋霞 ,邹纲 明 . 工原 理 实验教 学 中的几个 问题 [ . 工高  化 J 化 ]
等教 育 2 0 ,9() 5 7  07 53:4 . . 4

[】 酞 峰 .化工 原 理实 验教 学 存在 的 问题 及对 策 [ _攀 枝花 学 院学 报 , 6唐 J 】  
2 0 ,2 ( ) 87 . 0 5 2 5 :7 —9 

[】 爱东 ,王 庆 ,杨红 晓 .仿真技 术应 用于 化工 原理 实验教 学 的创新 实验  7周
[ .实验技 术 与管理 ,2 0 ,2 () 48 . J 】 0 7 43:8 .6 

( 文文献格式 :解胜 利 ,苟 建霞 ,张杰.化工原理教学 改革  本 的探 索与思考[】 J_广 东化工 ,2 0 ,3 ()  4 1 6  0 8 55 :1 —  ) 2 2

制定实验方案并按照方案完成实验 ; 最后对实验过程进行整理完 

( 上接第1 9   0 页)
[0陈健 ,肖凯 军 ,林福 兰 .拉 曼光谱 在食 品分析 中的应 用[】 食 品科 学 , 2】 J.  
2 0 ,2 ( 2 :5 45 8  07 81) 5—5 .

( 本文 文献格式 :黎 国梁 ,宋光均 ,姚 志湘 ,等 .拉曼光谱仪  在过程监测 中的应用[】 J_广东化工 ,2 0 ,3 () 0 — 0 ) 0 8 55 :1 6 1 9 

[l 涛 ,李军科 ,刘 拄 .食 品科 学 中拉曼 光谱 研究进 展 [ .安徽 农业科  2】 张 J 】

( 上接 第 1 3   2 页)
授 课 方 法 的改 革 是 一 个 长 期 的 过 程 , 要 与 时俱 进 , 断  需 不

节 改革 方案 的探索与 实 践[】 工高 等教 育 ,2 0 ,() 5 7  J_化 0 7 1:2. . 2 [】 3朱宪荣 ,邢进 ,佟 自.关于 化工 原理理 论 课考试 改革 的思 考[】 J.高师理  科学 刊 ,2 0 ,2() 86 . 07 71:5.0  [】 4水恒福 ,张代 林 ,崔* ,等 .化工 基础 课程 的整合 及教 学 实践总 结报告 
[ 】 0 4  R .2 0 .

改革传统教学模式 , 努力探索新 的教 学方法 ; 不断跟踪学科前 
沿 的发展动态 , 时补充科技 发展新成果和新动 向, 及 才能使培 

养 出来 的人才具有知识新、适用能力 强等素质 , 才能在激励的 
竞争 中脱颖而 出。  

[】 5南水 北 调 工 程 总体 规 划 布  ̄ [BOL .ht:w E / ] t / ww. o l cm. / B  p/ p pe o c G / e   n
c a n l/ 02 0 0 / 7 5 3h m1 0 0 1 . 0   h n e 2 1 / 0 01 202 9 2 .t .2 0 . 0 2 .

参 考文 献 
[】 1严世 强 .多 媒体 技术 在课 堂教 学 实践 中 的若干 误 区探析 [】 c .大学化 学  化 工纂础 课程 报 告论坛 论文 集 ,北京 :高 等教 育出版 社 ,2 0 :181 1 0 6   .4 . 3   [】 2段东 红 ,刘世 斌 ,郝 晓 刚,等 .化 工类本科 专 业课程 体 系实践 性教 学环 

[】 灿 ,李 淑 芬 , 田松江 .超 临界 流 体 萃取 脱 除人参 中痕量 有机 氯 农药  6全
[ .化 学工程 ,2 0 ,3 ( ) - . J 】 0 6 4 1 :1   4

( 本文文献格式 :尹志芳 ,钟桐生 ,熊文高 ,等 .化工原理课  程教学改革刍议 [ .广东化工 ,2 0 ,3 () 2 — 2 ) J 】 0 8 55 :1 2 1 3 


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