摘 要 本文采用美国 Brimrose 公司 AOTF-NIR Luminar 多通路光谱仪对可回收溶剂甲苯、 甲醇和乙酸盐进行研究，在线采集近红外光谱数据，光谱以透射模式收集，处理为吸收光谱 和一阶微分光谱，然后利用偏最小二乘法 PLS1 建立每个样品流的校正模型，最后通过在线 验证，结果表明，美国 Brimrose 公司的 AOTF-NIR Luminar 多通路光谱仪是测量回收溶剂 的最佳近红外分析仪。
主题词 声光可调滤光器；近红外；可回收溶剂；偏最小二乘法（PLS1）
90 年代末，来自航天技术的声光可调滤光器（Acousto-Optic Tunable Filter , 缩写 AOTF）技术的问世，被认为是“90 年代近红外光谱仪最突出的进展”。 AOTF 是利用超声波 与特定的晶体作用而产生分光的光电器件，与通常的单色器相比，光学系统无移动性部件， 波长切换快、重现性好，程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性。近红外 光谱分析（Near Infrared Spectroscopy, NIR）具有简便快速、无污染以及样品的非破坏 性等特点，在常规化学分析中有很大的发展潜力。AOTF 技术与 NIR 的结合实现了仪器的小 型化，为实现产品质量的实验室和在线检测提供了可能。AOTF－NIR 的这些优点使其近年来 在工业在线和现场（室外）分析中得到越来越广泛的应用。
1.实验部分
1.1 仪器条件和样品处理
仪器：美国 Brimrose 公司的 AOTF Luminar 多通路近红外光谱仪 单模光纤，5mm 光程的透反射探头
波长范围 1200～2300nm Snap!光谱采集处理软件，The Unscrambler 化学计量学软件
样品：甲苯、甲醇和乙酸盐，在线取样。
1.2 实验方法
使用 Brimrose 公司 AOTF-NIR Luminar 多通路光谱仪对大量可回收溶剂进行研究。可 回收溶剂为甲苯、甲醇和乙酸盐。 Luminar NIR 分析仪配置的波长范围为 1200nm ~2300nm。 单模光纤用来连接多通路光谱仪和样品点。5mm 光程的透反射探头被放置在溶剂回收过程区 域内最适宜位置。对每一溶剂使用类似的方法，光谱即被在线收集，每一光谱都有日期和时 间标志。在规定的间隔内，操作员将样品从透反射探头旁的样品点取出带到实验室用气相色 谱法进行分析，这些 GC（气相色谱法）结果与光谱相匹配。光谱在 1300nm~2200nm 范围内以透过模式收集，处理为吸收光谱和一阶微分光谱。利用偏最小二乘法 PLS1 建立每个样品 流的校正模型。计算每个成分的标准偏差（SEC）, 预测标准偏差(SEP)和相关系数。校正模 型导入到 Brimrose 实时预测软件，得到每个成分的连续在线测量结果。
2. 结果与讨论
2.1 甲苯和 2-氯乙烷杂质
回收甲苯样品在线收集，在图 1 中显示的是透过光谱。 在甲苯光谱中很明显看出光谱间的差异非常小。
图 3 & 4 显示了甲苯的校准。模型使用 5 个主成分，校准标准偏差（SEC）为 0.032, 预 测标准偏差为 0.037，相关系数为 0.9760。由于甲苯的差异非常小，可以看出校正和验证 结果都非常好。同样，主要杂质 2-氯乙烷获得相似结果。
2.2 甲醇
图 7 & 8 显示回收甲醇的透过光谱和一阶微分光谱。很明显在甲醇光谱中，有很多的差异。
甲醇样品流内测量的成分是甲醇和两个主要杂质，甲苯和乙醇。以下 6 个图显示 3 个成分的校正和统计结果。
所有校准模型使用 4 种主成分。甲醇的 SEC 是 0.39, SEP 是 0.45，相关系数为 0.9800。 甲苯杂质的 SEC 是 0.49, SEP 是 0.62，相关系数为 0.96。乙醇杂质的 SEC 是 0.23, SEP 是 0.25，相关系数是 0.90 。结果非常好，清晰表明 Brimrose AOTF-NIR Luminar 多通路光谱 仪能够测量这些回收溶剂。
2.3 在线验证
使用Brimrose实时预测对被回收的甲苯和甲醇进行模型开发，然后进行在线应用。每隔 几秒即产生在线结果–实时趋势线。趋势线是由回收溶剂和主要杂质组成。在趋势线上，由 实验室产生的GC结果以蓝色三角形显示，红色三角形是在乙酸盐图表情况下。
以上趋势线说明使用 Brimrose 在线近红外分析仪获得的结果与 GC 结果之间的一致性
非常高。只有乙醇杂质图表末端的一个可怀疑点，那就是 GC 结果与 NIR 结果相比显示的很高。下一个结果和 NIR 结果比较就非常好。 除了实时图表外，现场的样品进行 GC 分析，对比三种回收溶剂的 NIR 结果。以下显示这些现场结果的一部分。
表 1、回收甲苯的现场核查
表 2、回收乙酸盐的现场核查
3. 结 论
研究结果证明 Brimrose AOTF-NIR Luminar 多通路光谱仪是测量回收溶剂的最佳近红 外分析仪。近红外方法的准确率相当于参考方法的标准偏差，报告结果非常快，光纤多路分 析仪使用一台仪器即可高效测量多达 16 流路，能够产生巨大的利润。 基于 NIR 结果，溶剂 回收过程现在可以被控制在闭路进行操作，通过监测和回收流体一样的流动模式中的流体， 获取最佳监测点，也就是回收溶剂可更快速的达到所需要求规格，调整温度、压力、流速和 回流率可以保证回收溶剂中的杂质量不超过规定范围，总之，Brimrose AOTF-NIR Luminar 多 通路光谱仪是对溶剂回收进行持续、实时、在线测量的最佳工具。
