后，再返回表面。如 果 样 品 在 入 射 光 的 频 率 范 围 内 有 吸 收 ，

则反射光的强度会在被吸收的频率位置 减 弱，因 而 就 产 生 和

普通红外透射吸收相似的现象，所以得到 的 光 谱 被 称 为 内 反

射光谱。内反射光谱中的谱带强度取决于 样 品 本 身 的 吸 收 性

质及光线在样品表面的反射次数和穿透 到 样 品 内 的 深 度。经

过一次衰减全反射，光透入样 品 的 深 度 有 限，样 品 对 红 外 光

的吸收较少，因此光束能量的 变 化 也 很 小，所 得 的 光 谱 吸 收

带弱，信噪比差。现 代 ＡＴＲ 附 件 普 遍 采 用 增 加 全 反 射 次 数

的方式使吸收谱带增强，这就是多重衰减全反射。ＡＴＲ 光谱

具有类似于透射吸收光谱的特点和形状，使 其 便 于 与 透 射 光

谱进行比较。此外，ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析技 术 还 具 有 一 些 自 身 的
特点：（

１）属于非破坏性分析 方 法 ；（

２）对 样 品 的 大 小 和 形 状

没有特殊要求；（

３）可测定含 有 水 分 和 潮 湿 的 样 品；（

４）操 作

简便、自动化程度高。

２　ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 技 术 在 制 浆 过 程 中 的 研

究与应用

　 　 制浆就是利用化学、机械 或 二 者 结 合 的 方 法，使 植 物 纤

维原料解离，变成本色纸浆或 漂 白 纸 浆 的 生 产 过 程，其 具 体

包括原料采贮、备料、蒸 煮／磨 浆、洗 涤、筛 选、漂 白 等 基 本

过程。随 着 现 代 表 面 分 析 技 术 的 不 断 进 步，快 速 准 确 的

ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析已 开 始 介 入 制 浆 工 段 的 基 本 过 程。Ｋａｐａ

ｒ

ａ－

ｊ

ｕ

［

５］

采用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析配合显微技术鉴定了麦草和玉米秸

秆分别经过热水水解和湿法爆破两种方式预处理后的化学组

成，结果表明两种预处理方式均可有效地 去 除 原 料 中 的 部 分

半纤维素，且热水水解去除效 果 较 湿 法 爆 破 更 为 明 显，原 料

中的纤维素和木素在预处理过程中并未 受 到 影 响，同 时 由 于

部分半纤维 素 的 去 除，使 木 素 大 量 暴 露 并 沉 积 于 纤 维 素 表

面，从 而 更 加 有 利 于 后 期 脱 木 素 反 应 的 进 行。Ｂａ

ｓ

ｔ

ｉ

ｄ

ａ

ｓ采 用

ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析配合 化 学 力 显 微 技 术 测 定 纤 维 素 模 型 化 合

物和漂白针叶木硫酸盐浆的表面化学组 成 和 结 构 时，发 现 待

测物质各官能团的振动吸收 会 受 其 ｐＨ 值 的 影 响，但 与 待 测
物质 的 表 面 粗 糙 程 度 无 关。Ｂｈａ

ｒ

ｄｗａ

ｊ使 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析

配合化学滴定 法 监 测 未 漂 硫 酸 盐 浆 纤 维 表 面 电 荷 时 得 出 结

论，在硫酸盐法制浆过程中，伴 随 着 木 素 等 被 降 解 物 质 的 溶

出，纤维表面的可电离基团也 会 被 去 除，与 此 同 时 在 纸 浆 纤

维表面又会形成新的可电离基团，且这一 现 象 与 制 浆 原 料 中

木素的 含 量 无 关。Ｊ

ｉ

ａｎｇ

［

６］

在 表 征 Ｃａｎｄ

ｉ

ｄ

ａ

　

ｃ

ｙ

ｌ

ｉ

ｎｄ

ｒ

ａ

ｃ

ｅ

ａ脂 肪 酶

预处理麦草 的 效 果 时，采 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 技 术 发 现 该 脂
肪酶可有效地去除麦草原料表层的疏水亲脂性抽出物和部分

硅，同时可增加原料表层的羟基含量。Ｋｌ

ａ

ｓ

ｈ

［

７］

将 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ

分析配合原子力 显 微 镜 （

ＡＦＭ）的 方 法 用 于 表 征 官 能 团 在 木

材或纸浆中的分布状况，结果表明采用该 种 方 法 可 区 分 出 木

材或纸浆纤维表面的纤维素和木素存在 情 况，并 可 以 此 作 为

制浆过程木素去除效果的评价手段。Ｍｏ

ｉ

ｇｎ

ｅ

［

８］

在亚 硫 酸 盐 木

浆的酶法剥 皮 反 应 中 ，采 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 测 定 酶 处 理 前
后纸浆结晶 度 的 变 化，结 果 表 明 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 与 Ｘ 射 线
衍射（

ＸＲＤ）分析在测定 纸 浆 结 晶 度 时 得 出 的 结 果 线 性 相 关，

证实 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 技术 可 以 用 于 纸 浆 结 晶 度 的 分 析 测 定。在

Ａｒ

ｅ

ａ

［

９］

对桉木未漂硫酸盐浆在洗浆过程中加入螯合掩蔽剂二

乙烯三胺五甲叉膦酸（

ＤＴＰＭＰＡ）降低后期打浆能耗，同时提

高纸张光 学 和 强 度 性 能 的 研 究 中 ，同 样 使 用 了 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ
技术对纸浆的结晶度进行测定。Ｐａｑｕｅ

ｔ

［

１０］

将 聚 己 内 酯 （

ＰＣＬ）

接枝于针 叶 木 漂 白 硫 酸 盐 浆 以 增 强 纸 浆 的 表 面 结 合 强 度，

ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析被用 于 表 征 接 枝 前 后 纸 浆 表 面 的 纤 维 结 构

变化以及纤维矩 阵 的 形 成 情 况。张 爱 萍 在 采 用 漆 酶／介 体 系

统改善磨石磨木浆纤维表面性能的 研 究 中 ，采 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ
技术分析改性前后纸浆表面的化学组成 及 官 能 团 变 化，发 现

改性后纸浆白度的下降是由其表面羰基含量的增加所致。

３　ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 技 术 在 造 纸 过 程 中 的 研

究与应用

　　 纸是一种特殊的材料，是由纤维（主 要 是 植 物 纤 维）和 其

他固体颗粒物 质 （如 胶 料、填 料、助 剂 等 ）交 织 结 合 而 成 的 、

具有多孔性网状物性质的特殊薄张材料。造 纸 过 程 主 要 包 括

纸料制备、打浆、加填、抄纸、脱水、干燥、压光和卷取 等 基

本过程。目前，ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分析技术在 造 纸 工 段 的 一 些 基 本
过程中已开始有所应用。Ｂｈａ

ｒ

ｄｗａ

ｊ在研究磨浆对阔叶木硫 酸

盐浆 游 离 度、比 表 面 积、比 容、表 面 电 荷、弹 性 模 数 等 特 性

的影响时，使 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 揭 示 了 纸 浆 纤 维 表 面 的 电
荷增加是由于 磨 浆 过 程 使 纤 维 之 间 的 桥 联 作 用 增 强 而 引 起

的；同时，Ｂｈａ

ｒ

ｄｗａ

ｊ采用相同方法对针 叶 木 高 得 率 硫 酸 盐 浆

磨浆程度与纤维表面电荷之间的关系进行了研究，ＡＴＲ－ＦＴ－

ＩＲ 分析同样用于 解 释 磨 浆 后 纤 维 表 面 电 荷 增 加 的 原 因，最

终得出相 似 的 研 究 结 论。Ｃａｎａ

ｌ

ｓ

［

１１］

采 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分 析 配

合近红外光谱（

ＮＩＲ）技术针对各种 成 品 纸 的 光 谱 特 性 进 行 数

学建模，以期 利 用 该 表 面 分 析 技 术 对 现 有 的 纸 产 品 进 行 快

速、无损、准确的分类与鉴别。Ｇａｎｚ

ｅ

ｒ

ｌ

ａ

［

１２］

在 研 究 １９ 世 纪 造

纸原料和添 加 助 剂 的 演 变 过 程 时，使 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 等 手 段
对当时纸产品的原料 结 构 和 施 胶 剂 种 类 进 行 了 分 析 与 鉴 定。

Ｓｅ

ｑｕ

ｅ

ｉ

ｒ

ａ在采用纳 米 级 Ｃａ（

ＯＨ）

２

异 丙 醇 溶 液 对 纸 浆 进 行 脱

氧处理以延 缓 其 老 化 速 度 的 研 究 中 ，使 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 技 术
对脱氧处理前后及老化前后纸张表面纤维的官能团进行了表

征，从分子层 面 揭 示 了 纸 张 老 化 的 主 要 原 因。Ｄｏ

ｌｍａ

ｔ

ｏｖ

ａ在

利用人工神经网络定 量 分 析 纸 张 表 面 涂 层 的 成 份 及 用 量 时，

使用各种涂料 的 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 光 谱 特 性 对 纸 张 表 面 涂 料 的 种
类和用量进行了数学建模，以快速准确地 分 析 和 检 测 纸 张 表

面的涂料组成 和 用 量。Ｄｕｐｕｙ为 了 预 测 铜 版 纸 的 印 刷 适 性，
同样使用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 技术对纸张表面涂 层 成 份（主 要 包 括 碳
酸钙、苯乙烯、丁二烯等）的光谱特性进行了数学建模，以 利

用该数 学 模 型 在 线 检 测 铜 版 纸 的 涂 布 质 量 。Ｓａｈ

ｉ

ｎ 在 使 用

ＲＦ－ＣＦ４等 离 子 处 理 改 善 纸 张 表 面 性 能 的 研 究 中， 使 用

ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 技术对改 性 前 后 纸 张 的 表 面 化 学 组 成 进 行 了 分

析，得出结论 ＲＦ－ＣＦ４等离子处理对 纸 张 表 面 的 分 子 碎 片 有
明 显作用，且纸张正面作用效果要强于反面。Ａｈｏｋａ

ｓ

［

１３］

在研

究苯乙烯－马来酰亚胺共聚体和 十 八 烯－马 来 酰 亚 胺 共 聚 体 的
合成工艺及 其 在 纸 张 涂 布 中 的 应 用 时 ，使 用 ＡＴＲ－ＦＴＩＲ 分
析配合核磁共振氢谱（

１　

Ｈ　

ＮＭＲ）技术对两种共聚体产 物 的 组

３

５

６

第３期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析