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第1章 绪论 1

1.1 仪器分析的起源 1

1.2 仪器分析的分类 1

1.3 仪器分析的特点 2

1.4 仪器分析的发展趋势 3

参考文献 3

一、光学分析法（波谱分析） 7

第2章 分子吸收光谱分析 7

2.1 光谱分析导论 7

2.1.1 光的性质 7

2.1.2 电磁波谱 8

2.1.3 分子能级与分子光谱的形成 8

2.2 红外吸收光谱分析（IR） 9

2.2.1 概述 9

2.2.2 红外吸收光谱分析基本原理 10

2.2.3 红外吸收光谱与分子结构的关系 16

2.2.4 影响基团频率位移的因素 20

2.2.5 红外分光光度计及样品制备技术 22

2.2.6 红外吸收光谱法的应用 26

2.2.7 红外光谱技术的进展 29

思考题与习题 31

2.3 紫外吸收光谱分析（UV） 32

2.3.1 概述 32

2.3.2 紫外吸收光谱分析的基本原理 33

2.3.3 分子结构与紫外吸收光谱 36

2.3.4 影响紫外吸收光谱的因素 42

2.3.5 紫外-可见分光光度计 44

2.3.6 紫外吸收光谱的应用 46

思考题与习题 49

第3章 分子发光分析 51

3.1 概述 51

3.2 分子荧光分析法 51

3.2.1 分子荧光的产生 51

3.2.2 激发光谱和发射光谱 53

3.2.3 荧光发射及影响因素 53

3.2.4 荧光分光光度计 57

3.2.5 荧光定量分析方法 58

3.2.6 荧光测定技术进展 59

3.3 化学发光法 59

3.3.1 化学发光分析的基本原理 59

3.3.2 化学发光反应及应用 60

思考题与习题 62

第4章 原子光谱分析 64

4.1 原子发射光谱分析（AES） 64

4.1.1 概述 64

4.1.2 原子发射光谱分析基本原理 65

4.1.3 光谱分析仪器 69

4.1.4 分析方法 77

思考题与习题 80

4.2 原子吸收光谱分析（AAS） 80

4.2.1 概述 80

4.2.2 原子吸收光谱分析的基本原理 82

4.2.3 原子吸收分光光度计 85

4.2.4 干扰及其消除方法 88

4.2.5 原子吸收光谱分析的实验技术 91

4.2.6 原子吸收光谱分析的应用和进展 95

思考题与习题 96

第5章 核磁共振波谱分析（NMR） 97

5.1 概述 97

5.2 核磁共振基本原理 97

5.2.1 原子核的磁矩 97

5.2.2 自旋核在外加磁场中的取向数和能级 98

5.2.3 核的回旋 99

5.2.4 核跃迁与电磁辐射（核磁共振） 99

5.2.5 核的自旋弛豫 100

5.3 核磁共振波谱仪与实验方法 101

5.3.1 仪器原理及组成 101

5.3.2 样品处理 102

5.4 化学位移与核磁共振波谱图 102

5.4.1 化学位移的产生 102

5.4.2 化学位移表示方法 103

5.4.3 标准氢核 103

5.4.4 影响化学位移的因素 104

5.4.5 核磁共振图谱 106

5.5 各类质子的化学位移 106

5.6 自旋-自旋裂分与自旋-自旋偶合 107

5.6.1 吸收峰裂分的原因 107

5.6.2 偶合常数 108

5.6.3 低级偶合与高级偶合 110

5.7 图谱解析 110

5.8 13C核磁共振谱 111

5.8.1 13C的化学位移 111

5.8.2 偶合常数 112

5.8.3 13C纵向弛豫时间T1的应用 112

5.9 核磁共振技术进展 113

5.9.1 固体高分辨核磁共振谱 113

5.9.2 核磁成像 113

思考题与习题 113

第6章 质谱分析（MS） 115

6.1 概述 115

6.2 质谱仪及基本原理 115

6.2.1 质谱仪 115

6.2.2 质谱仪工作过程及基本原理 119

6.2.3 双聚焦质谱仪 119

6.2.4 质谱仪主要性能指标 120

6.2.5 质谱图 121

6.3 离子主要类型 121

6.3.1 分子离子 121

6.3.2 碎片离子 122

6.3.3 亚稳离子 123

6.3.4 同位素离子 123

6.3.5 重排离子 124

6.4 质谱解析及在环境科学中的应用 124

6.4.1 分子式的确定 124

6.4.2 质谱解析 125

6.4.3 质谱在环境科学中的应用 127

6.5 质谱最新进展 129

思考题与习题 129

参考文献 130

二、电化学分析法 135

第7章 电化学分析引言 135

7.1 电化学分析的分类及应用 135

7.2 电化学电池 135

7.3 电极电位 137

7.3.1 电极电位的产生 137

7.3.2 能斯特公式 137

7.3.3 电极电位的测量 138

7.3.4 电极的极化与超电位 139

思考题与习题 140

第8章 电位分析法与离子选择性电极 141

8.1 概述 141

8.2 电位分析装置及测量仪器 141

8.3 电位法测定溶液的pH值 142

8.3.1 玻璃电极的构造及原理 142

8.3.2 溶液pH值的测定 144

8.3.3 pH标准溶液 144

8.4 离子选择性电极 144

8.4.1 离子选择性电极分类 144

8.4.2 离子选择性电极简介 145

8.4.3 生物传感器 147

8.4.4 离子敏感场效应晶体管 151

8.4.5 离子选择性电极的性能参数 152

8.5 测定离子活（浓）度的方法 153

8.5.1 直接电位法 153

8.5.2 标准曲线法 154

8.5.3 标准加入法 154

8.6 电位滴定法 155

思考题与习题 157

第9章 电解分析法与库仑分析法 158

9.1 电解分析法 158

9.1.1 电解分析法的基本原理 158

9.1.2 控制电位电解分析法 159

9.1.3 控制电流电解分析法 160

9.2 库仑分析法 161

9.2.1 库仑分析法的基本原理 161

9.2.2 恒电位库仑分析法 161

9.2.3 恒电流库仑分析法（库仑滴定） 162

9.2.4 库仑滴定法的特点及应用 163

9.2.5 自动库仑分析法 164

思考题与习题 166

第10章 伏安分析法 167

10.1 极谱分析法 167

10.1.1 极谱分析的基本原理 167

10.1.2 极谱定量分析 169

10.1.3 干扰电流及消除方法 171

10.2 现代极谱方法 172

10.2.1 单扫描极谱法 172

10.2.2 方波极谱法 173

10.2.3 脉冲极谱 174

10.2.4 溶出伏安法 175

10.2.5 循环伏安分析法 176

10.3 伏安法电极研究进展 178

10.3.1 超微电极 178

10.3.2 化学修饰电极 178

思考题与习题 179

参考文献 180

三、色谱分析 183

第11章 色谱分析导论 183

11.1 概述 183

11.1.1 色谱的历史 183

11.1.2 色谱法分类 183

11.1.3 色谱法发展概况 184

11.1.4 色谱法特点 185

11.2 色谱流出曲线和术语 186

11.2.1 色谱分离过程 186

11.2.2 色谱流出曲线 186

11.2.3 基本术语 186

11.3 色谱法基本理论 187

11.3.1 分配平衡 187

11.3.2 色谱分离原理 188

11.3.3 保留值及其热力学性质 189

11.3.4 塔板理论 191

11.3.5 速率理论 193

11.3.6 色谱分离方程 197

思考题与习题 199

第12章 气相色谱法 201

12.1 概述 201

12.2 填充柱气相色谱仪 201

12.2.1 气路系统 202

12.2.2 进样系统 202

12.2.3 分离系统 202

12.2.4 检测系统 202

12.2.5 温控系统 202

12.2.6 记录及数据处理系统 203

12.3 气相色谱固定相 203

12.3.1 液体固定相 203

12.3.2 固体固定相 208

12.3.3 合成固定相 208

12.3.4 填充柱的制备 209

12.4 检测器 209

12.4.1 检测器的性能指标 209

12.4.2 热导池检测器 211

12.4.3 氢火焰离子化检测器 212

12.4.4 电子捕获检测器 213

12.4.5 火焰光度检测器 214

12.5 填充柱气相色谱操作条件的选择 215

12.5.1 固定相的选择 215

12.5.2 担体的选择 215

12.5.3 柱管的选择 215

12.5.4 载气及其流速的选择 215

12.5.5 柱温的选择 216

12.5.6 进样条件的选择 216

12.6 定性与定量分析 216

12.6.1 定性分析 216

12.6.2 定量分析 217

12.7 开管柱气相色谱法简介 219

12.7.1 开管柱的类型 219

12.7.2 开管柱的特点 220

12.8 开管柱速率理论方程 221

12.9 开管柱气相色谱操作条件的选择 222

12.9.1 柱效能 222

12.9.2 载气线速度 222

12.9.3 液膜厚度 222

12.9.4 柱温 222

12.9.5 进样量 222

思考题与习题 223

第13章 高效液相色谱法 225

13.1 概述 225

13.2 高效液相色谱基本原理 225

13.3 高效液相色谱仪 227

13.3.1 输液系统 227

13.3.2 进样系统 230

13.3.3 分离系统 230

13.3.4 检测系统 231

13.4 高效液相色谱法的类型 235

13.4.1 液-固吸附色谱法 235

13.4.2 化学键合相色谱法 237

13.4.3 离子对色谱法 240

13.4.4 离子交换色谱法 242

13.4.5 空间排阻色谱法 243

13.5 高效液相色谱方法的选择 244

13.5.1 色谱分离类型的选择 244

13.5.2 色谱分离条件的选择 245

13.6 高效毛细管电泳 246

13.6.1 毛细管电泳发展概况 246

13.6.2 毛细管电泳基本原理 247

13.6.3 毛细管电泳主要分离模式 250

13.6.4 毛细管电泳仪 252

思考题与习题 254

参考文献 254

四、仪器联用技术 259

第14章 色谱联用技术 259

14.1 色谱联用技术概述 259

14.1.1 色谱联用的接口技术 259

14.1.2 环境分析中常用色谱联用技术简介 260

14.2 气相色谱-质谱联用（GC-MS） 261

14.2.1 气相色谱-质谱联用概述 261

14.2.2 气相色谱-质谱联用仪器系统 262

14.2.3 气相色谱-质谱联用的接口技术 263

14.2.4 气相色谱-质谱联用中的衍生化技术 266

14.2.5 气相色谱-质谱联用质谱谱库和计算机检索 267

14.2.6 气相色谱-质谱联用技术在环境科学中的应用 269

14.3 液相色谱-质谱联用（LC-MS） 269

14.3.1 LC-MS概述 269

14.3.2 LC-MS联用的系统组成及工作原理 270

14.3.3 LC-MS联用的接口技术 270

14.3.4 LC-MS分析条件的选择和优化 273

14.3.5 样品制备 276

14.3.6 LC-MS技术在环境科学中的应用 278

14.3.7 毛细管电泳-质谱联用技术简介（CE-MS） 278

14.4 色谱-傅里叶变换红外光谱 280

14.4.1 气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（GC-FTIR） 280

14.4.2 液相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（LC-FTIR） 286

14.5 其他色谱联用技术 290

14.5.1 色谱-原子光谱联用技术 290

14.5.2 ICP-MS及色谱-ICP-MS联用技术 293

14.5.3 色谱-色谱联用技术 294

思考题与习题 297

参考文献 298