分析化学手册 8 热分析与量热学PDF电子书下载

第一篇 热分析与量热分析基础 2

第一章 绪论 2

第一节 热分析 2

一、热分析发展简史 2

二、热分析术语 5

三、热分析的基本特征与数据报道 8

四、热分析的温度与热量标准 9

五、有关热分析的标准试验方法 12

第二节 量热分析 15

一、量热分析发展简史 15

二、量热分析术语 16

三、量热的基本原理 17

四、量热分析存在的客观物质基础 17

五、量热分析的特点 18

参考文献 18

第二章 热分析仪器 19

第一节 概述 19

一、热分析仪器的基本构成 19

二、商品热分析仪器 19

三、热分析仪器软件功能 19

第二节 常用热分析仪器 23

一、热重法（TG） 23

二、差热分析（DTA）与差示扫描量热法（DSC） 26

三、热机械法 31

四、热膨胀法 33

第三节 光学、电学、声学热分析法 33

一、交变量热法（ACC） 33

二、热释电流测量（TSC） 34

三、热释光（TL） 35

四、热扩散的温度波分析（TWA）测量 36

第四节 热分析与其他分析方法的联用 37

一、热台显微镜法 37

二、X射线衍射-DSC 38

三、逸出气分析（EGA） 38

四、光-热瞬变辐射测量（OTTER） 49

第五节 自动进样热分析系统 50

第六节 仪器的安装与使用 50

参考文献 50

第三章 影响热分析测量的实验因素，热分析动力学与数据表达 52

第一节 影响热分析测量的实验因素 52

一、升温速率对热分析实验结果的影响 52

二、试样用量和粒度对热分析实验结果的影响 52

三、气氛对热分析实验结果的影响 53

四、浮力、对流和湍流对TG曲线的影响 54

五、试样容器及其温度梯度和试样各部位的反应程度 54

六、装样的紧密程度对热分析实验结果的影响 55

第二节 仪器分辨率的判别方法 56

第三节 热分析动力学 56

一、热分析反应动力学参数的测定 57

二、热分析动力学新进展 70

第四节 热分析曲线及反应终点的判断 72

一、热分析曲线及其表示方法 72

二、差热分析曲线（DTA曲线）反应终点的判断 73

三、DTA热时间常数RCs及最小分离温度L的测定 73

第五节 分步反应TG数据的定量处理 75

一、含水草酸钙分步失重过程的定量测定 75

二、五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）失水过程的高分辨TG测量 75

参考文献 76

第四章 热分析技术对各种转变的测量 78

第一节 玻璃化转变的测量 78

一、玻璃化转变温度Tg的DTA或DSC测定法 78

二、PET/ABS共混物玻璃化转变的MTDSC测量 79

三、高聚物玻璃化转变温度与增塑剂 80

四、聚合物玻璃化转变温度与分子量的关系 80

五、热焓松弛 81

六、WLF方程中的分子参数C1和C2 82

七、高聚物玻璃化转变区的松弛活化能 83

八、高聚物的转变温度T2、自由体积分数及其热胀系数 84

第二节 结晶与熔融的测量 85

一、熔融温度和结晶温度的DTA或DSC测定法 85

二、结晶高聚物平衡熔点的测定 86

三、共聚物、共混物的结晶平衡熔点，相互作用参数和相互作用能密度 87

四、用稀释法和平衡熔点法测定结晶高聚物的熔化焓和熔化熵 88

五、用比容法测定高聚物的熔化焓和熔化熵 89

六、高聚物结晶过程中的界面自由能 89

七、高聚物的结晶区域转变 90

八、高聚物结晶过程中分子链迁移活化能的测定 91

九、聚合物的等温结晶 92

十、等温结晶速率的测定 93

十一、用偏光显微镜测量高聚物过冷熔体等温结晶的球晶径向生长速率 94

十二、等温结晶热的测定 95

十三、聚合物熔融热和结晶热的测定 96

十四、聚合物结晶度的测定 97

十五、结晶高聚物原始试样结晶度的MTDSC测定 98

十六、不同成型条件PET的结晶性 99

十七、聚乙烯的密度、熔融及其结晶度 99

十八、聚乙烯的多重熔融峰 100

十九、类脂化合物的转变热 100

二十、三十二碳烷的多晶型 101

二十一、热致性液晶 101

二十二、热致性高分子液晶 103

二十三、润滑油的蜡含量 104

二十四、油脂固体脂指数的测定 104

二十五、二元系相图的测绘 105

第三节 聚合物共混物组成与相容性测量 105

一、聚合物共混物组成的测量 105

二、无规共聚物的玻璃化转变温度与共聚组成 106

三、部分相容聚合物共混物的相容性 107

四、相容性聚合物共混体系 108

五、含有结晶性聚合物的相容性共混体系 108

六、聚合物共混体系的液-液相行为 109

七、上、下临界相容温度 111

八、聚联苯酰亚胺/聚硫醚酰亚胺共混体系相容性的DMA测量 111

第四节 热机械分析（TMA）与动态热机械分析（DMA） 113

一、用TMA测量高分子材料的各向异性性质 113

二、补强剂对聚乙烯膜的抑制形变 113

三、聚合物膜TMA的针入与拉伸测量 113

四、由动态黏弹测量求解聚合物转变的表观活化能 114

五、动态黏弹测量组合曲线的绘制 115

第五节 水分测量 116

一、水-乙醇混合液的DSC测量 116

二、自由水、结合水的热分析 117

三、二氧化锰的水分测量 117

四、水合氧化铝的加压脱水过程 118

第六节 金属与合金的热分析 118

一、金属与合金相变热力学参数的测定 118

二、金属与合金相变动力学参数的测定 123

三、金属与合金的比热容测定 125

四、金属和合金的抗氧化性能 127

五、非晶态合金热胀系数测定与DMA测量 128

第七节 与转变有关的其他测量 128

一、悬浮态冷冻细胞的DSC测量 128

二、聚合物转变与其热历史 128

三、硅橡胶的热分析 130

四、混合油脂的热分析 131

五、食用肉的DSC测量 131

六、聚甲基丙烯酸甲酯的介电分析 131

参考文献 132

第五章 热分析技术对各种反应的测定 135

第一节 热稳定性的测定 135

一、高分子材料的相对热稳定性 135

二、评定绝缘材料温度指数的Toop法 137

三、评定电绝缘材料温度指数的热重割线法 137

四、有机材料氧化诱导期的测定 138

第二节 交联、聚合反应 139

一、环氧树脂的固化反应及其玻璃化转变 139

二、等温固化“3T”图的内容、制作和含义 139

三、光聚合反应的热测量 141

四、感光树脂单体后聚合反应的测量 142

第三节 固体催化剂评价 142

一、金属催化剂的评价 142

二、催化剂物相分析（DTA-EGD法） 143

三、汽车尾气净化催化剂氧化活性的评选 143

四、催化剂制备方法的选择 144

五、固体催化剂表面酸性的测定 146

六、催化剂中毒效应及其再生性考察 147

七、催化剂的积炭与烧炭 147

第四节 木材热分析 148

一、纤维素热分解的TC-DTA-FTIR联用测量 148

二、纤维素酸水解的测量法 149

三、松香氧化稳定性的测量 149

四、阻燃木材燃烧特性的测量 150

第五节 含能材料、煤的热分析 150

一、含能材料瞬变反应的跟踪 150

二、自身反应性物质的DSC测量 151

三、煤和焦炭的工业分析 152

四、煤的含热量的测定 153

第六节 矿物定量与类质同象的热重测量 153

一、矿物定量的热重测量法 153

二、物质类质同象成分含量的测定 154

第七节 与反应有关的其他测量 155

一、导热油热分解的测量 155

二、油脂氧化反应的测量 155

三、橡胶中炭黑含量的测定 156

四、石膏变为熟石膏程度的DSC测量 156

五、金属与气体反应的测量 157

六、CaO与SO2反应的TG测量 157

参考文献 158

第六章 物质特性参数的热分析测定法 160

第一节 热力学参数的测定 160

一、比热容的DSC测定法 160

二、线胀系数的TMA测定法 161

三、热扩散率的测定 161

四、热导率的测定 163

第二节 纯度的测定 164

第三节 孔度的量热测定 165

参考文献 165

第七章 量热分析仪器 166

第一节 量热分析仪的原理 166

一、绝热式量热体系的基本原理 166

二、热导式量热体系的基本原理 167

三、流动型热导式量热体系的基本原理 167

四、热传导传热原理 167

五、对流传热原理 168

六、辐射传热原理 168

第二节 量热分析仪的分类 168

一、按量热对象的不同分类 168

二、按热传递的特点分类 168

三、按量热仪的操作类型分类 168

四、按测量原理分类 168

第三节 常用量热分析仪 169

一、弹式量热仪 169

二、等温量热仪 169

三、绝热量热仪 171

四、热导式量热仪 171

五、跌落式量热仪 172

六、脉冲式量热仪 172

七、火焰量热仪 173

第四节 几种常见的微量量热仪 173

一、TA公司生产的微量量热仪 173

二、法国Setaram公司生产的MicroDSC Ⅲ微量量热仪 177

三、美国Calorimery Science Corporation生产的CSC4400微量量热仪 178

四、中国产RD496型微量量热仪 179

第五节 影响量热测量的实验因素 181

一、温度对量热分析实验结果的影响 181

二、气氛对量热分析实验结果的影响 181

三、样品对量热分析实验结果的影响 181

四、空间环境对量热分析实验结果的影响 181

参考文献 181

第八章 量热分析的各种测量方式 183

第一节 各种物理化学性质的样品池方式测量 183

一、标准池 183

二、液体（气体）循环池 183

三、液体比热池 183

四、混合池 184

五、焦耳热效应检验池 184

六、安瓿样品池 184

第二节 各种物理化学性质的流动方式测量 184

一、停流测量法 184

二、单流动测量法 184

三、混合流动测量法 184

第三节 各种物理化学性质的滴定方式测量 185

参考文献 185

第九章 各种物理性质的量热分析测量 186

第一节 固体可燃物燃烧热的测定 186

第二节 可燃液体的燃烧热和苯分子的共振能测定 187

第三节 溶解热、稀释热的测定 188

第四节 中和热、解离热的测定 190

第五节 汽化热的测定 190

第六节 冰的熔化热的测定 192

第七节 吸附热的测定 192

参考文献 193

第十章 各种化学反应反应热的量热分析测量 194

第一节 化学反应的基本类型和反应热的测定 194

一、化学反应的基本类型 194

二、反应热的测定 194

第二节 液相反应的反应热及平衡常数的测定 195

一、液相反应的反应热及平衡常数 195

二、反应热及平衡常数的测定 196

第三节 固相反应的反应热的测定 197

第四节 固体分解反应的热力学函数 198

第五节 碳酸钙的分解压与分解热的测定 199

参考文献 201

第二篇 热分析、量热分析曲线与数据集 204

第十一章 高分子材料的热分析曲线 204

第一节 通用高分子的热分析曲线 204

一、聚烯烃及其共聚物的热分析曲线 204

二、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及丁苯共聚物、聚异戊二烯等弹性体的热分析曲线 209

三、环氧树脂、聚缩醛、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酯及棉纱的热分析曲线 222

第二节 特种高分子（聚四氟乙烯、聚芳酯、聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮以及导电聚合物）的热分析曲线 232

第三节 其他高分子材料（聚氨酯、纤维素、聚合物含水体系以及几种共聚物、共混物、互穿网络聚合物等）的热分析曲线 241

第四节 聚合物转变温度与频率的关系图 250

参考文献 255

第十二章 食品添加剂与食品的热分析曲线 257

第一节 食品添加剂的热分析曲线 257

第二节 酒、巧克力、食用固体脂、奶油、加氢大豆油的热分析曲线 267

第三节 棕榈油、椰子油的热分析曲线 269

第四节 米、淀粉、明胶、蛋白、动物脏器以及茱萸烷的热分析曲线 270

参考文献 275

第十三章 药物、生物体、木材及其成分的热分析曲线 276

第一节 药物的热分析曲线 276

第二节 药物综合热分析曲线 295

一、热分析药物应用一览表 296

二、药物曲线集 296

第三节 生物体的热分析曲线 311

第四节 木材及其成分的热分析曲线 314

参考文献 320

第十四章 矿物的热分析曲线 321

第一节 天然元素的热特性 321

第二节 卤化物、硫化物和氧化物矿物的热特性 324

一、卤化物的热特性 324

二、硫化物矿物的热特性 326

三、氧化物矿物的热特性 336

第三节 无机盐矿物的热特性 343

一、硫酸盐矿物的热特性 343

二、碳酸盐矿物的热特性 353

三、硼酸盐矿物的热特性 357

四、磷酸盐矿物的热特性 362

五、砷酸盐矿物的热特性 364

六、硅酸盐矿物的热特性 366

参考文献 380

第十五章 含能材料的热分析曲线 382

第一节 单组分炸药的热分析曲线 382

第二节 混合炸药的热分析曲线 409

一、两种混合炸药的热分析曲线 409

二、二元单质炸药混合系统的热分析曲线 410

第三节 一硝基甲苯、硝基氯苯和间硝基苯胺的热分析曲线 417

第四节 起爆药及钼铬酸钡高氯酸钾延期药的热分析曲线 419

第五节 枪炮火药和黑火药的热分析曲线 425

第六节 固体火箭推进剂的热分析曲线 432

第七节 火药相关物的热分析曲线 434

参考文献 437

第十六章 无机化合物的热分析曲线 442

第一节 稀土溴化物与甘氨酸（Gly）/丙氨酸（Ala）配合物的热分析曲线 442

第二节 过渡金属席夫碱配合物的热分析曲线 451

第三节 其他稀土配合物的热分析曲线 456

参考文献 466

第十七章 DTA-EG D-GC联用曲线及数据 467

第一节 固体催化剂评价 467

第二节 石油抗氧添加剂的热（氧化）稳定性 477

第三节 煤质热特性评定 479

第四节 矿物鉴定 491

第五节 各类化合物鉴定 503

参考文献 521

第十八章 微生物生长的量热分析曲线及数据 522

第一节 微生物概述 522

一、微生物的性质 522

二、微生物的生长过程 522

三、微生物生长量的测量方法 523

第二节 微生物群体生长的动力学方程 523

一、非限制条件下微生物群体生长的动力学方程 523

二、限制条件下微生物群体生长的动力学方程 523

三、微生物生长的Monod模型 524

第三节 微生物生长的热谱功率-时间曲线 524

一、大肠杆菌等标准菌培养实验 525

二、大肠杆菌的14个不同菌株培养实验 525

三、癌细胞培养实验 527

第四节 微生物生长的最佳生长温度 529

第五节 微生物生长的最低生长温度 530

第六节 微生物生长的最适酸度 532

第七节 微生物生长的热动力学函数的确定 533

参考文献 535

第十九章 药物作用下的微生物代谢过程的量热分析曲线及数据 536

第一节 药物作用下的微生物的生长模型 536

一、药物抑菌的生长模型 536

二、药物促菌的生长模型 536

第二节 合成药物对微生物代谢过程的影响 537

一、合成药物对弗氏志贺菌代谢抑制实验 537

二、癌细胞培养抑制实验 539

第三节 中草药的抑菌作用 541

一、中草药提取液的抑菌作用 541

二、中草药有效成分的抑菌作用 542

第四节 补益中草药的促菌作用 547

一、补益药人参液促菌实验 547

二、补益药黄芪液促菌实验 549

第五节 细菌耐药性研究 550

第六节 中草药的有机金属配合物抑菌作用 552

第七节 中西药物研究展望 554

参考文献 555

第二十章 非线性化学振荡体系的量热分析曲线及数据 556

第一节 概述 556

一、化学振荡反应 556

二、化学振荡体系的研究方法 556

三、化学振荡反应的特征和条件 557

四、BZ反应振荡体系的类型 557

第二节 化学振荡机理 557

一、化学振荡反应 558

二、BZ反应 559

第三节 BZ化学振荡体系的量热分析曲线及数据 559

第四节 微生物振荡体系的量热分析曲线及数据 561

第五节 萃取振荡体系的量热分析曲线及数据 564

一、伯胺N1923氯仿萃取盐酸和磷酸振荡体系实验 564

二、伯胺N1923氯仿萃取乙酸振荡体系实验 566

第六节 中药振荡体系的量热分析曲线及数据 568

第七节 振荡体系的研究展望 572

参考文献 573

第二十一章 萃取剂的性质及萃取反应的量热分析曲线及数据 574

第一节 溶剂萃取的基本原理 574

一、溶剂萃取热力学的基本原理 574

二、萃取剂性质研究的基本原理 575

第二节 萃取反应的量热分析曲线及数据 576

一、HEH[EHP]从硫酸介质中萃取钴的反应热测定实验 576

二、Cyanex 272煤油液萃取Co2＋、Ni2＋的实验 578

第三节 萃取剂性质的量热分析曲线及数据 579

一、P204 Li在有机相形成反向胶束过程的实验 579

二、HPMBP皂化盐在有机相形成反向胶束过程的实验 581

参考文献 585

第二十二章 表面活性剂在非水溶液体系的量热分析曲线及数据 586

第一节 表面活性剂概述 586

第二节 临界胶束浓度的测定方法 587

第三节 阴离子表面活性剂在非水溶液体系的量热分析曲线及数据 588

一、十二烷酸钠、十二烷基硫酸钠在DMA/长链醇体系中CMC和热力学函数实验 588

二、AOT表面活性剂在DMF/长链醇体系中CMC和热力学函数的实验 592

第四节 阳离子表面活性剂在非水溶液体系的量热分析曲线及数据 597

第五节 非离子表面活性剂在非水溶液体系的量热分析曲线及数据 600

参考文献 604

第二十三章 酶催化及胶束酶催化反应的量热分析曲线及数据 605

第一节 单底物（纤维素、淀粉）酶催化研究概况 605

一、纤维素酶降解的研究概况 605

二、淀粉酶研究概况 605

三、影响酶反应速率的因素 606

第二节 酶催化反应的热动力学基本原理 606

一、无抑制时单底物酶催化反应的热动力学 606

二、竞争性抑制时单底物酶催化反应热动力学 608

三、非竞争性抑制时单底物酶催化反应热动力学 609

四、反竞争性抑制时单底物酶催化反应热动力学 610

五、有抑制剂、无抑制剂存在时酶催化反应的rm与Km值 610

第三节 水溶液中淀粉酶催化反应的量热分析曲线及数据 610

一、不同酸度时淀粉酶催化反应的实验 611

二、Ca 2＋、Li＋、Co2＋、Ni2＋对淀粉酶催化作用的实验[7] 611

第四节 水溶液中纤维素酶催化反应的量热分析曲线及数据 614

一、纤维素酶降解纤维素的最佳酸度和最佳温度的实验 614

二、小麦秸秆酶降解反应的实验 616

第五节 反胶束酶催化反应的量热分析曲线及数据 619

参考文献 623

第二十四章 蛋白质模型分子体系的量热分析曲线及数据 624

第一节 概况 624

一、蛋白质模型分子 624

二、蛋白质模型分子的溶液热力学性质研究 624

三、溶液中焓相互作用的研究 625

第二节 基本原理 625

第三节 实验仪器和方法 627

第四节 蛋白质模型分子体系的量热分析曲线及数据 628

一、水溶液中氨基酸与单糖化合物间的异系焓相互作用的实验 628

二、水溶液中氨基酸与吡啶及甲基吡啶异构体的混合焓变及稀释焓的实验 631

参考文献 634

第二十五章 复杂物质反应的热力学数据的测定及部分应用的量热分析曲线及数据 636

第一节 多价金属离子水解聚合作用的量热分析曲线及数据 636

第二节 复杂化合物标准生成焓的量热分析曲线及数据 637

第三节 金属有机化合物的低温热容、标准燃烧焓、标准生成焓、标准溶解焓的量热分析曲线及数据 639

第四节 环糊精键合体的键合能力和热力学参数的量热分析曲线及数据 645

第五节 催化剂表面吸附热的量热分析曲线及数据处理 647

第六节 种子萌发过程的量热分析曲线及数据 648

参考文献 650

附录 651

一、标定物质的比热容 651

（一）标定物质α-氧化铝的比热容 651

（二）标定物质安息香酸的比热容 651

（三）标定物质铜的比热容 652

（四）标定物质水的比热容 652

（五）标定物质氯化钾的比热容 652

二、固体元素的热导率（λ/[W/cm·K）] 653

三、标定物质的熔点Tm和熔化热ΔHm 654

四、ICTA检定的温度校正标定物质 654

五、基本物理常数值 654

六、常见矿物及其他无机物的熔点 655

七、常见有机化合物的熔点 670

参考文献 677

符号与缩略语 678

主题词索引 681

热分析与量热曲线图索引 694