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第1章　概述 1

1.1 引言 1

1.2　原子发射光谱分析简史 1

1.2.1　定性分析阶段 2

1.2.2　定量分析阶段 2

1.2.3　等离子体光谱技术时代 2

1.3　等离子体光谱简介 3

1.3.1　直流等离子体光源的发展 3

1.3.2　微波等离子体光源的发展 4

1.3.3　电感耦合等离子体光源 6

参考文献 9

第2章 ICP光源的物理化学特性 10

2.1　等离子体的基本概念 10

2.2　电感耦合等离子体的形成 11

2.2.1　ICP的形成条件及过程 11

2.2.2　工作气体 12

2.3　ICP的物理特性 14

2.3.1　ICP的环形结构及趋肤效应 14

2.3.2　ICP温度分布的不均匀性及其分区 16

2.3.3　等离子体的温度及其测量 17

2.4　ICP光源的光谱特性 32

2.4.1　分析物的原子发射光谱 32

2.4.2　工作气体的发射光谱 33

2.4.3　分子发射光谱 34

2.4.4　连续背景发射光谱 35

2.5　ICP光源的激发机理 38

2.5.1　Penning电离反应模型 39

2.5.2　电荷转移反应模型 40

2.5.3　复合等离子体模型 41

2.5.4　双极扩散模型 41

2.5.5　辐射俘获模型 42

2.5.6　分析物的电离和激发过程 42

参考文献 43

第3章 ICP光谱仪器 45

3.1　高频发生器 46

3.1.1　高频发生器的技术要求 46

3.1.2　自激振荡器原理 47

3.1.3 自激式等离子体电源线路 48

3.1.4　他激振荡器 51

3.1.5　高频电流的传输 52

3.1.6　ICP光源中振荡频率的影响 53

3.2　ICP炬管 54

3.2.1 通用ICP炬管 54

3.2.2　炬管结构及等离子体的稳定性 56

3.2.3　低气流炬管 58

3.2.4　微型炬管 59

3.2.5　水冷炬管 60

3.2.6　层流炬管 61

3.2.7　分子气体的应用 61

3.2.8　炬管延伸管 63

3.3　进样装置 64

3.3.1　玻璃同心雾化器 64

3.3.2　交叉雾化器 70

3.3.3　Babington雾化器 73

3.3.4　超声波雾化器 76

3.3.5　雾室 80

3.3.6　雾化器及进样系统性能的诊断和评价 82

3.4　分光装置 84

3.4.1　ICP光源对分光系统的要求 84

3.4.2　发射光谱仪常用的几类光栅 85

3.4.3　光谱仪常用分光装置 92

3.5　测光装置 100

3.5.1　光电倍增管 100

3.5.2　信号处理单元 101

3.6　固态光电检测器及其ICP光谱仪中的应用 102

3.6.1　ICP光谱仪中的电荷转移器件 102

3.6.2　电荷转移器件原理 103

3.6.3　电荷注入检测器 104

3.6.4　电荷耦合检测器 106

3.6.5　电荷转移检测器的特性 110

3.6.6 固态检测器在ICP光谱仪中的应用 113

参考文献 116

第4章　光谱分析原理 120

4.1　原子发射光谱的产生 120

4.1.1　光谱的产生 120

4.1.2　谱线的宽度及变宽 121

4.1.3　谱线的自吸 122

4.2　定量分析原理 123

4.2.1　谱线强度与浓度的关系 123

4.2.2　标准曲线法定量分析 124

4.2.3　标准曲线非线性问题 126

4.2.4　其他定量分析方法 127

4.2.5　定性和半定量分析 136

4.3　光谱分析条件 139

4.3.1　高频功率的影响 140

4.3.2　工作气体流量 144

4.3.3　观测高度 148

4.3.4　其他分析参数 150

4.3.5　分析参数的优化 151

4.4　灵敏度、检出限和精密度 154

4.4.1　分析灵敏度 154

4.4.2　检出限 155

4.4.3　精密度 156

4.5　干扰效应 157

4.5.1　物理干扰 157

4.5.2　化学干扰 159

4.5.3 电离干扰 161

4.5.4　光谱干扰 162

4.6　基体效应 173

4.6.1　ICP光源的基体效应 173

4.6.2　基体效应的特点 173

4.6.3　重要基体效应及其处理方法 175

参考文献 181

第5章 ICP光谱分析的应用 184

5.1　应用领域 184

5.2　建立ICP光谱分析法的程序 185

5.3　钢铁及其合金分析 186

5.3.1　碳钢及低合金钢 189

5.3.2　碳钢及低合金钢中微量元素的测定 192

5.3.3　高合金钢 198

5.3.4　高纯铁分析 201

5.3.5　铸铁样品 203

5.3.6　铁合金分析 204

5.4　有色金属及其合金 211

5.4.1　铝及其合金分析 211

5.4.2　金属锆及其合金 215

5.4.3　铜及其合金 217

5.4.4　铅及其合金 217

5.4.5　钨和钼及其合金 220

5.4.6　铌和钽 222

5.4.7　贵金属 224

5.4.8　其他有色金属和合金 227

5.5　水质样品分析 228

5.5.1　水样直接分析法 229

5.5.2　富集ICP光谱法 233

5.5.3　超声雾化分析水样 236

5.6　环境样品分析 238

5.6.1　煤灰及煤飞灰分析 238

5.6.2　固体废物 238

5.6.3　大气飘尘分析 242

5.6.4　土壤 243

5.6.5　水系沉积物 244

5.7　地质样品和矿石矿物样品分析 247

5.7.1　地矿样品的处理 247

5.7.2　矿物和矿石分析 252

5.7.3　地质样品分析 252

5.7.4　稀土元素分析 256

5.8　无机非金属材料分析 258

5.8.1　晶体材料 263

5.8.2　玻璃、陶瓷及其原料 263

5.8.3　碳化物和氮化物材料 263

5.9　化学化工产品分析 263

5.9.1　化学试剂及化学品 263

5.9.2　塑料及涂料 265

5.9.3　化妆品 267

5.9.4　有机材料及有机试剂 267

5.9.5　催化剂及分子筛 270

5.10　食品和饮料分析 271

5.10.1　消化方法的比较 271

5.10.2　粮食 273

5.10.3　蔬菜果品 274

5.10.4 肉、鱼、蛋类 277

5.10.5　茶叶、饮料、奶品及酒类 277

5.10.6　食用油 278

5.11　生物及生物化学样品 280

5.11.1　样品处理 280

5.11.2　植物样品（包括中草药） 282

5.11.3　动物组织样品 282

5.11.4　毛发样品 282

5.11.5　血清及尿液样品 292

5.12　核燃料和核材料 292

5.12.1　高纯铀化合物 292

5.12.2　高纯钚化合物和高纯钍化合物 292

5.12.3　高纯石墨 295

参考文献 298

第6章 ICP光谱分析中的样品处理 307

6.1　概述 307

6.2　湿法消解常用试剂 308

6.3　常压湿法消解 310

6.4　密闭增压湿法化学消解 318

6.5　干灰化 320

6.5.1　干灰化的特点 320

6.5.2　干灰化条件 321

6.5.3　干灰化处理样品典型示例 322

6.6　熔融分解处理样品 323

6.6.1　熔剂种类及性质 324

6.6.2　常用熔融法处理的样品及使用条件 325

6.6.3　碱熔分解样品处理过程 326

6.7　微波消解处理样品 328

6.7.1　微波溶样的原理 328

6.7.2　微波消解处理样品在ICP光谱分析中的应用 329

参考文献 330

第7章　端视ICP光谱技术 331

7.1　基本特点 331

7.2　端视ICP光源装置 333

7.2.1　加长炬管非气流切割型装置 334

7.2.2　气流切割型端视ICP装置 334

7.2.3　水冷取样锥形接口端视ICP装置 335

7.2.4　水冷反吹装置 335

7.2.5　端视ICP光源装置的设计原则 335

7.3　分析运行参数 336

7.4　分析性能 337

7.4.1　谱线强度和光谱背景 337

7.4.2　检出限 338

7.4.3　分析动态范围 341

7.4.4　溶剂蒸发效应 342

7.4.5 电离效应 342

7.4.6　典型仪器介绍 343

7.5　应用 344

参考文献 345

第8章　专用进样装置与技术 347

8.1　火花烧蚀进样 347

8.1.1　装置和工作条件 347

8.1.2　分析性能 348

8.2　直接试样插入装置 349

8.3　电热进样技术 350

8.3.1　原理和装置 350

8.3.2　分析性能 351

8.4　激光烧蚀进样装置 353

8.5　氢化物发生法 354

8.5.1　氢化物发生法工作原理 355

8.5.2　氢化物发生器 356

8.5.3　分析特性 358

8.5.4　氢化物发生法的应用 359

8.6　生成挥发物进样技术 361

8.6.1　痕量碘的测定 361

8.6.2　硫化物测定 362

8.6.3　碳酸盐测定 362

8.6.4　硅和砷的测定 363

8.6.5　汞和锇的测定 363

8.6.6　烟道气和空气飘尘中元素测定 363

8.7　微量溶液进样装置 364

8.7.1　循环雾化装置 364

8.7.2　脉冲进样器 365

8.7.3　微量同心雾化器 365

8.7.4　降低进样泵速 366

8.8　浆液雾化进样装置和技术 368

8.8.1　浆液雾化原理和装置 368

8.8.2　主要分析条件 369

8.8.3　校正曲线 370

8.8.4　浆液雾化法的应用 371

参考文献 373

第9章　有机化合物的ICP光谱分析 378

9.1　有机ICP光谱分析的用途 378

9.2　炬管结构 379

9.3　有机ICP焰炬及其光谱特性 381

9.3.1　有机ICP焰炬构造 381

9.3.2　发射强度的空间分布 383

9.4　分析参数的选择 386

9.4.1　高频功率 386

9.4.2　载气流量 388

9.4.3　辅助气 391

9.4.4　冷却气 392

9.5　稀释剂的影响 393

9.5.1　黏度的影响 393

9.5.2　极限提升量 394

9.5.3　检出限 396

9.6　分子谱带的抑制 397

9.6.1　增加冷却气流量 397

9.6.2　氧化抑制法 398

9.6.3　套管隔离法 399

9.7　有机样品中无机元素分析的应用 401

9.7.1　有机溶剂稀释法 401

9.7.2　酸反萃取法 405

9.7.3　灰化法分析油类样品 407

9.7.4　微波消解法 408

9.7.5　乳化法 409

9.7.6　溶剂萃取和ICP光谱法联用技术 410

参考文献 411

第10章　ICP光谱仪器发展与技术性能 413

10.1　ICP光谱仪器的发展 413

10.2　ICP光谱仪的现状 415

10.3　国产ICP光谱仪的发展 416

10.4　ICP光谱仪技术性能介绍 417

参考文献 425

第11章 电弧光源和火花光源光谱分析 426

11.1　直流电弧光源 426

11.1.1　工作原理 426

11.1.2　直流电弧特性 427

11.1.3　应用 428

11.2　交流电弧光源 431

11.2.1　工作原理 431

11.2.2　分析特性 431

11.3　电火花光源 432

11.3.1　工作原理 432

11.3.2　分析特性 433

11.3.3　应用 434

11.4　直读光谱仪及其应用 434

11.4.1　仪器结构及特点 434

11.4.2　激发光源 435

11.4.3　分析参数的优化 438

11.4.4　应用 443

参考文献 443

附录 ICP光源中元素的主要分析线 445