仪器分析及应用PDF电子书下载

1.1　环境科学中的仪器分析 1

1.2　仪器分析的分类 1

第1章　绪论 1

1.3　仪器分析发展趋势 2

参考文献 2

2.1　光谱分析导论 5

2.1.2　电磁波谱 5

2.1.1　光的性质 5

第2章　分子吸收光谱分析 5

一、光学分析法（波谱分析） 5

2.1.3　分子能级与分子光谱的形成 6

2.2　红外吸收光谱分析（IR） 7

2.2.1　概述 7

2.2.2　红外吸收光谱分析基本原理 8

2.2.3　红外吸收光谱与分子结构的关系 12

2.2.4　影响基团频率位移的因素 16

2.2.5　红外分光光度计及样品制备技术 18

2.2.6　红外吸收光谱法的应用 21

2.2.7　红外光谱法在环境科学中的应用实例 23

2.2.8　红外光谱技术的进展 25

思考题与习题 27

2.3　紫外吸收光谱分析（UV） 28

2.3.1　概述 28

2.3.2　紫外吸收光谱分析的基本原理 28

2.3.3　分子结构与紫外吸收光谱 31

2.3.4　影响紫外吸收光谱的因素 36

2.3.5　紫外－可见分光光度计 37

2.3.6　紫外吸收光谱的应用 39

2.3.7 紫外吸收光谱法在环境科学中的应用案例 42

思考题与习题 44

第3章　分子发光分析 46

3.1　概述 46

3.2　分子荧光分析法 46

3.2.1　分子荧光的产生 46

3.2.2　激发光谱和发射光谱 47

3.2.3　荧光发射及影响因素 48

3.2.4　荧光分光光度计 51

3.2.5　荧光定量分析方法 52

3.2.6　荧光测定技术进展及在环境科学中的应用 53

3.3　化学发光法 54

3.3.1　化学发光分析的基本原理 54

3.3.2　化学发光反应及应用 54

3.3.3　化学发光法在环境科学中的应用实例 57

思考题与习题 58

第4章　原子光谱分析 59

4.1　原子发射光谱分析（AES） 59

4.1.1　概述 59

4.1.2　原子发射光谱分析基本原理 59

4.1.3　光谱分析仪器 63

4.1.4　分析方法 69

4.1.5　原子发射光谱分析在环境科学中的应用实例 72

4.2　原子吸收光谱分析（AAS） 74

4.2.1　概述 74

思考题与习题 74

4.2.2　原子吸收光谱分析的基本原理 75

4.2.3　原子吸收分光光度计 78

4.2.4　干扰及其消除方法 81

4.2.5　原子吸收光谱分析的实验技术 83

4.2.6　原子吸收光谱分析的应用和进展 86

思考题与习题 87

5.2　核磁共振基本原理 89

5.2.1　原子核的磁矩 89

5.1　概述 89

第5章　核磁共振波谱分析（NMR） 89

5.2.2 自旋核在外加磁场中的取向数和能级 90

5.2.3　核的回旋 90

5.2.4　核跃迁与电磁辐射（核磁共振） 91

5.2.5　核的自旋弛豫 91

5.3　核磁共振波谱仪与实验方法 92

5.3.1　仪器原理及组成 92

5.4.1　化学位移的产生 93

5.4　化学位移与核磁共振波谱图 93

5.3.2　样品处理 93

5.4.2　化学位移表示方法 94

5.4.3　标准氢核 94

5.4.4　影响化学位移的因素 95

5.4.5　核磁共振图谱 96

5.5　各类质子的化学位移 97

5.6　自旋－自旋裂分与自旋－自旋偶合 98

5.6.1　吸收峰裂分的原因 98

5.6.2　偶合常数 98

5.6.3　低级偶合与高级偶合 99

5.7　图谱解析 100

5.8　13C核磁共振谱 101

5.8.1　13C的化学位移 101

5.9　核磁共振技术进展 102

5.9.1 固体高分辨核磁共振谱 102

5.9.2　核磁成像 102

5.8.3　13C纵向弛豫时间T1的应用 102

5.8.2　偶合常数 102

思考题与习题 103

第6章　质谱分析（MS） 104

6.1　概述 104

6.2　质谱仪及基本原理 104

6.2.1　质谱仪 104

6.2.2　质谱仪工作过程及基本原理 107

6.2.4　质谱仪主要性能指标 108

6.2.3　双聚焦质谱仪 108

6.2.5　质谱图 109

6.3　离子主要类型 109

6.3.1　分子离子 109

6.3.2　碎片离子 110

6.3.3　亚稳离子 110

6.3.4　同位素离子 111

6.3.5　重排离子 111

6.4　质谱解析及在环境科学中的应用 112

6.4.1　分子式的确定 112

6.4.2　质谱解析 113

6.4.3　质谱在环境科学中的应用 114

6.5　质谱最新进展 116

思考题与习题 116

参考文献 117

二、电化学分析法 121

第7章　电化学分析引言 121

7.1　电化学分析的分类及应用 121

7.2　电化学电池 121

7.3.1 电极电位的产生 122

7.3　电极电位 122

7.3.2　能斯特公式 123

7.3.3　电极电位的测量 123

7.3.4　电极的极化与超电位 124

思考题与习题 125

第8章　电位分析法与离子选择性电极 126

8.1　概述 126

8.2　电位分析装置及测量仪器 126

8.3.1　玻璃电极的构造及原理 127

8.3　电位法测定溶液的pH值 127

8.3.2　溶液pH值的测定 128

8.3.3　pH标准溶液 129

8.4　离子选择性电极 129

8.4.1 离子选择性电极分类 129

8.4.2　离子选择性电极简介 129

8.4.3　生物传感器 131

8.4.4　离子敏感场效应晶体管 135

8.4.5　离子选择性电极的性能参数 135

8.5　测定离子活（浓）度的方法 136

8.5.1　直接电位法 136

8.5.2　标准曲线法 136

8.5.3　标准加入法 137

8.6　电位滴定法 138

8.7　电位分析在环境科学中的应用实例 139

思考题与习题 142

9.1.1 电解分析法的基本原理 143

第9章　电解分析法与库仑分析法 143

9.1　电解分析法 143

9.1.2　控制电位电解分析法 144

9.1.3　控制电流电解分析法 145

9.2　库仑分析法 145

9.2.1　库仑分析法的基本原理 145

9.2.2　恒电位库仑分析法 145

9.2.3　恒电流库仑分析法（库仑滴定） 146

9.2.4　库仑滴定法的特点及应用 147

9.2.5 自动库仑分析法 148

思考题与习题 149

第10章　伏安分析法 150

10.1　极谱分析法 150

10.1.1　极谱分析的基本原理 150

10.1.2　极谱定量分析 151

10.1.3　干扰电流及消除方法 153

10.2.1　单扫描极谱法 154

10.2　现代极谱方法 154

10.2.2　方波极谱法 155

10.2.3　脉冲极谱 156

10.2.4　溶出伏安法 157

10.2.5　循环伏安分析法 158

10.3　伏安法电极研究进展 159

10.3.1　超微电极 159

10.3.2　化学修饰电极 159

10.4　伏安法在环境检测中的应用实例 160

思考题与习题 163

参考文献 163

三、色谱分析法 167

第11章　色谱分析导论 167

11.1　概述 167

11.1.1 色谱的历史 167

11.1.2　色谱法分类 167

11.1.3　色谱法发展概况 168

11.2.2　色谱流出曲线 169

11.2.1　色谱分离过程 169

11.1.4　色谱法特点 169

11.2　色谱流出曲线和术语 169

11.2.3　基本术语 170

11.3　色谱法基本理论 170

11.3.1　分配平衡 170

11.3.2　保留值及其热力学性质 171

11.3.3　塔板理论 173

11.3.4　速率理论 175

11.3.5 色谱分离方程 178

思考题与习题 180

第12章　气相色谱法 181

12.1　概述 181

12.2　填充柱气相色谱仪 181

12.2.1　气路系统 181

12.2.4　检测系统 182

12.2.5　温控系统 182

12.2.2　进样系统 182

12.2.3　分离系统 182

12.2.6　记录及数据处理系统 183

12.3　气相色谱固定相 183

12.3.1　液体固定相 183

12.3.2　固体固定相 186

12.4　检测器 187

12.4.1　检测器的性能指标 187

12.3.4　填充柱的制备 187

12.3.3　合成固定相 187

12.4.2　热导池检测器 188

12.4.3　氢火焰离子化检测器 190

12.4.4　电子捕获检测器 191

12.4.5　火焰光度检测器 191

12.5　填充柱气相色谱操作条件的选择 192

12.5.1　固定相的选择 192

12.5.2　担体的选择 192

12.5.3　柱管的选择 192

12.6.1　定性分析 193

12.6　定性与定量分析 193

12.5.5　柱温的选择 193

12.5.6　进样条件的选择 193

12.5.4　载气及其流速的选择 193

12.6.2　定量分析 194

12.7　开管柱气相色谱法简介 196

12.7.1　开管柱的类型 196

12.7.2　开管柱的特点 196

12.8　开管柱速率理论方程 197

12.9　开管柱气相色谱操作条件的选择 198

12.9.1　柱效能 198

12.9.2　载气线速度 198

12.9.3　液膜厚度 198

12.9.4　柱温 198

12.9.5　进样量 198

12.10　气相色谱法在环境科学中的应用实例 199

思考题与习题 203

13.2　高效液相色谱基本原理 205

13.1　概述 205

第13章　高效液相色谱法 205

13.3　高效液相色谱仪 206

13.3.1　输液系统 207

13.3.2　进样系统 207

13.3.3　分离系统 208

13.3.4　检测系统 208

13.4　高效液相色谱法的类型 210

13.4.1　液－固吸附色谱法 210

13.4.2　化学键合相色谱法 212

13.4.3 离子对色谱法 215

13.4.4　离子交换色谱法 216

13.4.5　空间排阻色谱法 217

13.5　高效液相色谱方法的选择 218

13.5.1 色谱分离类型的选择 218

13.5.2　色谱分离条件的选择 219

13.6.1　毛细管电泳发展概况 220

13.6.2　毛细管电泳基本原理 220

13.6　高效毛细管电泳 220

13.6.3　毛细管电泳主要分离模式 223

13.6.4　毛细管电泳仪 225

13.7　高效液相色谱法在环境科学中的应用实例 226

思考题与习题 230

参考文献 231

14.1.1 色谱联用的接口技术 235

14.1　色谱联用技术概述 235

第14章　色谱联用技术 235

四、仪器联用技术 235

14.1.2　环境分析中常用色谱联用技术简介 236

14.2　气相色谱－质谱联用（GC-MS） 237

14.2.1 气相色谱－质谱联用概述 237

14.2.2　气相色谱－质谱联用仪器系统 238

14.2.3 气相色谱－质谱联用的接口技术 239

14.2.4　气相色谱－质谱联用中的衍生化技术 241

14.2.5　气相色谱－质谱联用质谱谱库和计算机检索 242

14.2.6　气相色谱－质谱联用技术在环境科学中的应用 243

14.3　液相色谱－质谱联用（LC-MS） 249

14.3.1　LC-MS概述 249

14.3.2　LC-MS联用的系统组成及工作原理 249

14.3.3　LC-MS联用的接口技术 250

14.3.4　LC-MS分析条件的选择和优化 252

14.3.5　样品制备 254

14.3.6　LC-MS技术在环境科学中的应用实例 256

14.3.7　毛细管电泳－质谱联用技术简介（CE-MS） 259

14.4　色谱－傅里叶变换红外光谱 260

14.4.1　气相色谱－傅里叶变换红外光谱联用（GC-FTIR） 261

14.4.2　液相色谱－傅里叶变换红外光谱联用（LC-FTIR） 268

14.5　其他色谱联用技术 272

14.5.1 色谱－原子光谱联用技术 272

14.5.2　ICP-MS及色谱－ICP-MS联用技术 274

14.5.3 色谱－色谱联用技术 275

思考题与习题 277

参考文献 278