仪器分析原理与应用PDF电子书下载

第一篇 导论及光谱/质谱法 3

第一章 分析仪器导论 3

1-1前言 3

1-2分析仪器设计原理 4

1-2-1数据域 4

1-2-2转换器 6

1-3类比（A）/数位（D）讯号转换 10

1-4分析仪器基本架构 10

1-5微电脑基本结构 11

1-6二进位及十六进位 18

第二章 光谱法导论 21

2-1电磁波及光波简介 21

2-2电磁波/物质作用及相关光谱法 25

2-2-1光吸收—分子/原子吸收光谱法 25

2-2-2光发射—分子/原子发射光谱法 27

2-2-3萤光/磷光及化学发光—萤光/磷光/化学发光光谱法 28

2-2-4光绕射—绕射光谱法 29

2-2-5光折射及反射—折射/反射光谱法 30

2-2-6光散射—散射光谱法 32

2-2-7核子及电子共振及其光谱法 33

2-2-8分子振动和转动及其光谱法 34

2-3光谱分析仪器基本结构 36

第三章 紫外线/可见光光谱法 43

3-1光谱法分析原理 43

3-1-1物质吸光原理 44

3-1-2比尔定律 48

3-1-3分子结构对吸光之影响 51

3-2仪器结构 54

3-2-1仪器基本结构 54

3-2-2光源 58

3-2-3单光器 59

3-2-4侦测器 64

3-2-5固体紫外线/可见光光谱仪 68

3-3光谱法应用 71

3-3-1生化医学分析 71

3-3-2毒品药物 73

3-3-3材料分析（奈米晶体/碳六十） 74

3-3-4环境或商品污染物分析（NO2/CH3OH） 75

3-3-5金属错合物分析及光谱滴定-Job method法 77

第四章 红外线光谱法 81

4-1红外线光谱法原理 81

4-1-1分子中原子间振动 82

4-1-2分子振动能量及频率（Vibrational Energy/Frequency） 83

4-2分散式红外线吸收光谱仪 86

4-2-1分散式红外线吸收光谱仪及应用 87

4-2-2红外线光源 88

4-2-3样品槽（Sample Cell） 89

4-2-4红外线侦测器 90

4-3非分散式红外线光谱仪及应用 93

4-3-1傅立叶转换红外线光谱仪及应用 93

4-3-2其他非分散式红外线光谱仪（CO/有机NDIR） 95

4-4反射式及全反射红外线光谱仪及应用 99

第五章 拉曼光谱法 101

5-1拉曼效应及拉曼光谱法原理 101

5-2仪器基本结构 104

5-3拉曼光谱 105

5-4傅立叶转换拉曼（FT- Raman）光谱仪 109

5-5雷射光源 110

第六章 分子萤光、磷光及化学发光光谱法 115

6-1分子萤光及磷光光谱法原理 116

6-2萤光光谱仪结构 120

6-3萤光物质及萤光量子产率（Quantum yield） 122

6-4萤光光谱法在化学分析应用 125

6-5磷光光谱仪结构 129

6-6化学发光光谱法 131

第七章 原子光谱法 135

7-1原子光谱法简介 135

7-2原子吸收光谱法 144

7-2-1仪器结构 144

7-2-2火焰/雾化室 145

7-2-3非火焰原子吸收光谱法 148

7-2-4光源 151

7-2-5背景校正 155

7-2-6离子化、分子及其他杂讯干扰 159

7-3原子发射光谱法 162

7-3-1仪器结构 163

7-3-2火焰发射光谱法 164

7-3-3电弧发射光谱法 166

7-3-4电花发射光谱法 167

7-3-5感应耦合电浆发射光谱法 168

7-3-6直流电浆发射光谱法 170

7-4原子萤光光谱法 171

7-5原子光谱法之应用 174

第八章 核磁共振谱法 175

8-1核磁共振谱法原理 175

8-2傅立叶转换核磁共振仪（FTNMR） 180

8-3化学迁移 184

8-4弛缓时间 191

8-5固态核磁共振法 195

8-6核子奥佛豪瑟效应及迁移试剂 198

8-6-1核子奥佛豪瑟效应 199

8-6-2迁移试剂 200

8-7磁共振造影技术 201

8-8二维核磁共振法 204

第九章 电子自旋共振谱法 209

9-1电子自旋共振法原理 209

9-2电子自旋共振仪之仪器结构 212

9-3电子自旋共振法之应用 215

第十章 X光光谱法 219

10-1 X光及X光光谱法简介 220

10-1-1 X光源 221

10-1-2 X光侦测器 224

10-1-3 X光光谱法简介 230

10-2 X光吸收光谱法 232

10-3 X光萤光谱法（XRF） 237

10-4 X光绕射光谱法 240

10-5 （X光）电脑断层扫瞄摄影医学诊断分析法 246

第十一章 质谱法 249

11-1质谱分析原理及仪器基本结构 250

11-2 质谱仪离子化源 253

11-2-1电子撞击离子化源 253

11-2-2化学离子化源 255

11-2-3场游离法及场脱附 257

11-2-4电洒及热洒游离法（ESI/TSI） 259

11-2-5 Laser源及MALDI技术 261

11-2-6热离子化源（TI） 263

11-2-7离子源（Ion source）及二次离子质谱仪（SIMS） 264

11-2-8快速原子撞击（FAB ）离子化源 266

11-2-9电花源及电花源质谱仪 267

11-2-10电浆源及感应耦合电浆质谱仪 269

11-3 加速电场及介稳离子 270

11-4质量分析器 272

11-4-1磁场分析器 272

11-4-2电场/磁场双聚焦分析器 274

11-4-3四极柱分析器 275

11-4-4飞行时间式（TOF）分析器 279

11-4-5离子阱及离子回旋共振 280

11-4-6傅立叶转换质谱仪（FTMS ）分析器 282

11-5离子侦测器 284

11-6同位素质谱求化合物分子式法 287

11-7 串联质谱法简介 291

第二篇 层析分析法 299

第十二章 层析导论 299

12-1层析法简介 300

12-1-1层析法基本原理及种类 300

12-1-2层析仪基本结构 304

12-2层析管柱效率 305

12-2-1分配系数 305

12-2-2理论板高（HETP）及理论板数（N） 308

12-2-3解析度（R） 311

12-3范第姆特方程式（Van Deemter equation） 313

12-4斯奈德方程式（Snyder equation） 317

第十三章 气相层析法 319

13-1气相层析仪器结构及分离管柱 320

13-2 气相层析侦测器 324

13-2-1热导侦测器（TCD） 325

13-2-2火焰游离侦测器（FID）及鹼金属盐火焰游离侦测器AFI 326

13-2-3电子捕获侦测器（ECD） 328

13-2-4火焰光度侦测器（FPD） 329

13-2-5气体密度侦测器 330

13-3 Kovats Index气相层析分析法 331

13-4热解气相层析法 333

13-5无机金属气相层析法 334

13-6 串联气相层析法 335

第十四章 液相层析/超临界流体层析法 339

14-1高效能液相层析法（HPLC） 339

14-1-1 HPLC法原理及仪器结构 340

14-1-2高压泵及样品注入器 342

14-1-3 HPLC分离管柱及固定相材料 343

14-1-4 HPLC侦测器及LC/MS 346

14-2离子层析法 351

14-3毛细管电泳法 356

14-4凝胶渗透层析法（GPC） 361

14-5流动注入分析法（FIA） 367

14-6高效能薄层层析法（High Performance TLC） 368

14-7其他液相层析法 371

14-7-1亲和层析法 371

14-7-2逆流层析法 372

14-7-3流体动力层析法 373

14-8超临界流体层析及萃取法 375

第三篇 微电脑界面仪器分析应用 381

第十五章 微电脑界面（一）-逻辑闸、运用放大器及类比/数位转换器 381

15-1逻辑闸 382

15-1-1逻辑闸AND、NAND、OR、NOR及NOT 382

15-1-2逻辑闸FOR or XOR及ENOR or XNOR 386

15-1-3布林定律 388

15-2 运算放大器 390

15-2-1运算放大器特性、种类与放大原理 390

15-2-2运算放大器（OPA）应用 393

15-3 类比-数位转换器 401

15-3-1数位/类比转换器（DAC） 401

15-3-2类比/数位转换器（ADC） 404

15-3-3类比-数位转换器应用 410

第十六章 微电脑界面（二）-计数器、输出/输入元件及单晶微电脑 413

16-1输出/输入晶片 414

16-1-1 PPI8255/8155晶片 414

16-1-2 PIA 6821晶片 417

16-1-3解码器 420

16-1-4继电器 422

16-2振荡器及计数器 425

16-2-1振荡器 425

16-2-2计数器 428

16-3单晶微电脑 430

16-3-1单晶微电脑MCS-48及51系列 432

16-3-2单晶微电脑PIC-16C7x及16F8x系列 434

16-3-3单晶微电脑执行程式及烧录 436

16-3-4单晶微电脑之应用 438

16-4串列/并列传送组件 439

16-4-1串列传送元件RS232 440

16-4-2并列传送元件IEEE488 442

第十七章 微电脑界面（三）-半导体、二极体/电晶体及滤波器 443

17-1半导体简介 443

17-1-1半导体特性 444

17-1-2半导体分类 447

17-1-3半导体矽晶圆规格 449

17-2二极体 450

17-2-1二极体基本结构及特性 450

17-2-2功能性二极体 453

17-2-3二极体组成之仪器元件 458

17-3电晶体及其应用 462

17-4诱电性液晶显示器及记忆体 465

17-5 RC/LR线路 467

17-5-1 RC线路 468

17-5-2电感器及LR线路 476

17-6仪器杂讯及处理 479

17-6-1仪器讯号/杂讯比（S/N ）、灵敏度及侦测下限 479

17-6-2仪器杂讯来源 481

17-6-3仪器杂讯处理 483

第四篇 电化学分析法 489

第十八章 电化学法导论及电位分析法 489

18-1电化学分析法导论 489

18-1-1电化学分析法种类及法拉第法/非法拉第法 490

18-1-2电化学物质之扩散、迁移及对流 492

18-1-3电双层及扩散层 494

18-2电位法之电位及电极简介 495

18-2-1电化学电池电位 495

18-2-2能斯特方程式（Nernst Equation）及电极电位 496

18-2-3参考电极 499

18-3 电位法之指示电极 501

18-3-1金属指示电极 502

18-3-2 pH电极及离子选择性电极 503

18-3-3电位式气体感应电极 514

18-3-4电位式酵素电极 516

18-4电位滴定法 519

18-5电位法测定化合物分解及形成反应平衡常数（Ksp ’ Ka，Kf） 522

第十九章 电化学伏安电流分析法 525

19-1伏安电流分析法简介 526

19-2极谱法 527

19-2-1极谱仪基本结构及原理 528

19-2-2线性扫瞄极谱法 532

19-2-3脉冲/微分脉冲极谱法 533

19-2-4方波伏安法/极谱法 534

19-3循环伏安法（CV） 535

19-4剥除伏安法 538

19-5液动式伏安法及其应用 540

19-5-1伏安氧电极（Voltammetric O2 Electrode） 测氧法 540

19-5-2伏安酵素电极生化测定法 542

19-5-3伏安电流滴定法 544

19-5-4旋转圆盘电极伏安法 545

19-6伏安电流式气体侦测器 548

第二十章 电重量/电量/电导性分析法 551

20-1电重量分析法 551

20-2电解分离分析法 555

20-3库仑电量分析法 556

20-3-1定电压式库仑电量分析法 557

20-3-2定电流式库仑电量法 558

20-3-3库仑电量滴定法 559

20-3-4库仑电量式气体侦测器 560

20-4电导性分析法 562

20-4-1电导及测定仪器 562

20-4-2电导滴定法 565

20-4-3导电式半导体气体侦测器 566

第五篇 电子/原子显微镜表面分析法 571

第二十一章 电子显微镜/能谱仪表面分析法 571

21-1电子显微镜/能谱仪导论 572

21-1-1电子显微镜/能谱仪种类 572

21-1-2电子源 574

21-1-3真空系统 576

21-1-4电子侦测器 579

21-1-5电子显微镜之解析度 581

21-2扫瞄式电子显微镜（SEM） 583

21-3穿透式电子显微镜（TEM） 586

21-4化学分析电子能谱仪（ESCA）或X光光电子能谱仪（XPS） 589

21-5欧杰电子能谱仪（AES） 597

21-6电子探针微分析仪（EPMA ）/电子激发X射线能量分散能谱仪（EE-EDS ） 603

21-7电子绕射仪 608

21-8电子能量损失谱仪（EELS） 612

第二十二章 原子尺度扫瞄式探针显微镜法及表面分析法 617

22-1原子尺度扫瞄式探针显微镜法及表面分析法导论 618

22-2接触式扫瞄显微镜 622

22-2-1扫描穿隧显微镜法（STM） 622

22-2-2原子力显微镜法（AFM） 626

22-2-3化学力/摩擦力显微镜法（CFM/FFM）-接触型扫瞄作用力显微镜法（C-SFM） 632

22-3非接触式扫瞄作用力显微镜法（NC-SFM）-磁力/静电力显微镜法（MFM/EFM）） 635

22-4扫瞄近场显微镜法（SNFM） 637

22-5离子显微镜及相关技术 643

22-5-1场离子显微镜（FIM） 643

22-5-2氦离子显微镜（HIM） 644

22-5-3聚焦离子束（FIB）技术 646

22-5-4拉塞福反向散射谱法（RBS） 649

第六篇 放射及生化/环境分析法 655

第二十三章 放射化学分析法 655

23-1放射性同位素的放射线与活性 656

23-2放射线及中子侦测法 661

23-3核反应及核子反应炉 666

23-4中子化学分析法 673

23-4-1中子活化分析法（NAA） 674

23-4-2中子绕射分析法 676

23-5放射性同位素在化学分析应用 678

23-5-1同位素稀释分析法 678

23-5-2同位素定年法 680

23-5-3放射线免疫分析法 683

23-6放射性同位素在医学诊断/治疗应用 685

23-6-1放射性核子扫瞄造影术 685

23-6-2放射性核子（Co-60，P-32/Y-90/I-131）医学治疗法 692

第二十四章 环境污染物分析法 697

24-1空气污染及污染物分析 698

24-1-1一氧化碳（CO）污染及侦测法 699

24-1-2二氧化氮/一氧化氮污染及侦测 702

24-1-3二氧化硫（SO2）污染及侦测法 709

24-1-4二氧化碳（CO2）污染及侦测法 713

24-1-5空气中有机物污染物及侦测法 715

24-1-6空气中粒状污染物及侦测法 723

24-2水污染及污染物分析 724

24-2-1重金属/阴离子污染及侦测法 724

24-2-2水中有机污染物及侦测法 732

24-3绝缘油中多氯联苯（PCB）污染及侦测法 736

24-4土壤中农药污染及侦测法 738

第二十五章 化学/生化感测器 741

25-1化学/生化感测器概论 742

25-2压电晶体感测器（PZ） 743

25-3表面声波感测器（SAW） 751

25-4电化学感测器 759

25-5半导体感测器 763

25-6光学感测器-ATR及SPR技术 766

25-6-1衰减全反射感测器（ATR） 766

25-6-2表面电浆共振（SPR）感测器 768

25-7生化感测器 771

25-8热/温度感测器 774

第二十六章 微机电与化学/生化晶片化学分析法 781

26-1微机电系统/实验室晶片简介 782

26-1-1微机电系统（MEMS） 782

26-1-2实验室晶片（LOC） 783

26-1-3微机电技术（MEMS Technique） 784

26-1-4奈米机电技术（NEMS） 786

26-2微影技术 787

26-2-1曝光和显影 787

26-2-2光阻剂、显影剂及光罩 788

26-2-3曝光源和微影灵敏度 792

26-3蚀刻技术 794

26-4沉积技术 800

26-4-1物理蒸镀沉积技术 801

26-4-2化学蒸镀技术 804

26-4-3电化学沉积 807

26-4-4离子布植及离子镀膜法 809

26-5化学晶片 811

26-5-1毛细管电泳微晶片 811

26-5-2电化学微感测器晶片 813

26-5-3微光学系统晶片 814

26-5-4微气体层析系统晶片（μ-GC Chip） 815

26-6生物晶片 816

26-6-1基因晶片 816

26-6-2生化感测器晶片 818

26-6-3蛋白质晶片 821

26-6-4聚合酶连锁反应微晶片 823

第二十七章 热分析法 825

27-1热重分析法（TGA） 826

27-2热差分析法（DTA） 829

27-3微差扫描热量法（DSC） 830

参考文献 835

索引 869