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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