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第1章 绪论1

1.1环境科学中的仪器分析1

1.2仪器分析的分类1

1.3仪器分析发展趋势2

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50

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165

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保留值及其热力学性质188

11.3.3塔板理论190

11.3.4速率理论192

11.3.5色谱分离方程196

思考题与习题198

第12章 气相色谱法200

12.1概述200

12.2填充柱气相色谱仪200

12.2.1气路系统201

12.2.2进样系统201

12.2.3分离系统201

12.2.4检测系统201

12.2.5温控系统201

12.2.6记录及数据处理系统202

12.3气相色谱固定相202

12.3.1液体固定相202

12.3.2固体固定相207

12.3.3合成固定相207

12.3.4填充柱的制备208

12.4检测器208

12.4.1检测器的性能指标208

12.4.2热导池检测器210

12.4.3氢火焰离子化检测器211

12.4.4电子捕获检测器212

12.4.5火焰光度检测器213

12.5填充柱气相色谱操作条件的选择214

12.5.1固定相的选择214

12.5.2担体的选择214

12.5.3柱管的选择214

12.5.4载气及其流速的选择215

12.5.5柱温的选择215

12.5.6进样条件的选择215

12.6定性与定量分析215

12.6.1定性分析215

12.6.2定量分析216

12.7开管柱气相色谱法简介218

12.7.1开管柱的类型218

12.7.2开管柱的特点219

12.8开管柱速率理论方程220

12.9开管柱气相色谱操作条件的选择221

12.9.1柱效能221

12.9.2载气线速度221

12.9.3液膜厚度221

12.9.4柱温221

12.9.5进样量221

思考题与习题222

第13章 高效液相色谱法224

13.1概述224

13.2高效液相色谱基本原理224

13.3高效液相色谱仪226

13.3.1输液系统226

13.3.2进样系统229

13.3.3分离系统229

13.3.4检测系统230

13.4高效液相色谱法的类型234

13.4.1液-固吸附色谱法234

13.4.2化学键合相色谱法236

13.4.3离子对色谱法239

13.4.4离子交换色谱法241

13.4.5空间排阻色谱法242

13.5高效液相色谱方法的选择243

13.5.1色谱分离类型的选择243

13.5.2色谱分离条件的选择244

13.6高效毛细管电泳245

13.6.1毛细管电泳发展概况245

13.6.2毛细管电泳基本原理246

13.6.3毛细管电泳主要分离模式249

13.6.4毛细管电泳仪251

思考题与习题253

参考文献253

四、仪器联用技术257

第14章 色谱联用技术257

14.1色谱联用技术概述257

14.1.1色谱联用的接口技术257

14.1.2环境分析中常用色谱联用技术简介258

14.2气相色谱-质谱联用（CC-MS）259

14.2.1气相色谱-质谱联用概述259

14.2.2气相色谱-质谱联用仪器系统260

14.2.3气相色谱-质谱联用的接口技术261

14.2.4气相色谱-质谱联用中的衍生化技术264

14.2.5气相色谱-质谱联用质谱谱库和计算机检索265

14.2.6气相色谱-质谱联用技术在环境科学中的应用267

14.3液相色谱-质谱联用（LC-MS）267

14.3.1 LC-MS概述267

14.3.2 LC-MS联用的系统组成及工作原理268

14.3.3 LC-MS联用的接口技术268

14.3.4 LC-MS分析条件的选择和优化271

14.3.5样品制备274

14.3.6 LC-MS技术在环境科学中的应用276

14.3.7毛细管电泳-质谱联用技术简介（CE-MS）276

14.4色谱-傅里叶变换红外光谱278

14.4.1气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（GC-FTIR）278

14.4.2液相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（LC-FTIR）284

14.5其他色谱联用技术288

14.5.1色谱-原子光谱联用技术288

14.5.2ICP-MS及色谱-ICP-MS联用技术291

14.5.3色谱-色谱联用技术292

思考题与习题295

参考文献296