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| 編輯推薦： |
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《仪器分析》是清华大学朱永法教授二十余年“仪器分析”课程教学经验与成果的集成。《仪器分析》是教育部战略性新兴领域“十四五”高等教育系列教材，清华大学化学类教材
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| 內容簡介： |
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仪器分析是现代分析化学的重要组成部分，也是当代科学研究不可或缺的基础手段。《仪器分析》的编写建立在清华大学朱永法教授二十余年“仪器分析”课程教学基础之上。《仪器分析》在结构与内容上兼顾基础与发展、理论与实践，形成若干方面的特色。首先，经典内容与学科前沿之间的平衡。在系统介绍紫外可见光谱、红外光谱等传统方法的基础上，适度融入近年来在科研中得到广泛应用的新技术，让读者在掌握核心原理的同时，也能对仪器分析的发展趋势有所感知。其次，书中选取了若干源自科研工作的真实案例，以帮助学生更直观地理解分析方法在实际研究中的价值，从而提升学习的理解深度与获得感。再次，内容结构清晰、逻辑严谨。全书按照“分析原理—仪器结构—方法特性—典型应用”的思路组织章节，由浅入深、循序展开，力求便于不同专业背景的学生系统学习。最后，考虑到仪器分析在诸多领域的广泛应用，我们也尝试在内容中体现跨学科融合的特点，尤其关注化学、环境、生物与材料等方向的分析需求，以为“化环生材”等多学科专业的师生提供参考。
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| 關於作者： |
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朱永法清华大学化学系教授、博士生导师。主要研究方向为能源光催化、环境光催化、光催化有机合成及光催化健康。曾担任多年清华大学“仪器分析”“材料分析化学”和“电子能谱学”的本科和研究生课程教师。获教育部跨世纪优秀人才及国家自然科学基金委员会国家杰出青年科学基金资助。目前担任ScienceforEnergyandEnvironment创刊主编，GreenCarbon副主编，中国感光学会副理事长。潘成思江南大学化学与材料工程学院副教授、博士生导师。主要研究方向包括光催化剂表界面调控与水污染控制等。承担“仪器分析”“无机及分析化学”“环境化学导论”等多门本科专业核心课程的教学任务。张颖江南大学化学与材料工程学院副教授。主要研究方向包括电化学二氧化碳转化利用等。承担“仪器分析”“物理化学”等多门本科核心课程的教学任务。徐婧江南大学食品学院副研究员、博士生导师。主要研究方向包括环境催化、水污染控制和食品安全等。承担“食品分析”“学术规范与论文写作指导”“无机及分析化学实验”“生物化学实验”“食品分析实验”等多门课程的教学任务。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1仪器分析的重要性
1.1.1仪器分析在分析化学中的地位和作用
1.1.2仪器分析在各种科学领域中的重要性
1.2仪器分析的发展历史
1.3仪器分析的分类
1.3.1以方法原理分类
1.3.2以分析目的分类
1.3.3以试样用量分类
1.4仪器分析的特点及性能指标
1.4.1仪器分析的特点
1.4.2仪器分析评价指标
1.5仪器分析的发展趋势
1.6分析方法的流程
1.7仪器分析的学习方法
参考文献
思考题
第2章紫外-可见吸收光谱法
2.1概述
2.1.1发展历史
2.1.2特点
2.2基本概念与原理
2.2.1紫外-可见吸收光谱的原理
2.2.2朗伯-比尔定律
2.3影响因素
2.3.1共轭效应的影响
2.3.2取代基的影响
2.3.3溶剂的影响
2.4信息特征
2.4.1有机化合物的紫外-可见吸收光谱
2.4.2无机化合物的紫外-可见吸收光谱
2.5分析方法
2.5.1分光光度滴定法
2.5.2差示分光光度法
2.5.3导数分光光度法
2.5.4反射光谱法
2.6仪器部件
2.6.1基本结构
2.6.2工作原理
2.6.3分光光度计的校正
2.7分析条件
2.7.1仪器测量条件
2.7.2显色反应条件的选择
2.7.3参比溶液的选择
2.7.4溶剂的选择
2.8分析应用
2.8.1定性分析
2.8.2定量分析
2.8.3化合物纯度检验
2.9材料应用
2.9.1半导体材料的光吸收特征
2.9.2材料缺陷结构的表征
2.9.3有机半导体超分子结构的表征
参考文献
思考题
第3章红外光谱法
3.1概述
3.1.1发展历史
3.1.2特点
3.2基本概念与原理
3.2.1产生条件
3.2.2划分范围
3.2.3分子振动与红外吸收
3.2.4谱带强度的表示方法
3.3影响因素
3.3.1影响谱带强度的因素
3.3.2影响基团频率的因素
3.4信息特征
3.4.1基团频率
3.4.2主要基团的特征吸收峰
3.5分析方法
3.5.1红外光谱测定中的样品处理技术
3.5.2红外光谱的特殊测定技术
3.6仪器部件
3.6.1色散型红外光谱仪
3.6.2傅里叶变换红外光谱仪
3.7分析应用
3.7.1有机分子结构的红外定性分析
3.7.2红外谱图解析实例
3.7.3红外光谱定量分析
3.8材料应用
参考文献
思考题
第4章拉曼光谱分析
4.1拉曼光谱概述
4.2拉曼光谱基本概念与原理
4.2.1瑞利散射和拉曼散射
4.2.2斯托克斯散射和反斯托克斯散射
4.2.3去偏振度(或退偏比)
4.3拉曼光谱的影响因素
4.3.1拉曼活性
4.3.2拉曼光谱和红外光谱的比较
4.4拉曼光谱的信息特征
4.5拉曼光谱分析方法
4.5.1样品制备
4.5.2拉曼光谱定性分析
4.5.3拉曼光谱定量分析
4.6拉曼光谱仪器部件
4.6.1共聚焦显微拉曼光谱
4.6.2紫外拉曼光谱
4.6.3表面增强拉曼光谱
4.6.4共振拉曼光谱
4.7拉曼光谱的分析应用
4.7.1电化学反应的原位研究
4.7.2人体皮肤组织的活体研究
4.8拉曼光谱的材料应用
4.8.1无机化合物的研究
4.8.2有机化合物的研究
4.8.3高聚物的分析应用
4.8.4纳米材料的应用
4.8.5新型碳物种的研究
4.8.6半导体缺陷的研究
参考文献
思考题
第5章原子发射光谱
5.1概述
5.2基本概念与原理
5.2.1谱线波长
5.2.2谱线强度
5.3影响因素
5.4信息特征
5.4.1信息类型
5.4.2信号特征
5.4.3信号处理
5.5分析方法
5.5.1定性与半定量分析
5.5.2定量分析
5.6仪器
5.6.1进样系统
5.6.2光源
5.6.3分光系统
5.6.4检测器
5.6.5仪器类型
5.6.6原子发射光谱的最新进展
5.7分析应用
5.7.1原子发射光谱在环境分析中的应用
5.7.2原子发射光谱在其他分析领域的应用
5.8材料应用
参考文献
思考题
第6章原子吸收光谱
6.1概述
6.2基本概念与原理
6.2.1原子吸收光谱的产生
6.2.2吸收值表征
6.2.3定量分析基础
6.3影响因素
6.3.1干扰效应
6.3.2背景校正
6.4信息特征
6.4.1谱线强度
6.4.2谱线宽度
6.4.3吸收谱线的位置
6.5定量分析方法
6.5.1实验条件选择
6.5.2定量分析方法
6.6仪器
6.6.1光源
6.6.2原子化器
6.6.3分光器
6.6.4检测器
6.6.5原子吸收光谱最新进展
6.7原子吸收光谱仪的分析应用
6.8原子吸收光谱仪的材料应用
6.8.1纳米氧化锆粉体中的微量铝的测定
6.8.2高纯碳酸锂中多种杂质元素的测定
参考文献
思考题
第7章荧光光谱及分析法
7.1概述
7.1.1荧光光谱的历史与发展
7.1.2荧光光谱的特点
7.2基本概念与原理
7.2.1光致发光的现象
7.2.2电荷转移跃迁
7.2.3荧光偏振
7.2.4荧光衰减和荧光寿命
7.3影响因素
7.3.1影响发光光物理过程的内在因素
7.3.2溶液荧光与溶剂效应
7.3.3半导体中荧光猝灭
7.3.4其他因素
7.4信息特征
7.4.1稳态荧光光谱图
7.4.2稳态荧光谱强度
7.4.3瞬态荧光光谱图
7.5分析方法
7.5.1荧光分析法
7.5.2磷光分析法
7.5.3化学发光分析法
7.6仪器部件
7.6.1稳态荧光光谱仪
7.6.2瞬态荧光光谱仪
7.6.3圆偏振荧光光谱仪
7.7分析应用
7.7.1高效液相色谱-荧光法测定食用油中苯并(a)芘残留量
7.7.2荧光探针在蛋白磷酸化和糖基化检测中的应用
7.8材料应用
7.8.1全光谱的无金属卟啉超分子光催化剂高效产氧产氢
7.8.2有机半导体构筑Z型异质结实现高效率光催化全解水
参考文献
思考题
第8章X射线荧光光谱
8.1概述
8.2X射线荧光光谱法产生原理
8.3影响因素
8.3.1样品制备
8.3.2基体效应
8.3.3仪器参数
8.3.4标准样品的选择
8.4信息特征
8.4.1荧光发射
8.4.2谱线的特征
8.5分析方法
8.5.1样品制备
8.5.2定性分析
8.5.3定量分析
8.6仪器
8.6.1分类
8.6.2光源
8.6.3分光器
8.6.4检测器
8.6.5全反射X射线荧光光谱
8.6.6XRF最新进展
8.7分析应用
8.7.1矿物成分分析
8.7.2水系沉积物中的重金属含量分析
8.7.3全反射X射线荧光光谱法分析茶叶中的矿质元素
8.8材料应用
8.8.1X射线荧光光谱法用于CIGS薄膜太阳能电池中吸收层的定量分析
8.8.2X射线荧光光谱法定性和定量筛选电子电气产品中Pb、Hg、Cr、Cd和Br
参考文献
思考题
第9章X射线光电子能谱分析
9.1X射线光电子能谱概述
9.1.1X射线光电子能谱发展历史
9.1.2XPS的特点及其给出的主要信息内容
9.1.3XPS的应用领域及发展
9.2X射线光电子能谱基本概念和原理
9.2.1光电离与电离截面基本概念
9.2.2光电子的结合能概念
9.2.3XPS定性定量分析原理
9.3X射线光电子能谱的影响因素
9.3.1影响结合能的因素
9.3.2灵敏度
9.4X射线光电子能谱信息特征
9.4.1化学位移
9.4.2XPS中的伴峰
9.5X射线光电子能谱分析方法
9.5.1XPS的制样过程
9.5.2表面元素定性分析
9.5.3表面元素的半定量分析
9.5.4表面元素的化学价态分析
9.5.5元素成分沿深度方向的分析
9.5.6成像XPS分析
9.5.7XPS指纹分析技术
9.5.8俄歇参数信息
9.6X射线光电子能谱仪的结构
9.6.1样品室系统
9.6.2激发源
9.6.3能量分析器
9.6.4离子源
9.7分析应用
9.7.1催化剂表面研究
9.7.2薄膜表面和界面分析
9.8材料应用
9.8.1纳米材料表征
9.8.2电催化材料表征
参考文献
思考题
第10章电化学分析
10.1电化学分析法概述
10.2电化学分析的基本概念与原理
10.2.1电化学分析法的基本分类
10.2.2电化学分析法的应用范围
10.3电化学分析的影响因素
10.3.1影响电解和金属电沉积物性质的因素
10.3.2极限扩散电流方程及其影响因素
10.4电化学分析的信息特征
10.4.1化学电池
10.4.2电极电位
10.4.3电极的极化
10.5电化学分析方法
10.5.1电位分析法
10.5.2电解分析法
10.5.3库仑分析法
10.5.4伏安分析法
10.6电化学分析的仪器部件
10.6.1化学电池
10.6.2参比电极
10.6.3指示电极
10.6.4电位滴定装置
10.7电化学分析的分析应用
10.7.1电位分析法的应用
10.7.2库仑分析法的分析应用
10.7.3循环伏安分析法的分析应用
10.8电化学分析的材料应用
10.8.1电化学活性比表面测定
10.8.2交流阻抗的测定
10.8.3光电流测定
10.8.4电流型生物传感器
参考文献
思考题
第11章色谱分析
11.1色谱分析的概述
11.1.1色谱分析法的发展历史
11.1.2色谱法的分类
11.1.3色谱分析法的特点与局限性
11.2基本概念与分离原理
11.2.1色谱图和相关术语
11.2.2色谱分离原理
11.3色谱理论和影响因素
11.3.1塔板理论
11.3.2速率理论
11.4信息特征
11.4.1气相色谱的信息特征
11.4.2高效液相色谱的信息特征
11.4.3色谱峰展宽
11.4.4分离度
11.5分析方法
11.5.1定性分析
11.5.2定量分析
11.5.3其他辅助分析方法
11.5.4平面液相色谱法
11.6仪器部件
11.6.1气相色谱仪
11.6.2毛细管气相色谱
11.6.3气相色谱联用技术
11.6.4高效液相色谱法
11.6.5液相色谱联用技术
11.6.6毛细管电泳色谱
11.7分析应用
11.7.1气相色谱分析光解水气体成分
11.7.2环丙沙星抗生素降解浓度分析
11.8材料应用
参考文献
思考题
第12章核磁共振波谱分析
12.1核磁共振波谱概述
12.2核磁共振波谱的基本概念和原理
12.2.1核的自旋及核磁矩
12.2.2自旋核在外磁场中的行为
12.2.3核磁共振的产生
12.2.4弛豫及弛豫时间
12.3核磁共振波谱的影响因素
12.4核磁共振波谱的信息特征
12.4.1化学位移
12.4.2自旋耦合及裂分峰形
12.4.3峰面积
12.5核磁共振波谱的分析方法
12.5.1核磁共振氢谱
12.5.2核磁共振碳谱
12.5.3其他核磁共振谱
12.5.4固体核磁共振
12.6核磁共振波谱的仪器部件
12.6.1核磁共振波谱仪的基本组成
12.6.2连续波核磁共振波谱仪
12.6.3脉冲-傅里叶变换核磁共振波谱仪
12.6.4样品的制备及溶剂的选择
12.7核磁共振波谱的分析应用
12.7.1核磁共振氢谱解析及示例
12.7.2核磁共振碳谱解析及示例
12.8核磁共振波谱的材料应用
12.8.1锂-7核磁解析及示例
12.8.2固体材料核磁解析及示例
参考文献
思考题
第13章质谱分析
13.1质谱分析概述
13.2质谱分析基本概念与工作原理
13.3影响因素
13.3.1同位素
13.3.2电离方法
13.3.3质谱仪的分辨率
13.4信息特征
13.5分析方法
13.5.1质谱中离子断裂的主要类型
13.5.2质谱定性分析
13.5.3质谱定量分析
13.6质谱仪器结构
13.6.1进样系统
13.6.2离子源
13.6.3质量分析器
13.6.4检测器
13.6.5真空系统
13.6.6质谱联用技术简介
13.7分析应用
13.8材料应用
参考文献
思考题
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| 內容試閱：
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前言
仪器分析是现代分析化学的重要组成部分，也是当代科学研究不可或缺的基础手段。随着科学技术的迅速发展，研究对象不断向更复杂体系、更微观尺度和更低浓度延伸，传统化学分析方法在选择性、灵敏度以及信息获取能力等方面已难以满足新的需求。基于物理和物理化学原理而发展的各类仪器分析方法，因具有高灵敏度、高分辨率、快速检测以及易于自动化等优势，已经广泛服务于材料科学、生命科学、环境科学、食品科学、能源科学等众多领域，是科研人员获取化学与结构信息的重要途径，也是培养学生科学思维与实验技能的关键课程。因此，系统学习仪器分析的原理、方法与应用，对本科生与青年科研人员均具有重要而现实的意义。
本教材的编写建立在清华大学朱永法教授二十余年“仪器分析”课程教学基础之上。多年来，朱教授在课堂讲授、实验教学和课程改革中积累了丰富经验，并形成了系统而严谨的教学体系。本书是在其课程讲义和初稿基础上，结合江南大学相关教师的授课实践和科研特点，对内容进行了修订、补充与完善。在编写过程中，我们力求在结构与内容上做到兼顾基础与发展、理论与实践，形成若干方面的特色，谨供读者参考。首先，我们尝试在经典内容与学科前沿之间取得平衡。在系统介绍紫外可见光谱、红外光谱等传统方法的基础上，适度融入近年来在科研中得到广泛应用的新技术，希望读者在掌握核心原理的同时，也能对仪器分析的发展趋势有所感知。其次，我们书中选取了若干源自科研工作的真实案例，期望帮助学生更直观地理解分析方法在实际研究中的价值，从而提升学习的理解深度与获得感。再次，我们努力使内容结构更加清晰、逻辑更加严谨。全书按照“分析原理—仪器结构—方法特性—典型应用”的思路组织章节，由浅入深、循序展开，力求便于不同专业背景的学生系统学习。最后，考虑到仪器分析在诸多领域的广泛应用，我们也尝试在内容中体现跨学科融合的特点，尤其关注化学、环境、生物与材料等方向的分析需求，希望能够为“化环生材”等多学科专业的师生提供参考。
全书的初稿由朱永法教授在其多年教学讲义的基础上编写完成，为本书的整体框架与内容结构奠定了坚实基础。在此基础上，其他编写教师结合团队多年来的教学实践，对各章的内容重点、案例选择以及结构衔接进行了全面修订与完善。具体编写分工如下： 潘成思老师承担第1章绪论、第5章原子发射光谱、第6章原子吸收光谱、第7章荧光光谱及分析法、第8章X射线荧光光谱、第9章X射线光电子能谱分析、第11章色谱分析、第13章质谱分析的撰写和修订； 张颖老师负责编写第4章拉曼光谱分析、第10章电化学分析、第12章核磁共振波谱分析； 徐婧老师负责第2章紫外?可见吸收光谱法、第3章红外光谱法。
依据教学计划，本教材适用于 32~64 学时 的“仪器分析”课程，可根据不同专业和教学需求灵活调整授课重点与实验内容。同时，本书也可作为研究生以及科研人员查阅相关知识的参考资料。教材编写时间有限，内容难免有不尽完善之处。诚挚欢迎广大读者、同行专家提出宝贵意见，帮助我们在今后的修订中不断提高教材质量。
编者
2025年9月
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