本書共分五篇,第一篇為光譜分析概論;第二篇為原子發(fā)射光譜分析,包括火花放電原子發(fā)射光譜分析、電弧原子發(fā)射光譜分析、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析、微波等離子體原子發(fā)射光譜分析、輝光放電原子發(fā)射光譜分析、激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析以及火焰原子發(fā)射光譜分析;第三篇為原子吸收光譜分析,包括火焰原子吸收光譜分析及無火焰原子吸收光譜分析技術(shù);第四篇為原子熒光光譜分析,包括蒸氣發(fā)生無色散原子熒光分析技術(shù);第五篇為X射線熒光光譜分析,包括波長色散X射線熒光光譜、能量色散X射線熒光光譜及微區(qū)X射線熒光光譜分析技術(shù)。
1.《原子光譜分析》為國家出版基金資助項(xiàng)目。
2.《分析化學(xué)手冊(cè)》自上世紀(jì)80年代出版以來,經(jīng)歷了幾次更新,為分析科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。手冊(cè)第三版繼續(xù)凝聚了我國分析化學(xué)界的知名專家,由10位院士和多位長江學(xué)者、杰出青年基金獲得者和經(jīng)驗(yàn)豐富的專家組成編委會(huì),汪爾康院士擔(dān)任編委會(huì)主任。
3.《原子光譜分析》為手冊(cè)第三版新增分冊(cè),系統(tǒng)介紹了各種原子光譜分析技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)、原理、儀器、定性定量分析方法和應(yīng)用。
4.《原子光譜分析》給出了準(zhǔn)確的概念和定義,詳實(shí)的分析方法,豐富的數(shù)據(jù),海量的應(yīng)用實(shí)例,可查閱性強(qiáng),便于讀者閱讀。
5.《原子光譜分析》適合化學(xué)、化工、材料、冶金、地質(zhì)、礦產(chǎn)、環(huán)境、生物等領(lǐng)域的技術(shù)人員和科研人員閱讀參考。
光譜分析為歷史悠久的分析技術(shù),以1666年牛頓首次引入“spectro”(光譜)一詞算起,至今已經(jīng)歷了350年,不論是基礎(chǔ)理論研究還是實(shí)用技術(shù)都不斷發(fā)展,已經(jīng)形成包含原子光譜及分子光譜分析在內(nèi),理論完善、技術(shù)成熟的分析技術(shù),出現(xiàn)了多種應(yīng)用于各種領(lǐng)域的光譜分析儀器,成為各個(gè)分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室必備的基礎(chǔ)分析手段。作為供化學(xué)工作者使用的分析技術(shù)專業(yè)工具書,《分析化學(xué)手冊(cè)》從第二版起便將光譜分析單獨(dú)成冊(cè),列為手冊(cè)的第三分冊(cè)《光譜分析》,匯集了原子光譜、分子光譜的各種分析技術(shù)和方法的資料,成為各行業(yè)中從事光譜分析的技術(shù)人員和分析化學(xué)工作者的案頭工具書。
第二版出版至今已經(jīng)歷了18個(gè)年頭,這期間光譜分析在儀器設(shè)備、測(cè)量技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域又有很大發(fā)展,出現(xiàn)多種新的分析技術(shù)和新的儀器類別,使光譜分析發(fā)展形成了兩大門類(原子光譜和分子光譜)、四大分析類型(發(fā)射光譜分析、吸收光譜分析、熒光光譜分析和拉曼光譜分析)、多種分析儀器的完整體系。為了滿足這一發(fā)展所帶來的需求,本次再版將《分析化學(xué)手冊(cè)》第二版第三分冊(cè)《光譜分析》分成了兩冊(cè)——3A為《原子光譜分析》,3B為《分子光譜分析》,重新編排改版,以反映21 世紀(jì)以來高新技術(shù)發(fā)展在光譜分析上的技術(shù)進(jìn)步及應(yīng)用拓展。
本書為《分析化學(xué)手冊(cè)》(第三版)3A分冊(cè)《原子光譜分析》。本分冊(cè)在第二版原子光譜分析相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,按照原子光譜已自成體系的原子發(fā)射光譜(AES)、原子吸收光譜(AAS)、原子熒光光譜(AFS)及X 射線熒光光譜(XRF)四大部分,獨(dú)立成篇,原子發(fā)射光譜篇?jiǎng)t按各類分析技術(shù)手段分章進(jìn)行編撰。
第一篇光譜分析概論保持第二版的框架結(jié)構(gòu),保留光譜分析有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容和原子光譜分析共通的基礎(chǔ)理論資料,作為光譜分析的基礎(chǔ)篇。
第二篇原子發(fā)射光譜分析按現(xiàn)代原子發(fā)射光譜分析技術(shù)類型分章編撰,包括火花放電/電弧直讀光譜、電感耦合等離子體(ICP)/微波等離子體(MP)發(fā)射光譜、輝光放電光譜(GDS)、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)等分析技術(shù),并保留了經(jīng)典的攝譜法光譜分析技術(shù)、火焰發(fā)射光
譜分析技術(shù)的內(nèi)容,以備參考查閱。章節(jié)安排和內(nèi)容均有較大改變和補(bǔ)充,微波等離子體光譜分析、輝光放電光譜分析及激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析均為新增內(nèi)容。
第三篇原子吸收光譜分析將第二版中原子吸收與原子熒光光譜分析法分開,單獨(dú)成篇,在第二版的基礎(chǔ)上,增編了近十多年來AAS 的技術(shù)發(fā)展內(nèi)容,增加連續(xù)光源原子吸收光譜分析技術(shù)和新型儀器結(jié)構(gòu),以及近十幾年來的應(yīng)用實(shí)例和標(biāo)準(zhǔn)分析方法,內(nèi)容上有較大程度的更新。
第四篇原子熒光光譜分析對(duì)第二版中相關(guān)章節(jié)進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)充和較大程度的更新,增添了色散原子熒光光譜分析技術(shù)及其應(yīng)用內(nèi)容,并收列了在國內(nèi)發(fā)展很快、應(yīng)用廣泛的蒸氣發(fā)生-原子熒光光譜(VG-AFS)分析實(shí)驗(yàn)技術(shù),以及近期發(fā)展的色譜-原子熒光光譜聯(lián)用技術(shù)在形態(tài)分析上的應(yīng)用內(nèi)容。增加了具有我國特色的VG-AFS 分析儀器結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用和分析標(biāo)準(zhǔn)
方法。
第五篇X 射線熒光光譜分析在第二版的基礎(chǔ)上,按波長色散X 射線熒光(WDXRF)光譜和能量色散X 射線熒光(EDXRF)光譜分析技術(shù),兩大類型XRF 的儀器及其應(yīng)用進(jìn)行編撰。除保留第二版中有關(guān)X 射線熒光光譜分析的基本物理參數(shù)表格作為附表收列外,所有內(nèi)容均重新編撰,加強(qiáng)基本理論、現(xiàn)代XRF 光譜儀結(jié)構(gòu)、定量分析方法和制樣技術(shù)等系統(tǒng)內(nèi)容,增加了現(xiàn)代微區(qū)X 射線光譜分析及形態(tài)分析原理和技術(shù)章節(jié),增加了XRF 分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)方法的內(nèi)容。
本分冊(cè)由北京理化分析測(cè)試技術(shù)學(xué)會(huì)光譜專業(yè)委員會(huì)組織修編,主編鄭國經(jīng),副主編羅立強(qiáng)、符斌、張錦茂。第一篇及第二篇第三、第五、第十章由鄭國經(jīng)編寫,第四章由趙雷編寫,第六章由羅倩華和鄭國經(jīng)編寫,第七章由金欽漢編寫,第八章由余興編寫,第九章由張勇和余興編寫;第三篇由符斌、高介平、馮先進(jìn)和唐凌天編寫;第四篇由張錦茂、梁敬編寫;第五篇由羅立強(qiáng)、詹秀春、卓尚軍、沈亞婷、曾遠(yuǎn)、唐力君等編寫。全書由鄭國經(jīng)統(tǒng)稿。
在修訂過程中本書責(zé)任編輯給予了大力協(xié)助,組織審稿,給出了十分寶貴的修改意見,為本次 修版的完成傾注了大量精力,在此對(duì)本書責(zé)任編輯及審稿者表示衷心感謝。
因編撰者在專業(yè)知識(shí)面及學(xué)術(shù)水平上的局限,本書的不足之處在所難免,尚祈分析化學(xué)界專家及廣大讀者批評(píng)指正,為所企盼。
編者
2016年5月于北京
鄭國經(jīng),原北京首鋼冶金研究院教授級(jí)高工,北京理化分析測(cè)試學(xué)會(huì)副理事長,北京光譜學(xué)會(huì)理事長,長期從事特種金屬材料化學(xué)檢測(cè)和分析方法研究及技術(shù)開發(fā)工作,承擔(dān)與新材料研發(fā)相關(guān)的化學(xué)方面的研究任務(wù)和技術(shù)管理工作。在成分化學(xué)分析、痕量元素化學(xué)分析及原子吸收光譜、等離子體發(fā)射光譜儀器分析方面積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。著有《原子發(fā)射光譜分析技術(shù)及應(yīng)用》。
第一篇 光譜分析概論
第一章 光譜分析導(dǎo)論2
第一節(jié) 有關(guān)物質(zhì)的輻射和光學(xué)性能2
一、電磁輻射的基本性質(zhì)2
二、電磁輻射與物質(zhì)的作用4
三、電磁波譜6
四、光學(xué)性能的相關(guān)術(shù)語6
第二節(jié) 光譜的分類及有關(guān)定律、定義9
一、光譜的形狀9
二、光譜類型 10
三、光譜分析法 10
四、光譜分析法的定律和定義 11
第三節(jié) 光譜分析法儀器概述及術(shù)語 13
一、光譜分析法儀器概述 13
二、特征及一般性能 14
三、光譜儀器組分部件的特征及性能 14
第四節(jié) 有關(guān)光譜分析的國內(nèi)外期刊文獻(xiàn)介紹 16
一、文獻(xiàn)檢索工具 16
二、光譜分析的主要期刊18
三、光譜分析相關(guān)的工具書22
參考文獻(xiàn)24
第二章 原子光譜分析基礎(chǔ)25
第一節(jié) 原子光譜分析技術(shù)的分類與發(fā)展25
一、原子光譜分析技術(shù)的分類25
二、原子光譜分析技術(shù)的發(fā)展26
第二節(jié) 原子光譜分析的基礎(chǔ)知識(shí)32
一、原子能級(jí)與原子光譜項(xiàng)32
二、原子光譜的規(guī)律性35
三、輻射躍遷51
四、譜線特性59
第三節(jié) 原子光譜的定性及定量分析140
一、光譜定性分析140
二、光譜半定量分析141
三、光譜定量分析141
參考文獻(xiàn)142
第二篇 原子發(fā)射光譜分析
第三章 原子發(fā)射光譜分析概述 144
第一節(jié) 原子發(fā)射光譜分析方法的分類 144
第二節(jié) 原子發(fā)射光譜分析過程及儀器組成 145
第三節(jié) 原子發(fā)射光譜的分析方法 146
一、定性分析 146
二、光譜半定量分析 181
三、定量分析方式 182
參考文獻(xiàn) 274
第四章 火花放電原子發(fā)射光譜分析275
第一節(jié) 火花放電原子發(fā)射光譜的分析特點(diǎn)275
一、火花放電原子發(fā)射光譜的激發(fā)光源275
二、火花放電原子發(fā)射光譜儀的結(jié)構(gòu)275
三、火花放電原子發(fā)射光譜的使用方式276
第二節(jié) 基本理論276
一、火花激發(fā)光源的特點(diǎn)276
二、火花放電的激發(fā)機(jī)理 277
三、火花光源的激發(fā)能量與電路參數(shù)的關(guān)系 278
第三節(jié) 火花放電原子發(fā)射光譜儀器 280
一、火花放電光源 280
二、分光系統(tǒng) 285
三、測(cè)量系統(tǒng) 287
四、儀器的使用與維護(hù) 301
第四節(jié) 定性及定量分析 304
一、火花源原子發(fā)射光譜分析的操作與分析方法 304
二、火花放電原子發(fā)射光譜分析樣品的要求 306
三、標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)樣品 307
四、定量分析方法 308
五、分析質(zhì)量及其監(jiān)控 309
六、火花源原子發(fā)射光譜分析的誤差來源及干擾校正 310
七、常用發(fā)射光譜分析線 311
八、常用火花放電光譜儀 313
第五節(jié) 火花放電光譜分析的應(yīng)用 315
一、金屬及合金的化學(xué)成分分析 315
二、火花放電光譜分析技術(shù)的應(yīng)用前景 326
參考文獻(xiàn) 329
第五章 電弧原子發(fā)射光譜分析 330
第一節(jié) 電弧發(fā)射光譜分析的特點(diǎn) 330
一、電弧原子發(fā)射光譜分析法概況 330
二、電弧光源的光譜分析特點(diǎn) 330
三、電弧光譜分析的定量方式 330
第二節(jié) 電弧光源的基本理論 331
一、直流電弧光源 331
二、交流電弧光源 333
三、交直流電弧光源 335
四、電弧光源的分析特性 336
第三節(jié) 儀器裝置及測(cè)定方式 338
一、電弧發(fā)射光譜分析裝置 338
二、電弧光譜分析方法 340
三、攝譜技術(shù) 348
第四節(jié) 分析方法及定量方式 406
一、電弧發(fā)射光譜分析操作 406
二、標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)樣品411
三、電弧直讀法分析的誤差來源及注意事項(xiàng)412
第五節(jié) 電弧發(fā)射光譜法的應(yīng)用412
一、應(yīng)用實(shí)例413
二、分析標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用415
參考文獻(xiàn)415
第六章 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析416
第一節(jié) 概述416
一、等離子體的概念416
二、光譜分析中的等離子體概念417
三、等離子體光譜分析的類型及其特性417
第二節(jié) 電感耦合等離子體光源419
一、ICP-AES 分析技術(shù)的發(fā)展與特點(diǎn)419
二、ICP-AES 光源的獲得及其特點(diǎn)420
三、ICP 光源的物理特性422
四、ICP 光源的光譜特性425
第三節(jié) 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀器的構(gòu)成431
一、高頻發(fā)生器431
二、ICP 炬管434
三、進(jìn)樣系統(tǒng)436
四、分光系統(tǒng)448
五、光電轉(zhuǎn)換及測(cè)量系統(tǒng)456
六、幾種常見的ICP 發(fā)射光譜儀結(jié)構(gòu)464
七、商品儀器舉例471
第四節(jié) 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀器使用與分析操作473
一、ICP 儀器工作參數(shù)的設(shè)定473
二、ICP-AES 光譜儀的使用477