《先进仪器测量技术》根据仪器的测量特点分为成分与价键分析、结构与形貌表征、物理性质测量三个部分,每部分安排5~9章,分别对大型仪器的技术概述及发展历程、基本原理、仪器结构及工作原理进行系统介绍,每章均附有2~5个实验案例,以对大型仪器的实验操作和方法进行详细指引。本书对质谱及色谱-质谱联用技术、电子探针显微分析、X射线光电子能谱、电子能量损失谱、拉曼光谱、X射线荧光光谱、核磁共振技术、电子顺磁共振波谱、电感耦合等离子体发射光谱、多晶X射线衍射、小角X射线散射、电子显微镜、原子力显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、紫外-可见-近红外显微分光光谱仪、圆偏振荧光光谱、瞬态荧光光谱等现代仪器或测试方法均有介绍,将仪器原理、操作技能与科研实践融于一体,具有很强的指导性和参考价值。
本书可供化学、材料、生物、环境等理工科专业高年级本科生和研究生使用,亦可供科研人员和仪器测试人员参考。
【个人简介】
占金华,男,山东大学化学与化工学院教授、博士生导师。研究兴趣涉及无机合成化学以及材料物理化学等领域,研究内容主要表现在原子或分子水平上控制纳米结构单元的尺寸、形状、分散度、微观结构以及表面,强调以特定的功能性质为目标实现纳米结构单元的组装,例如实现分子识别等特性。基于功能化纳米材料的优异性能,开发出可在能源、环境检测和治理以及生物医学方面有重要应用前景的材料,利用各种纳米自组装技术进一步设计出高性能微纳米器件。承担教育部“新世纪优秀人才支持计划”基金、国家自然科学基金青年基金“纳米材料与纳米结构”国家重大基础研究项目(“973”)子课题等项目。在影响因子大于10.0的期刊上发表论文30多篇,论文共获得国际刊物他引3000余次。
第一部分物质的成分与价键分析
第一章质谱及色谱-质谱联用技术2
第一节仪器结构与原理 2
第二节仪器分析实验 6
实验1-1基质辅助激光解吸附电离-飞行时间质谱分析微纳塑料 6
实验1-2高效液相色谱-串联质谱同位素稀释法测定磺胺类抗生素 7
实验1-3基于超高效液相色谱-四极杆-轨道阱质谱的代谢组学用于蜂蜜溯源分析 9
第二章电子探针显微分析12
第一节仪器结构与原理 12
第二节仪器分析实验 20
实验2-1利用电子探针分析2系铝合金第二相的Cu含量 20
实验2-2利用电子探针对钢表面渗氮层进行分析 21
第三章X射线光电子能谱23
第一节仪器结构与原理 23
第二节仪器分析实验 31
实验3-1XPS分析元素组成、含量及其价态 31
实验3-2XPS元素深度分析 32
实验3-3紫外光电子能谱分析 33
第四章电子能量损失谱36
第一节仪器结构与原理 36
第二节仪器分析实验 42
实验4-1EELS测定样品厚度、元素组成及含量 42
实验4-2基于STEM-EELS的元素分布分析 43
第五章拉曼光谱44
第一节仪器结构与原理 44
第二节仪器分析实验 50
实验5-1不同晶型二氧化钛拉曼光谱研究 50
实验5-2微塑料拉曼光谱成像研究 51
实验5-3催化反应过程的拉曼光谱分析 52
第六章X射线荧光光谱55
第一节仪器结构与原理 55
第二节仪器分析实验 61
实验6-1磷石膏成分的定量分析 61
实验6-2铁砂成分的定性分析 62
第七章核磁共振技术与谱图解析64
第一节仪器结构与原理 64
第二节仪器分析实验 71
实验7-1高功率去耦魔角旋转法检测金刚烷固体核磁共振碳谱 71
实验7-2单脉冲魔角旋转法检测固体核磁共振硅谱 73
实验7-3低场核磁共振的T2弛豫时间分析 75
实验7-4低场核磁共振成像分析 76
第八章电子顺磁共振波谱79
第一节仪器结构与原理 79
第二节仪器分析实验 86
实验8-1电子顺磁共振波谱法测定Fenton反应产生的羟基自由基 86
实验8-2电子顺磁共振波谱法检测二氧化钛中氧空位 88
实验8-3电子顺磁共振波谱法检测Cu2+及其信号拟合 90
第九章电感耦合等离子体发射光谱94
第一节仪器结构与原理 94
第二节仪器分析实验 96
实验9-1电感耦合等离子体原子发射光谱测定铝合金材料中Ti、P、B元素的含量 96
实验9-2电感耦合等离子体质谱单颗粒分析法测定银纳米颗粒含量和粒径分布 97
第二部分物质的结构与形貌表征
第十章多晶X射线衍射102
第一节仪器结构与原理 102
第二节实验项目 105
实验10-1草酸钙的多晶X射线衍射分析 105
实验10-2LiCoO2晶体结构精修 106
第十一章小角X射线散射108
第一节仪器结构与原理 108
第二节仪器分析实验 115
实验11-1小角X射线散射表征山嵛酸银的层状结构 115
实验11-2小角X射线散射表征团簇化合物的稀溶液 116
实验11-3小角X射线散射原位表征单分散纳米金的稀溶液 118
第十二章电子显微镜120
第一节仪器结构与原理 120
第二节实验项目 130
实验12-1利用透射电子显微镜中电子衍射方法分析材料的晶体结构 130
实验12-2利用透射电子显微镜中衍射衬度成像技术分析多晶材料的微观结构 132
实验12-3利用透射电子显微镜中高分辨成像技术分析材料的微观结构 133
实验12-4扫描电子显微镜在材料分析测试中的应用 135
第十三章原子力显微镜及红外联用技术137
第一节仪器结构与原理 137
第二节仪器分析实验 146
实验13-1原子力显微镜表征薄膜的形貌和厚度 146
实验13-2原子力显微镜表征纳米颗粒在液相环境中的力学性质 148
实验13-3原子力显微镜表征细胞在液相环境中的形貌 149
实验13-4原子力红外光谱检测复合材料形态结构 151
第十四章激光扫描共聚焦显微镜153
第一节仪器结构与原理 153
第二节实验项目 157
实验14-1激光扫描共聚焦显微镜在材料分析测试中的应用 157
实验14-2激光扫描共聚焦显微镜观察植物切片样品 159
实验14-3激光扫描共聚焦显微镜超高分辨成像 160
第三部分物质的物理性质测量
第十五章紫外-可见-近红外显微分光光谱163
第一节仪器结构与原理 163
第二节仪器分析实验 167
实验15-1紫外-可见-近红外显微分光光谱仪的应用与原理 167
实验15-2紫外-可见-近红外显微分光光谱仪测定二维异质结材料的微区紫外吸收光谱和荧光发射光谱 169
实验15-3紫外-可见-近红外显微分光光谱仪测定材料的偏振紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱 171
第十六章圆偏振荧光光谱173
第一节仪器结构与原理 173
第二节仪器分析实验 178
实验16-1化合物的圆偏振荧光测定 178
实验16-2圆二色光谱在蛋白质热变性研究中的应用 180
第十七章瞬态荧光光谱183
第一节仪器结构与原理 183
第二节实验项目 192
实验17-1瞬态荧光光谱仪测定钙钛矿量子点荧光寿命 192
实验17-2瞬态荧光光谱仪测定钙钛矿薄膜的荧光寿命成像 194
实验17-3瞬态荧光光谱仪测定荧光分子荧光寿命 196
实验17-4瞬态荧光光谱仪测定CdTe量子点荧光寿命 197
实验17-5稳态 瞬态荧光光谱仪在荧光猝灭研究中的应用 199
第十八章气体吸脱附法比表面积及孔径分析202
第一节仪器结构与原理 202
第二节仪器分析实验 210
实验18-1氮气吸脱附法表征多孔氧化锌的比表面积及孔径分布 210
实验18-2氮气吸脱附法表征活性炭的比表面积及孔径分布 211
第十九章Zeta电位分析214
第一节仪器结构与原理 214
第二节仪器分析实验 219
实验19-1SiO2颗粒的Zeta电位测定及其悬浮液稳定性研究 219
实验19-2纳米乳液的Zeta电位及稳定性 222
实验19-3改性聚合氮化碳Zeta电位的测定及其在抑菌中的应用 224
第二十章纳米压痕测试227
第一节仪器结构与原理 227
第二节仪器分析实验 232
实验20-1维氏硬度及纳米压痕实验 232
实验20-2测试材料中不同相的力学性能 233
实验20-3测试涂层材料的力学性能 234