《分子光谱分析》是“中国分析测试技术丛书”的一个分册。
本书共分为八章。第一章:绪论,对光谱分析的发展简史,理论基础,分子光谱分析的应用和发展进行总体概述。第二至八章:从发展简史、基本概念及原理、仪器种类和结构、仪器操作、维护与常见故障排除、方法的应用及最新进展六个方面分别对紫外-可见光谱分析、红外吸收光谱分析、荧光光谱分析、磷光光谱分析、化学发光分析、光散射光谱分析和瞬态吸收光谱分析这七种分子光谱分析技术进行深入的阐述。
本书强调理论推导与实验技术的深度融合,通过理论知识的解析到典型仪器操作和维护的介绍,再到最新研究进展的深入探讨和评述,构建从基础到前沿的知识体系,可作为仪器分析,尤其是分子光谱分析领域的研究人员、教师、研究生以及高等院校高年级本科生的教学参考书;也适用于化学、化工、食品、农业、医药、材料、地质、生命科学等领域的分析工作者阅读。
吕弋 四川大学教授,博士生导师,化学学院院长。国家级领军人才,教育部新世纪优秀人才。兼任中国分析测试协会副秘书长,中国分析测试协会高校分会副主任委员,中国光学学会光谱专业委员会副主任委员,中国化学会质谱分析专委会委员,中国检验检测学会测试装备分会副会长,国家CMA资质认证高校评审组主任评审员。担任《中国测试》副主编,Luminescence、JAAS、《光谱学与光谱分析》、《分析测试学报》等国际国内学术期刊编委。长期从事光谱与质谱分析方法及仪器部件研制工作。先后主持国家自然科学基金委重点项目等国家级和省部级项目20余项,在Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.等国内外知名学术刊物上发表论文200余篇。获中国分析测试协会科学技术奖一等奖4项,四川省自然科学奖二等奖1项。
黄承志 西南大学药学院教授、博士生导师。主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、国家重大基础研究计划(973)课题、“重大新药创制”科技重大专项等各类项目30余项。长期从事共振光谱学与光谱分析研究。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等知名学术刊物上发表论文800余篇,撰写专著2部、参编专著4部,主编教材3部,参编教材1部。获中国化学会青年化学奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖、重庆市自然科学奖一等奖等。
龚正君 西南交通大学教授、博士生导师,国家重大人才工程特聘教授,西南交通大学环境科学与工程学院院长,四川省轨道交通智慧环保与可持续发展国际科技合作基地主任、轨道交通工程污染防治四川省工程研究中心主任,中国环境科学学会特邀理事。研究方向为环境分析化学。主持国家自然科学基金区域联合基金重点项目等项目,发表学术论文180余篇,授权发明专利20余项。获国家级教学成果奖、四川省科技进步奖、中国铁道学会科学技术奖等。
占金华 山东大学化学与化工学院教授、博士生导师,中国人民政治协商会议山东省第十三届委员会委员,中国分析测试协会理事,教育部新世纪优秀人才。担任《实验室研究与探索》编委会副主任、《实验室科学》副主编等。长期从事新污染物的消除与快速检测研究。主持科技部重大研究计划课题、国家自然科学基金等国家与省部级科研项目十余项,在Angew. Chem. Int. Ed.、Anal. Chem.等期刊发表论文200余篇,授权发明专利20余项。
第一章 绪论 001~032
第一节 光谱分析导论 002
一、光谱分析的发展简史 002
二、电磁辐射及其性质 003
三、光谱分析方法及分类 005
四、光谱分析的原理 007
五、光谱分析的特点 008
第二节 分子光谱的理论基础 009
一、分子的内部运动 009
二、分子结构和能态 010
三、分子对电磁辐射的吸收、发射和散射 013
第三节 分子光谱分析技术及应用 015
一、分子光谱分析技术简史 015
二、分子光谱分析技术基本原理 018
三、分子光谱分析的主要应用 020
第四节 分子光谱分析的发展方向 026
参考文献 028
第二章 紫外-可见光谱分析及仪器 033~110
第一节 紫外-可见光谱分析发展简史 034
第二节 紫外-可见光谱的基本概念及原理 035
一、紫外-可见吸收光谱的基本原理 035
二、紫外-可见吸收光谱的定量基础 038
第三节 紫外-可见分光光度计的种类和结构 041
一、紫外-可见分光光度计的分类 041
二、典型的紫外-可见分光光度计及其特点 042
三、紫外-可见分光光度计的主要结构 046
第四节 显色反应及应用 053
一、常见有机显色剂种类 053
二、重氮化-偶合显色反应 057
三、缩合显色反应 059
四、电荷转移显色反应 061
五、离子缔合显色反应 063
六、氧化还原显色反应 064
第五节 紫外-可见光谱的定量分析 065
一、一般定量方法 065
二、多波长分光光度法 070
三、计量学分光光度法 071
四、动力学光度法 074
五、其他分光光度法 076
第六节 典型仪器软硬件操作方法 079
一、单光束紫外-可见分光光度计的一般操作 079
二、双光束紫外-可见分光光度计的一般操作 082
第七节 紫外-可见光谱仪的维护与常见故障排除 084
一、仪器的日常保养和维护 084
二、仪器常见故障排除 085
第八节 紫外-可见光谱分析的应用 087
一、在环境分析领域的应用 087
二、在生物分析领域的应用 095
三、在药物分析领域的应用 098
四、在工业分析领域的应用 101
参考文献 102
第三章 红外吸收光谱分析及仪器 111~202
第一节 红外吸收光谱分析发展简史 112
第二节 红外吸收光谱的基本概念及原理 115
一、基本概念 115
二、红外吸收光谱的产生 120
第三节 红外吸收光谱仪的种类、原理和结构 121
一、傅里叶变换型红外光谱仪 121
二、色散型红外光谱仪 123
三、红外光谱仪的联用 123
第四节 红外光谱样品制备 126
一、中红外透光材料 127
二、固体样品的制备方法 127
三、液体样品的制备方法 130
四、气体样品的制备方法 131
第五节 附件制样方法 132
一、衰减全反射法 133
二、漫反射法 136
三、镜反射法 140
四、红外偏振法 143
五、光声光谱法 145
六、红外显微法 147
第六节 典型仪器软硬件操作方法 151
一、Omnic软件及仪器的操作方法 152
二、Spectrum 10软件及仪器的操作方法 153
三、OPUS软件及仪器的操作方法 155
第七节 红外光谱数据处理技术 157
一、基线校正 157
二、平滑 158
三、光谱归一化 158
四、差谱 159
五、导数谱 159
六、傅里叶去卷积 160
七、二维红外相关谱 160
第八节 基团的振动频率分析 162
一、烷烃的特征振动频率 162
二、烯烃的特征振动频率 165
三、炔烃及其他三键、重叠双键的特征振动频率 166
四、芳烃的特征振动频率 168
五、醇、酚的振动频率 169
六、醚的振动频率 170
七、胺及铵盐的振动频率 170
八、酮的振动频率 172
九、醛的振动频率 172
十、羧酸及羧酸盐的振动频率 173
十一、酯的振动频率 174
十二、酰胺的特征振动频率 175
十三、含N有机化合物振动频率 176
十四、含S有机化合物的特征振动频率 177
十五、含P有机化合物的特征振动频率 179
十六、含Si有机化合物的特征振动频率 180
十七、有机卤化物的特征振动频率 180
十八、无机物的特征振动频率 181
第九节 红外光谱的定量分析 182
一、朗伯-比尔定律 182
二、定量峰的选择 183
三、峰高、峰面积的测量 184
四、几种定量方法的介绍 185
第十节 红外光谱仪的操作、维护与常见故障排除 188
一、红外光谱仪的开关机及测量操作 188
二、红外光谱仪的日常维护注意事项 189
三、干燥剂的再生及更换 191
四、红外光谱仪常见故障与排除 191
第十一节 红外光谱分析的应用 192
一、红外显微镜在微塑料分析中的应用 192
二、红外光谱分析方法在珠宝鉴定中的应用 194
三、红外光谱技术在催化原位测试中的应用 195
四、流变-红外联用技术实时研究聚合物固化过程 196
参考文献 199
第四章 荧光光谱分析及仪器 203~254
第一节 荧光光谱分析发展简史 204
第二节 荧光光谱的基本概念及原理 207
一、基本概念 207
二、荧光激发光谱和发射光谱 210
三、荧光寿命 213
四、荧光量子产率 214
五、荧光的猝灭 214
六、影响荧光光谱的因素 215
第三节 荧光光谱仪的种类、原理和结构 219
一、荧光分析仪的基本结构和组件 219
二、荧光光谱仪的主要技术指标 222
三、荧光光谱仪的种类 223
第四节 荧光分析方法 225
一、常规的荧光分析法 225
二、同步荧光分析法 227
三、时间分辨荧光分析法 231
四、单分子荧光检测 236
第五节 荧光光谱分析的应用 239
一、时间分辨荧光光谱 239
二、同步荧光光谱 242
三、单分子荧光光谱 243
四、近红外Ⅱ区荧光探针及荧光成像技术 245
参考文献 248
第五章 磷光光谱分析及仪器 255~298
第一节 磷光光谱分析发展简史 256
第二节 磷光光谱的基本概念及原理 258
一、分子轨道 259
二、电子激发态多重态 260
三、激发态相关过程 261
四、单重态与三重态的性质比较 265
五、磷光的特征量 266
六、磷光的影响因素 269
七、磷光猝灭 272
第三节 磷光光谱仪器的种类、原理和结构 274
一、磷光光谱仪种类 274
二、磷光仪的测量原理 277
三、磷光仪结构 277
第四节 磷光分析方法 280
一、低温磷光分析 280
二、室温磷光分析 280
三、固体磷光分析 280
四、敏化磷光分析 281
第五节 典型仪器软硬件操作方法 281
一、常见磷光仪的介绍 281
二、磷光测量参数 282
三、典型仪器软硬件操作方法 283
第六节 磷光光谱仪的操作、维护与常见故障排除 286
一、磷光光谱仪的操作 286
二、磷光光谱仪的维护 288
三、磷光光谱仪的常见故障及排除方法 289
第七节 磷光光谱分析的应用 290
一、磷光分析法在传感中的应用 291
二、磷光分析法在生物成像中的应用 291
三、磷光在多色防伪与信息加密中的应用 293
四、光源与非线性光学 293
参考文献 294
第六章 化学发光分析及仪器 299~372
第一节 化学发光分析发展简史 300
第二节 化学发光分析的基本概念及原理 301
一、基本概念 301
二、基本原理 302
三、基于小分子的化学发光 302
四、基于纳米材料的化学发光 306
第三节 化学发光分析仪的种类、原理和结构 310
一、化学发光免疫分析 311
二、电致化学发光分析 316
三、微流控芯片化学发光 322
四、催化发光 323
五、色谱-化学发光/电致化学发光 330
六、毛细管电泳-化学发光/电致化学发光 332
第四节 典型仪器软硬件操作方法 336
一、仪器组成 336
二、检测原理 337
三、仪器操作 337
第五节 化学发光分析仪的操作、维护与常见故障排除 340
一、化学发光分析仪的操作 340
二、仪器维护要点与故障排除 341
第六节 化学发光分析的应用 344
一、化学发光在分析领域中的应用 344
二、化学发光在生物医学中的应用 349
参考文献 364
第七章 光散射光谱分析及仪器 373~440
第一节 光散射光谱分析发展简史 374
一、丁达尔散射 374
二、瑞利散射 375
三、米氏散射 375
四、康普顿散射 376
五、布里渊散射 377
六、拉曼散射 378
第二节 光散射光谱分析的基本概念及原理 379
一、共振光散射光谱分析 379
二、拉曼散射光谱分析 381
第三节 共振光散射光谱分析技术 382
第四节 共振光散射光谱和成像技术 383
一、基于分子聚集体的共振光散射分析 383
二、基于等离激元纳米探针的共振光散射分析 384
第五节 拉曼散射光谱分析 386
第六节 增强拉曼光谱成像技术 387
一、相干拉曼散射 387
二、基于等离激元的增强拉曼散射 390
第七节 光散射光谱分析仪的种类、原理和结构 393
一、共振光散射光谱仪 393
二、拉曼散射光谱仪 395
第八节 典型仪器软硬件操作方法 397
一、整体溶液共振光散射测量的操作方法 397
二、暗场显微镜和光谱仪操作方法 398
三、共焦显微拉曼光谱仪操作方法 404
第九节 散射光谱分析仪的维护与常见故障排除 407
一、分光光度计的维护和故障排除 408
二、暗场显微镜及光谱仪的维护和故障排除 408
三、共焦拉曼显微光谱仪的维护和故障排除 409
第十节 光散射光谱分析的应用及进展 410
一、共振光散射光谱分析的应用及进展 410
二、拉曼散射光谱分析的应用及进展 418
参考文献 427
第八章 瞬态吸收光谱分析及仪器 441~470
第一节 瞬态吸收光谱分析发展简史 442
第二节 瞬态吸收光谱技术基础与原理 444
一、瞬态吸收光谱技术的基本概念和工作原理 444
二、瞬态吸收光谱技术的信号采集模式 446
三、瞬态吸收光谱的光谱信号类型 447
第三节 瞬态吸收光谱仪器的种类、原理和结构 452
一、瞬态吸收光谱仪器的种类 452
二、瞬态吸收光谱仪器的基本工作原理和结构 453
第四节 瞬态吸收仪器软硬件操作方法 455
第五节 瞬态吸收光谱仪器的维护与常见故障排除 457
一、瞬态吸收光谱仪器的维护 457
二、瞬态吸收光谱仪器的常见故障排除 458
第六节 瞬态吸收光谱分析的应用及进展 459
一、有机电致发光材料 459
二、光催化材料 461
三、有机太阳能电池 462
四、钙钛矿太阳能电池 463
五、共价有机骨架材料 464
参考文献 465
索引 471~473