化工分析技术（第二版）

前言
化工分析技术是在化工生产过程中，采用各种方法和手段对原料或产品的化学组成、含量、结构和形态进行分析的技术。它是化工生产过程的重要组成部分，不仅可以有效保障整个化工生产过程顺利开展，更可以提升化工产业效率。化工分析技术是从事化学、化工研究、开发、生产和质量控制等专业人员必备的一项技术，也是高等学校化学、化工及相关专业本科、专科学生必修的一门课程。
随着化工技术的进步，新型化工催化材料不断涌现，这就要求化工工作者除了掌握材料的制备以外，还得掌握材料的表征。所以，本书第二版在第一版的基础上，新增加了化工催化材料性能测试、形貌及组成分析、高分子材料性能分析测试等内容，以适应当代社会对化工专业毕业生新的要求和挑战性。
本书在总结大量文献的基础上，以分析对象为主线、仪器分析方法为手段、实用性为目标进行编写，既可以作为高等学校本科、专科相关专业学生的教材及研究生的教学参考书，也可以作为科研院所、生产企业等相关技术人员的工具书。为了读者能方便地查阅到文献出处，编写此书时，在章后列出参考文献供读者查阅。
全书共分8章，陈智栋编写第1、2、6、7章，并做了整体统稿校对；郭登峰编写第5章；单学凌编写第3、4、8章。
由于分析技术发展迅速，各类相关文献层出不穷，加上编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编者
2021年12月于江苏常州




第一版前言
化工分析技术是从事化学、化工研究、开发、生产和质量控制等专业人员必备的一项技术，也是高等学校化学、化工及相关专业本科、专科学生必修的一门课程。
本书在总结大量文献的基础上，以分析对象为主线、仪器分析方法为手段、实用性为目标进行编写，既可以作为高等学校本科、专科相关专业学生的教材及研究生的教学参考书，也可以作为科研院所、生产企业等相关技术人员的工具书。为了读者能方便地查阅到文献出处，在编写此书时，在章后列出参考文献供读者查阅。
全书共分9章，何明阳编写第1章，并做了整体统稿校对；陈智栋编写第3、4章；郭登峰编写第6章；吴国琪编写第2、5、9章；俞强编写第8章；李明时编写第7章。
由于分析技术发展迅速，各类相关文献层出不穷，加上编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
江苏工业学院孙小强、陈群、席海涛和孟启教授对本书的编写提出诸多建设性意见和建议，在此表示衷心的感谢！同时，对书中所引用文献资料的中外作者致以衷心的谢意！

编者
2009年12月于江苏常州

《化工分析技术》（第二版）以分析对象为主线、仪器分析方法为手段、实用性为目标进行编写，主要介绍了离子的分析方法、有机化合物结构分析、有机化合物色谱分析、催化材料性能测试、催化材料形貌及组成分析、高分子材料性能分析测试等内容。本书可作为高等院校化学、化工等相关专业教材，也可作为相关行业技术人员参考用书。

第1章绪论001
1.1分析化学的发展001
1.2仪器分析法的种类001
1.3仪器分析的特点002
1.4仪器分析时的注意事项002

第2章离子的分析方法003
2.1离子分析的目的和意义003
2.2光谱分析法003
2.2.1光谱分析法的分类003
2.2.2光谱分析法的仪器004
2.3紫外-可见分光光度法007
2.3.1朗伯-比尔定律007
2.3.2紫外-可见分光光度计008
2.3.3分析条件的选择010
2.3.4紫外-可见分光光度法的应用012
2.4原子发射光谱法012
2.4.1原子发射光谱法原理012
2.4.2原子发射光谱法仪器013
2.4.3原子发射光谱法的应用015
2.5原子吸收光谱法016
2.5.1原子吸收光谱法的基本原理016
2.5.2原子吸收光谱法仪器016
2.5.3原子吸收光谱法的干扰及其消除019
2.5.4分析方法020
2.5.5元素的形态分析022
2.6电化学分析法022
2.6.1电位分析法023
2.6.2伏安分析法026
2.6.3电解分析法和库仑分析法028
2.6.4电导分析法034
2.7离子色谱法035
2.7.1离子交换剂036
2.7.2仪器构造036
2.7.3影响离子洗脱顺序的因素036
2.7.4双柱离子色谱法037
2.7.5单柱离子色谱法039
2.7.6离子色谱的干扰040
2.7.7离子色谱分析中注意的问题040
参考文献041

第3章离子的分析检测042
3.1锂离子、钠离子和钾离子分析方法042
3.1.1锂离子分析方法042
3.1.2钠离子分析方法042
3.1.3钾离子分析方法043
3.2镁离子、钙离子和钡离子分析方法043
3.3铜离子、银离子和金离子分析方法044
3.4锌离子、镉离子和汞离子分析方法046
3.5钛离子、钒离子分析方法049
3.6铬离子、钼离子、钨离子和锰离子分析方法050
3.7铁离子、钴离子、镍离子、钯离子和铂离子分析方法053
3.8铝离子、镓离子、铟离子分析方法055
3.9锗离子、锡离子和铅离子分析方法057
3.10砷离子、锑离子和铋离子分析方法059
3.11阴离子的分析检测060
3.11.1氟离子、氯离子、溴离子、碘离子分析方法060
3.11.2硫酸根离子分析方法061
3.11.3硝酸根离子分析方法061
3.11.4亚硝酸根离子分析方法061
3.11.5磷酸根离子分析方法061
3.11.6碳酸根离子分析方法062
3.11.7氰根离子分析方法062
参考文献062

第4章有机化合物结构分析066
4.1红外光谱066
4.1.1基本原理066
4.1.2红外光谱与分子结构071
4.1.3仪器和实验技术075
4.1.4各类有机化合物的红外光谱特征076
4.1.5红外光谱图的解析084
4.2质谱086
4.2.1基本原理086
4.2.2常见离子峰的判别与分子量的测定088
4.2.3常见有机物的质谱及解析095
4.2.4质谱解析过程106
4.3核磁共振波谱107
4.3.1基本原理108
4.3.2核磁共振波谱112
参考文献121

第5章有机化合物色谱分析122
5.1色谱法基本原理及分类122
5.1.1色谱法基本原理122
5.1.2色谱法分类122
5.2气相色谱仪和分析方法123
5.2.1气相色谱流程与气相色谱仪结构123
5.2.2气相色谱基本理论125
5.2.3气相色谱定性定量方法128
5.2.4气相色谱固定相及色谱条件选择132
5.2.5气相色谱检测器136
5.3液相色谱仪器和分析方法142
5.3.1高效液相色谱仪结构143
5.3.2高效液相色谱固定相和流动相144
5.3.3高效液相色谱法分类146
5.3.4高效液相色谱分离类型的选择149
5.3.5液相色谱检测器150
5.4色谱法的典型应用152
5.4.1烷烃的分析152
5.4.2芳烃的分析152
5.4.3醇、酚的分析153
5.4.4醛、酮的分析154
5.4.5酸、酯的分析155
5.4.6硝基化合物的分析155
5.4.7挥发性卤代烃的分析156
5.4.8胺类化合物的分析157
5.4.9磺胺类药物的HPLC分析157
参考文献158

第6章催化材料性能测试159
6.1催化材料的宏观物性分析159
6.1.1颗粒度测定159
6.1.2密度测定160
6.1.3机械强度测定161
6.2比表面积、孔结构分析161
6.2.1比表面积的测定161
6.2.2孔体积的测定163
6.2.3孔隙率164
6.2.4平均孔半径164
6.2.5孔径分布165
6.3热分析166
6.3.1热重法166
6.3.2差热分析171
6.3.3差示扫描量热法174
6.4固体酸碱催化剂的表观酸碱性强度分析176
6.4.1酸中心的类型及鉴定176
6.4.2固体酸的强度和酸量测定177
参考文献178

第7章催化材料形貌观察及组成分析179
7.1光学显微技术179
7.1.1光学显微镜的发展历程179
7.1.2光学显微镜的成像原理180
7.1.3光学显微镜的构造和光路图180
7.1.4光学显微镜的应用181
7.2扫描电子显微镜182
7.2.1扫描电子显微镜的特点182
7.2.2电子束与固体样品作用时产生的信号183
7.2.3扫描电子显微镜的工作原理185
7.2.4扫描电子显微镜的构造186
7.2.5扫描电子显微镜的主要优势188
7.2.6扫描电子显微镜的制样方法189
7.2.7扫描电子显微镜应用实例190
7.3扫描探针显微镜分析技术190
7.3.1扫描隧道显微镜190
7.3.2原子力显微镜191
7.4X射线衍射物相分析法193
7.4.1定性分析193
7.4.2定量分析196
7.4.3X射线衍射分析应用196
7.5X射线光谱分析197
7.5.1电子探针仪197
7.5.2能谱仪198
7.5.3波谱仪199
7.5.4波谱仪和能谱仪的分析模式及应用201
7.5.5波谱仪与能谱仪的比较201
7.5.6X射线光谱分析及应用203
7.6X射线光电子能谱法203
7.6.1X射线光电子能谱分析的基本原理204
7.6.2X射线光电子能谱实验技术207
7.6.3X射线光电子能谱实验方法208
7.6.4X射线光电子能谱仪谱图分析209
7.6.5X射线光电子能谱的应用214
参考文献216

第8章高分子材料性能分析测试217
8.1聚合物分子量的测定方法217
8.1.1数均分子量的测定218
8.1.2黏均分子量的测定220
8.1.3凝胶渗透色谱方法224
8.2聚合物材料力学性能测定228
8.2.1描述材料力学性能的基本参数228
8.2.2聚合物材料拉伸试验231
8.2.3聚合物材料冲击试验235
8.2.4聚合物材料弯曲试验237
8.3聚合物耐热性能测定239
8.3.1聚合物材料耐热性的评价方法239
8.3.2维卡耐热温度的测定240
8.3.3热变形温度的测定241
8.4聚合物流变性能测定241
8.4.1表征聚合物流变性能的基本参数242
8.4.2聚合物熔体流动速率的测定243
8.4.3聚合物零剪切黏度的测定245
8.4.4聚合物流动曲线的测定247
参考文献249