其它仪器分析技术

1、u流动注射分析流动注射分析u热分析热分析u质谱法质谱法u核磁共振波谱法核磁共振波谱法流动注射分析：流动注射分析：是将化学分析所用的试剂和是将化学分析所用的试剂和试样按一定顺序和比例用泵和管道输送到试样按一定顺序和比例用泵和管道输送到一定区域进行混合，或将试样直接注入管一定区域进行混合，或将试样直接注入管道的试剂载流中，待反应完成之后再经由道的试剂载流中，待反应完成之后再经由检测器检测反应产物并记录和显示结果。检测器检测反应产物并记录和显示结果。FIA系统：系统：蠕动泵、进样阀、反应盘管、检蠕动泵、进样阀、反应盘管、检测器、记录仪等组成。测器、记录仪等组成。D记录仪记录仪检测器检测器废液废液反应

2、盘管反应盘管进样阀进样阀蠕动泵蠕动泵载流载流基本结构基本结构特点：特点：易于自动化；准确控制泵速、注入式样；易于自动化；准确控制泵速、注入式样；控制试剂组成来获得最佳重现性；可以和其它仪控制试剂组成来获得最佳重现性；可以和其它仪器联用。器联用。 热分析（热分析（thermal analysisthermal analysis），顾名思义，可以顾名思义，可以解释为以热进行分析的一种方法。解释为以热进行分析的一种方法。19771977年在日本年在日本京都召开的国际热分析协会（京都召开的国际热分析协会（ICTAICTA）第七次会议第七次会议上，给热分析下了如下定义：上，给热分析下了如下定义：即热分析

3、是在程序即热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度的关系控制温度下，测量物质的物理性质与温度的关系的一类技术。的一类技术。 通俗来说，热分析是通过测定物质加热或冷却过通俗来说，热分析是通过测定物质加热或冷却过程中物理性质（目前主要是程中物理性质（目前主要是重量和能量重量和能量）的变化）的变化来研究物质性质及其变化，或者对物质进行分析来研究物质性质及其变化，或者对物质进行分析鉴别的一种技术。鉴别的一种技术。一、应用的广泛性一、应用的广泛性 从热分析文摘（从热分析文摘（TAATAA）近年的索引可以近年的索引可以看出，热分析广泛应用于无机，有机，高看出，热分析广泛应用于无机，有机，高分子化

4、合物，冶金与地质，电器及电子用分子化合物，冶金与地质，电器及电子用品，生物及医学，石油化工，轻工等领域。品，生物及医学，石油化工，轻工等领域。当然这与应用化学，材料科学，生物及医当然这与应用化学，材料科学，生物及医学的迅速发展有密切的关系。学的迅速发展有密切的关系。二、二、在动态条件下快速研究物质在动态条件下快速研究物质热特性热特性 的有效手段。的有效手段。三、方法和技术的多样性三、方法和技术的多样性 应用最广泛的方法是应用最广泛的方法是热重（热重（TGTG）和和差热差热分析（分析（DTADTA），），其次是其次是差示扫描量热法差示扫描量热法（DSCDSC），），这三者构成了热分析的三大支柱，

5、这三者构成了热分析的三大支柱，占到热分析总应用的占到热分析总应用的7575以上。以上。 热分析只能给出试样的重量变化及吸热或放热热分析只能给出试样的重量变化及吸热或放热情况，解释曲线常常是困难的，特别是对多组分试情况，解释曲线常常是困难的，特别是对多组分试样作的热分析曲线尤其困难。目前，解释曲线最现样作的热分析曲线尤其困难。目前，解释曲线最现实的办法就是把热分析与其它仪器串接或间歇联用，实的办法就是把热分析与其它仪器串接或间歇联用，常用常用气相色谱仪、质谱仪、红外光谱仪、气相色谱仪、质谱仪、红外光谱仪、X X光衍射光衍射仪仪等对逸出气体和固体残留物进行连续的或间断的，等对逸出气体和固体残留物进

6、行连续的或间断的，在线的或离线的分析，从而推断出反应机理。在线的或离线的分析，从而推断出反应机理。四、与其它技术的联用性四、与其它技术的联用性p热重法（热重法（TG或或TGA）：在程序控制温度条件下：在程序控制温度条件下,测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法。测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法。p热重法试验得到的曲线称为热重法试验得到的曲线称为热重曲线热重曲线（即（即TG）。）。pTG曲线以曲线以质量质量（或百分率（或百分率%）为纵坐标）为纵坐标，以，以温度温度或时间或时间作横坐标作横坐标，试验，试验所得的所得的TG曲线，对温度或曲线，对温度或时间的微分可得到一阶时间的微分可得到一阶

7、微商曲线微商曲线DTG和二阶微商和二阶微商曲线曲线DDTG p用于热重法的装置是热天平用于热重法的装置是热天平(热重分热重分析仪析仪)。热天平由天平、加热炉、程。热天平由天平、加热炉、程序控温系统与记录仪等几部分组成。序控温系统与记录仪等几部分组成。 p热天平测定样品质量变化的方法有变位法和零位法热天平测定样品质量变化的方法有变位法和零位法p变位法：利用质量变化与天平梁的倾斜成正比的关系，用变位法：利用质量变化与天平梁的倾斜成正比的关系，用直接差动变压器控制检测直接差动变压器控制检测p零位法：靠电磁作用力使因质量变化而倾斜的天平梁恢复零位法：靠电磁作用力使因质量变化而倾斜的天平梁恢复到原来的平

8、衡位置（即零位），施加的电磁力与质量变化成到原来的平衡位置（即零位），施加的电磁力与质量变化成正比，而电磁力的大小与方向是通过调节转换机构中线圈中正比，而电磁力的大小与方向是通过调节转换机构中线圈中的电流实现的，因此检测此电流值即可知质量变化的电流实现的，因此检测此电流值即可知质量变化。TG曲线曲线 差热分析（差热分析（DTA）是在程序控制温度下，建立被是在程序控制温度下，建立被测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种技测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种技术。术。 差热分析曲线的各种吸热和放热差热分析曲线的各种吸热和放热峰峰的的个数个数、位置位置与与形状形状及其相应的温度，是用来定型鉴定

9、所研究及其相应的温度，是用来定型鉴定所研究物质的依据；而峰面积，由于它与热量的变化成物质的依据；而峰面积，由于它与热量的变化成正比，可进行反应热的半定量测定，某些情况下正比，可进行反应热的半定量测定，某些情况下也可定量分析。也可定量分析。差示扫描量热法差示扫描量热法(DSC)(DSC)：在程序控制温度条件下，：在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。一种热分析方法。DSCDSC有有功率补偿式差示扫描量热法功率补偿式差示扫描量热法和和热流式差示扫描热流式差示扫描量热法量热法两种类型。两种类型。典型的差示扫描量热（典

10、型的差示扫描量热（DSCDSC）曲线以热流率（曲线以热流率（dHdH/ /dtdt）为）为纵坐标、以时间（纵坐标、以时间（t t）或温）或温度（度（T T）为横坐标，即）为横坐标，即dHdH/ /dtdt- -t t（或（或T T）曲线。）曲线。曲线离开基线的位移即代曲线离开基线的位移即代表样品吸热或放热的速率表样品吸热或放热的速率（mJs-1mJs-1），而曲线中峰），而曲线中峰或谷包围的面积即代表热或谷包围的面积即代表热量的变化。量的变化。因而因而差示扫描量热法可以差示扫描量热法可以直接测量样品在发生物理直接测量样品在发生物理或化学变化时的热效应或化学变化时的热效应。图图 典型的典型的DS

11、CDSC曲线曲线p一离子的一离子的质荷比质荷比( (m/zm/z) )为序，排列的图或表为序，排列的图或表称为质谱。称为质谱。p分子质量分子质量精确测定与精确测定与化合物化合物结构分析结构分析的重的重要工具要工具p灵敏度极高，鉴定的灵敏度极高，鉴定的最小量可达最小量可达1010-10-10g,g,检检出限可达出限可达1010-14-14g g。m/z15294357859911314271色色-质联用质联用GC-MS；LC-MS；CZE-MS质谱仪与质谱分析原理质谱仪与质谱分析原理mass spectrometer and mass spectrometry离子源离子源质量分析器质量分析器1.

12、气体扩散气体扩散2.直接进样直接进样3.气相色谱气相色谱1.1.电子轰击电子轰击2.2.化学电离化学电离3.3.场致电离场致电离4.4.激光激光 1.单聚焦单聚焦 2.双聚焦双聚焦 3.飞行时间飞行时间4.四极杆四极杆 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ） 质量分析器（质量分析器（10 -6 Pa ） 如果以射频照射处于外磁场如果以射频照射处于外磁场H0中的核，且射频频率中的核，且射频频率恰好满足下列关系时：恰好满足下列关系时：h=E 处于低能态的核将吸收射频能量而跃迁至高能态。这处于低能态的核将吸收射频能量而跃迁至高能态。这种现象

13、称为种现象称为核磁共振现象核磁共振现象。 此时能量即由电磁辐射向核转移。，核吸收能量产生此时能量即由电磁辐射向核转移。，核吸收能量产生的共振信号与射频频率对应记录下来，即得到的共振信号与射频频率对应记录下来，即得到核磁共振光核磁共振光谱谱。 利用其可进行结构测定、定性和定量分析的方法称为利用其可进行结构测定、定性和定量分析的方法称为核磁共振光谱法核磁共振光谱法。 p自旋量子数自旋量子数 I 0的原子核有自旋现象和自旋角动的原子核有自旋现象和自旋角动量。当量。当 I= 时，核电荷呈球形分布于核表面，它时，核电荷呈球形分布于核表面，它们的核磁共振现象较为简单，属于这一类的主要们的核磁共振现象较为简单，属于这一类的主要原子核有原子核有1H1、15N7、13C6、19F9、31P15。其中研究。其中研究最多、应用最多的是最多、应用最多的是1H和和13C核磁共振谱。核磁共振谱。p氢谱提供分子中氢原子数目、含氢基团氢谱提供分子中氢原子数目、含氢基团类型及连接顺序类型及连接顺序p碳谱可提供碳原子数目、类型及碳骨架碳谱可提供碳原子数目、类型及碳骨架1永久磁铁：永久磁铁：提供外磁提供外磁场，要求稳定性好，均匀，场，要求稳定性好，均匀，不均匀性小于六千万分之不均匀性小于六千万分之一。扫场线圈。一。扫场线圈。2 射频振荡器：射频振荡器：线圈垂线圈垂直于外磁场，