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第1章　概述1

1.1 引言1

1.2　原子发射光谱分析简史1

1.2.1　定性分析阶段2

1.2.2　定量分析阶段2

1.2.3　等离子体光谱技术时代2

1.3　等离子体光谱简介3

1.3.1　直流等离子体光源的发展3

1.3.2　微波等离子体光源的发展4

1.3.3　电感耦合等离子体光源6

参考文献9

第2章 ICP光源的物理化学特性10

2.1　等离子体的基本概念10

2.2　电感耦合等离子体的形成11

2.2.1　ICP的形成条件及过程11

2.2.2　工作气体12

2.3　ICP的物理特性14

2.3.1　ICP的环形结构及趋肤效应14

2.3.2　ICP温度分布的不均匀性及其分区16

2.3.3　等离子体的温度及其测量17

2.4　ICP光源的光谱特性32

2.4.1　分析物的原子发射光谱32

2.4.2　工作气体的发射光谱33

2.4.3　分子发射光谱34

2.4.4　连续背景发射光谱35

2.5　ICP光源的激发机理38

2.5.1　Penning电离反应模型39

2.5.2　电荷转移反应模型40

2.5.3　复合等离子体模型41

2.5.4　双极扩散模型41

2.5.5　辐射俘获模型42

2.5.6　分析物的电离和激发过程42

参考文献43

第3章 ICP光谱仪器45

3.1　高频发生器46

3.1.1　高频发生器的技术要求46

3.1.2　自激振荡器原理47

3.1.3 自激式等离子体电源线路48

3.1.4　他激振荡器51

3.1.5　高频电流的传输52

3.1.6　ICP光源中振荡频率的影响53

3.2　ICP炬管54

3.2.1 通用ICP炬管54

3.2.2　炬管结构及等离子体的稳定性56

3.2.3　低气流炬管58

3.2.4　微型炬管59

3.2.5　水冷炬管60

3.2.6　层流炬管61

3.2.7　分子气体的应用61

3.2.8　炬管延伸管63

3.3　进样装置64

3.3.1　玻璃同心雾化器64

3.3.2　交叉雾化器70

3.3.3　Babington雾化器73

3.3.4　超声波雾化器76

3.3.5　雾室80

3.3.6　雾化器及进样系统性能的诊断和评价82

3.4　分光装置84

3.4.1　ICP光源对分光系统的要求84

3.4.2　发射光谱仪常用的几类光栅85

3.4.3　光谱仪常用分光装置92

3.5　测光装置100

3.5.1　光电倍增管100

3.5.2　信号处理单元101

3.6　固态光电检测器及其ICP光谱仪中的应用102

3.6.1　ICP光谱仪中的电荷转移器件102

3.6.2　电荷转移器件原理103

3.6.3　电荷注入检测器104

3.6.4　电荷耦合检测器106

3.6.5　电荷转移检测器的特性110

3.6.6 固态检测器在ICP光谱仪中的应用113

参考文献116

第4章　光谱分析原理120

4.1　原子发射光谱的产生120

4.1.1　光谱的产生120

4.1.2　谱线的宽度及变宽121

4.1.3　谱线的自吸122

4.2　定量分析原理123

4.2.1　谱线强度与浓度的关系123

4.2.2　标准曲线法定量分析124

4.2.3　标准曲线非线性问题126

4.2.4　其他定量分析方法127

4.2.5　定性和半定量分析136

4.3　光谱分析条件139

4.3.1　高频功率的影响140

4.3.2　工作气体流量144

4.3.3　观测高度148

4.3.4　其他分析参数150

4.3.5　分析参数的优化151

4.4　灵敏度、检出限和精密度154

4.4.1　分析灵敏度154

4.4.2　检出限155

4.4.3　精密度156

4.5　干扰效应157

4.5.1　物理干扰157

4.5.2　化学干扰159

4.5.3 电离干扰161

4.5.4　光谱干扰162

4.6　基体效应173

4.6.1　ICP光源的基体效应173

4.6.2　基体效应的特点173

4.6.3　重要基体效应及其处理方法175

参考文献181

第5章 ICP光谱分析的应用184

5.1　应用领域184

5.2　建立ICP光谱分析法的程序185

5.3　钢铁及其合金分析186

5.3.1　碳钢及低合金钢189

5.3.2　碳钢及低合金钢中微量元素的测定192

5.3.3　高合金钢198

5.3.4　高纯铁分析201

5.3.5　铸铁样品203

5.3.6　铁合金分析204

5.4　有色金属及其合金211

5.4.1　铝及其合金分析211

5.4.2　金属锆及其合金215

5.4.3　铜及其合金217

5.4.4　铅及其合金217

5.4.5　钨和钼及其合金220

5.4.6　铌和钽222

5.4.7　贵金属224

5.4.8　其他有色金属和合金227

5.5　水质样品分析228

5.5.1　水样直接分析法229

5.5.2　富集ICP光谱法233

5.5.3　超声雾化分析水样236

5.6　环境样品分析238

5.6.1　煤灰及煤飞灰分析238

5.6.2　固体废物238

5.6.3　大气飘尘分析242

5.6.4　土壤243

5.6.5　水系沉积物244

5.7　地质样品和矿石矿物样品分析247

5.7.1　地矿样品的处理247

5.7.2　矿物和矿石分析252

5.7.3　地质样品分析252

5.7.4　稀土元素分析256

5.8　无机非金属材料分析258

5.8.1　晶体材料263

5.8.2　玻璃、陶瓷及其原料263

5.8.3　碳化物和氮化物材料263

5.9　化学化工产品分析263

5.9.1　化学试剂及化学品263

5.9.2　塑料及涂料265

5.9.3　化妆品267

5.9.4　有机材料及有机试剂267

5.9.5　催化剂及分子筛270

5.10　食品和饮料分析271

5.10.1　消化方法的比较271

5.10.2　粮食273

5.10.3　蔬菜果品274

5.10.4 肉、鱼、蛋类277

5.10.5　茶叶、饮料、奶品及酒类277

5.10.6　食用油278

5.11　生物及生物化学样品280

5.11.1　样品处理280

5.11.2　植物样品（包括中草药）282

5.11.3　动物组织样品282

5.11.4　毛发样品282

5.11.5　血清及尿液样品292

5.12　核燃料和核材料292

5.12.1　高纯铀化合物292

5.12.2　高纯钚化合物和高纯钍化合物292

5.12.3　高纯石墨295

参考文献298

第6章 ICP光谱分析中的样品处理307

6.1　概述307

6.2　湿法消解常用试剂308

6.3　常压湿法消解310

6.4　密闭增压湿法化学消解318

6.5　干灰化320

6.5.1　干灰化的特点320

6.5.2　干灰化条件321

6.5.3　干灰化处理样品典型示例322

6.6　熔融分解处理样品323

6.6.1　熔剂种类及性质324

6.6.2　常用熔融法处理的样品及使用条件325

6.6.3　碱熔分解样品处理过程326

6.7　微波消解处理样品328

6.7.1　微波溶样的原理328

6.7.2　微波消解处理样品在ICP光谱分析中的应用329

参考文献330

第7章　端视ICP光谱技术331

7.1　基本特点331

7.2　端视ICP光源装置333

7.2.1　加长炬管非气流切割型装置334

7.2.2　气流切割型端视ICP装置334

7.2.3　水冷取样锥形接口端视ICP装置335

7.2.4　水冷反吹装置335

7.2.5　端视ICP光源装置的设计原则335

7.3　分析运行参数336

7.4　分析性能337

7.4.1　谱线强度和光谱背景337

7.4.2　检出限338

7.4.3　分析动态范围341

7.4.4　溶剂蒸发效应342

7.4.5 电离效应342

7.4.6　典型仪器介绍343

7.5　应用344

参考文献345

第8章　专用进样装置与技术347

8.1　火花烧蚀进样347

8.1.1　装置和工作条件347

8.1.2　分析性能348

8.2　直接试样插入装置349

8.3　电热进样技术350

8.3.1　原理和装置350

8.3.2　分析性能351

8.4　激光烧蚀进样装置353

8.5　氢化物发生法354

8.5.1　氢化物发生法工作原理355

8.5.2　氢化物发生器356

8.5.3　分析特性358

8.5.4　氢化物发生法的应用359

8.6　生成挥发物进样技术361

8.6.1　痕量碘的测定361

8.6.2　硫化物测定362

8.6.3　碳酸盐测定362

8.6.4　硅和砷的测定363

8.6.5　汞和锇的测定363

8.6.6　烟道气和空气飘尘中元素测定363

8.7　微量溶液进样装置364

8.7.1　循环雾化装置364

8.7.2　脉冲进样器365

8.7.3　微量同心雾化器365

8.7.4　降低进样泵速366

8.8　浆液雾化进样装置和技术368

8.8.1　浆液雾化原理和装置368

8.8.2　主要分析条件369

8.8.3　校正曲线370

8.8.4　浆液雾化法的应用371

参考文献373

第9章　有机化合物的ICP光谱分析378

9.1　有机ICP光谱分析的用途378

9.2　炬管结构379

9.3　有机ICP焰炬及其光谱特性381

9.3.1　有机ICP焰炬构造381

9.3.2　发射强度的空间分布383

9.4　分析参数的选择386

9.4.1　高频功率386

9.4.2　载气流量388

9.4.3　辅助气391

9.4.4　冷却气392

9.5　稀释剂的影响393

9.5.1　黏度的影响393

9.5.2　极限提升量394

9.5.3　检出限396

9.6　分子谱带的抑制397

9.6.1　增加冷却气流量397

9.6.2　氧化抑制法398

9.6.3　套管隔离法399

9.7　有机样品中无机元素分析的应用401

9.7.1　有机溶剂稀释法401

9.7.2　酸反萃取法405

9.7.3　灰化法分析油类样品407

9.7.4　微波消解法408

9.7.5　乳化法409

9.7.6　溶剂萃取和ICP光谱法联用技术410

参考文献411

第10章　ICP光谱仪器发展与技术性能413

10.1　ICP光谱仪器的发展413

10.2　ICP光谱仪的现状415

10.3　国产ICP光谱仪的发展416

10.4　ICP光谱仪技术性能介绍417

参考文献425

第11章 电弧光源和火花光源光谱分析426

11.1　直流电弧光源426

11.1.1　工作原理426

11.1.2　直流电弧特性427

11.1.3　应用428

11.2　交流电弧光源431

11.2.1　工作原理431

11.2.2　分析特性431

11.3　电火花光源432

11.3.1　工作原理432

11.3.2　分析特性433

11.3.3　应用434

11.4　直读光谱仪及其应用434

11.4.1　仪器结构及特点434

11.4.2　激发光源435

11.4.3　分析参数的优化438

11.4.4　应用443

参考文献443

附录 ICP光源中元素的主要分析线445