入网仪器的功能与主要应用范围

1入网仪器的功能与主要应用范围电子能谱仪一种表面分析技术。一般具有XPS(X射线光电子能谱)和AES（俄歇电子能谱）功能。XPS，AES主要应用于获取材料试样表面（深度在10nm以内，AES＜3nm,XPS＜10nm）的元素组成（除H，He外的所有元素，特别适合于轻元素），化学态（特别是XPS可通过结合能的位移得到元素价态的信息）和化合物分子结构等方面的信息。配氩离子溅射枪可进行深度剖析，得到沿深度分布的元素组成和价态变化的信息。目前新型的XPS，AES仪具有微区分析和成像功能，不但可得到表面某微区的元素组成，价态，而且可得到表面某微区的元素分布图。适用于表面分析，多相催化，吸附，腐蚀与污染，氧化或还原，摩擦等研究。试样可为材料（金属，陶瓷，矿石，半导体材料，无机材料，高分子材料等）。样品的状态是固态（小块，片状，粉末），AES的样品必须导电。可配UPS（紫外光电子能谱）功能。UPS主要应用于分子（气相）体系，利用UP谱识别不同的分子组成，进行价电子结构和化学键的研究等。有机质谱仪基本工作原理：以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比（m/e）的离子，然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度，从而确定被测物质的分子量和结构。有机质谱仪主要用于有机化合物的结构鉴定，它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。有机质谱仪的发展很重要的方面是与各种联用仪（气相色谱、液相色谱、热分析等）的使用。它的基本工作原理是：利用一种具有分离技术的仪器，作为质谱仪的进样器，将有机混合物分离成纯组分进入质谱仪，充分发挥质谱仪的分析特长，为每个组分提供分子量和分子结构信息。可广泛用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。无机质谱仪无机质谱仪与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样，无机质谱仪是以电感耦合高频放电(ICP)或其他的方式使被测物质离子化。无机质谱仪主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面。分为火花源质谱仪、离子探针质谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪。火花源质谱仪不仅可以进行固体样品的整体分析，而且可以进行表面和逐层分析甚至液体分析；激光探针质谱仪可进行表面和纵深分析；辉光放电质谱仪分辨率高，可进行高灵敏度，高精度分析，适用范围包括元素周期表中绝大多数元素，分析速度快，便于进行固体分析；电感耦合等离子体质谱，谱线简单易认，灵敏度与测量精度很高。质谱分析法的特点是测试速度快，结果精确。广泛用于地质学、矿物学、地球化学、核2工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。X荧光光谱仪主要为波长色散型（波谱仪），也有能量色散型（能谱仪），但分辨率和精度稍差。主要应用于测量各种材料(金属与合金、矿物与土壤、陶瓷与建筑材料、有机与无机材料、药物与聚合物等)中的元素成分（定性分析）和元素含量（定量分析），可分析B5～U92之间的所有元素，其中对非金属元素Si、P、As、S、Se、Te、F、Cl、Br和I的测定特别有效。分析元素的质量分数范围为几个µg/g~100%。样品的状态可以是固态（小块，片状，粉末）或液态。具有无损，快速检测的特点。X射线能谱仪（EDX）主要应用于测量各种材料(金属与合金、矿物与土壤、陶瓷与建筑材料、有机与无机材料、药物与聚合物等)表面微区的元素成分（定性分析）和元素含量（定量分析），可分析B5～U92之间的所有元素。一般作为扫描电镜或透射电镜的附件应用，可测定某一微区元素成分（定性分析）和元素的含量（定量分析），也可测定某元素在样品表面某条线上的浓度变化及测定某元素在样品表面一定面积内的浓度变化。试样可为材料（金属、陶瓷、矿物、半导体材料、集成电路、无机材料、高分子材料等）。样品的状态可以是固态（小块，片状，粉末）或悬浊液。具有无损，快速检测的特点。红外分光光度计分为色散型和傅立叶变换型。主要用于分子结构的基础研究和非水化合物的定性鉴定，其中，分子结构的基础研究主要应用红外光谱，可以测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型，根据所得的力常数可以知道化学键的强弱，由简正频率来计算热力学函数；非水化合物的定性鉴定是采用测量化合物的红外光谱与标准谱进行分析比较。对未知化合物进行结构分析,如了解重键、官能团的存在，也可以了解顺、反异构，环的取代位置，氢键及螯合等现象，利用这些信息来确定结构。红外光谱还可进行化合物的定量分析，包括单组分和多组分混合物定量分析、组成比例和成分分布分析；也用于化学反应动力学、晶变、相变、材料拉伸与结构的瞬变关系研究。红外光谱法广泛用于无机化合物和有机化合物的结构解析，并在蛋白质、DNA的测序和结构鉴定方面发挥了重要的作用。紫外分光光度计有单光束、双光束，单波长、全波长等类型，是常用的分析仪器设备，通常用于有机化学研究。采用全波长扫描可用于物质定性鉴定、纯度检查、有机化合物分子结构的推断；在定量方面，采用定波长可测定结构比较复杂的化合物和混合物中各组分的含量，也可以测定物质的离解常数、络合物的平衡常数、薄膜和色度分析等。原子吸收分光光度计是测量痕量元素的有效方法之一。分为火焰法和石墨炉法，前者可分析微量级别的含量，后者可达痕量级别。主要分析元素周期表中绝大多数金属元素与准金属元素，采用不同的元素灯用于各单元素的定量分析，其特点是检出限低、抗干扰能力强。从痕量到微量溶液（高3浓度溶液需稀释处理）都能准确地测定。可对矿物、金属及其合金、玻璃、陶瓷、水泥、化工产品、高分子材料、纺织品、土壤、食品、血液、生物、环境污染物等（需前处理成溶液）所含微量、痕量元素进行分析。原子发射光谱仪原子发射光谱是用适当的方法（如电弧、火花或等离子耦合等）提供能量，使样品蒸发、汽化并激发发光，所发的光经棱镜或衍射光栅分光，得到按波长序列排列的原子光谱，以此来确定元素的种类及浓度。分析除有机物及大部分非金属元素外，约有70多种元素可以测定。原子发射光谱分析可用于定性和定量测定．它能同时测定多种成分的含量，分析速度快、试样的消耗量少、灵敏度高，适用于低含量或痕量物质的分析，检测限低、精密度较好。广泛应用于工业原料、钢铁、有色金属及其合金、半导体材料、矿物、土壤、环境污染样品、农业、医学、生物体、食品、地质、水文样品中超微量元素的定量分析。原子荧光光谱仪主要用来测定低熔点易挥发的半金属元素，其谱线简单、检出限低、线性范围宽、可多元素测定，主要用于如岩石、土壤、矿物、水质、药物、生物等样品中As、Sb、Bi、Hg、Cd、Se、Pb、Ge等元素的测定。拉曼光谱仪拉曼光谱仪是红外光谱仪的互补仪器，可分为色散型和傅立叶变换拉曼光谱仪两大类型。傅立叶变换拉曼光谱仪可消除荧光干扰，且具扫描速度快、分辨率高波数精度及重现性好等优点。拉曼光谱是由于分子入射光的散射光谱，用于研究会引起分子极化率变化的极性基团和对称性振动，适合于水溶液中有机化合物的测定。可用于测定有机分子的骨架，还可用来研究高聚物的几何构型、碳链骨架结构、结晶度等。对含有无机物填料的高聚物，可以不经分离而直接测定。由于拉曼光谱法适合于水体系的研究，在生物学和医学研究中得到广泛应用。样品可以少到微克，可以在接近自然状态的极稀浓度下来研究生物分子的组成，构象和分子间的相互作用。对于生物组织切片，可以不经处理而直接进行测定。目前还有激光拉曼光谱仪可测定纳米材料等。。气相色谱仪气相色谱法是一种重要的分离分析技术，其工作原理是利用混合物各组分在两相间分配系数不同，使各组分分离，然后对其逐个进行定性鉴定和定量分析。可配氢火焰离子化、热导、电子捕获、火焰光度等检测器。一般适用于相对分子量在400以下，热稳定性好的，沸点较低易挥发的有机化合物定性和定量分析。如石油化工产品，水中的有机污染物，食品中的农药残留量，法庭证物分析，空间气氛分析等。液相色谱仪高效液相色谱是一种重要的分离分析技术，有分析型和制备型两类。高效液相色谱法适用于高沸点、难挥发、热稳定性差的有机样品和高分子化合物的分离与鉴定。根据不同分析对象可配有不同检测器，还可以对未知样品进行分离、定性、定量分析以及制备纯品。根据检测对象不同，可配备如紫外可见、荧光、示差折射，蒸发光散射、二极管阵列等各种检测器，因而广泛应用于核酸、肽类、内酯、稠环芳烃、高聚物、药物、人体代谢产物、生物大分子、表面活性剂、抗氧剂、杀虫剂、除莠剂等的分析中，在化工、环保、临床药物、食品安全等4领域，在生命科学中显示出其突出地位。毛细管电泳仪毛细管电泳仪以毛细管为分离室，以高压直流电场为驱动力，依据样品中组分之间浓度和分配容量的差异而进行分离的一种液相色谱技术。目前，有六种不同的分离方式：(1)毛细管区带电泳，以高压电场为推动力，在毛细管色谱柱中按样品各组分之间淌度和分配行为的不同而实现分离；(2)胶束电动毛细管色谱，中性粒子在水相和胶束相之间因其疏水性不同而具有不同的分配能力得以实现分离；(3)毛细管凝胶电泳，将凝胶物质填入毛细管中作支持物，以实现各组分的电泳分离；(4)毛细管等电聚焦，将一般使用的等电聚焦电泳放到毛细管柱内进行的一种分离技术；(5)毛细管电色谱，以高效液相色谱微粒填充剂为固定相，各组分与固定相作用不同，用电渗流为流动相进行的分离；(6)毛细管等速电泳，溶质在先导电解质与后继电解质之间的电泳淌度不同而实现分离。毛细管电泳具有高效、分析对象广，微量进样，试剂消耗少，无环境污染特点。适合于从无机离子到生物大分子，从荷电粒子到中性分子的分离分析。可用于分析氨基酸、手性药物、维生素、杀虫剂、无机离子、有机酸、染料、表面活性剂、肽和蛋白质、糖类、低聚物核苷酸等的定性和定量分析。离子色谱仪离子色谱仪以离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相，电导检测器为通用检测器。主要用于在水溶液中以稳定的离子形态存在的化合物的分析，可分析从无机和有机阴离子到金属阳离子，糖类、氨基酸等，如分析水、气中氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、氟离子、磷酸根离子等水溶性阴离子、有机酸微量分析。凝胶色谱仪凝胶色谱仪的原理是利用多孔物质，按照分子尺寸大小进行分离，可用于测定高聚物的分子量分布、组成分析以及它与加工、性能、老化等过程的关系，多孔膜材料的形态与结构的表征。核磁共振波谱仪核磁共振波谱分析方法的特点是：可以直接提供样品中某一特定原子的各种化学状态或物理状态，并得出定量数据。由于其灵敏度的限制，尚不适于痕量分析。主要用于对1H、13C、31P、19F等原子的核旋现象进行化合物的结构测定。广泛应用于有机化合物、聚合物、金属有机化合物及络合物、药物、生物大分子的鉴定，能提供分子构像和构型信息和测定原子数。随着核磁共振新仪器的不断涌现，其应用领域不断扩展，如高场和多维NMR，使生物学的研究达到新的水平，多核NMR用于表征有机金属化合物，固体NMR实现了各种材料的非破坏性研究。电化学仪器电化学分析工作站为综合电化学测量系统。仪器通过测量在特定条件下，电极电势（位）变化与电流、电容及阻抗等的变化关系来研究电化学体系的特性、浓度、温度以及反应速度等。电化学分析工作站包含了各种伏安技术，例如循环伏安法、线性扫描伏安法、方波伏安法、计时电流法、计时库仑法以及交流阻抗测量等20余种伏安技术。快速电位扫描、高速数据采集系统以及恒电位仪/恒电流仪方式。电化学分析工作站可用于几乎所有的电化学测量体系，并且配备不同的电化学测量池，可用于液相色谱、毛细管电泳等电化学检测，以及光谱5电化学研究等。热分析仪热分析是在程序控制下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术，分析方法的种类是多种多样的。相应的仪器可分为热重分析仪（TGA）、差热分析仪（DTA）、差示扫描量热仪（DSC）和热机械分析仪（DMA）等。热分析主要用于研究物理变化（晶型转变，相态变化和吸附）和化学变化（脱水、分解氧化和还原等）；通过这些变化的研究可对材料作出鉴别