色谱分析法mxgsp_40页.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层波函数本身没有明确的物理意义，但它的平方,2,代表电子在空间各点出现的概率密度。若用黑点的疏密程度来表示空间各点电子概率密度的大小，则,2,大的地方黑点较密，其概率密度大；反之,2,小的地方黑点较疏，概率密度小。在原子核外分布的小黑点，好象一团带负电的云，把原子核包起来，如同天空中的云雾一样，所以又称为电子云（,electron cloud,）。即通常把,2,在核外空间分布的图形称电子云。,第三层,第四层,第五层,*,*,*,17.4,色谱分析法,mxgsp,17.4.1,色谱法的特点,背景,色谱法由俄国植物学家茨维特（,Tswett,）,在,20,世纪初首先提出：充填有含色素碳酸钙的玻璃管用石油醚淋洗，依靠碳酸钙对,叶绿素,中不同色素吸附能力的差别，在石油醚的流动方向把有关色素分离成一个个带有颜色的谱带，色谱一词也由此得名,色谱的原理,色谱是一个建立在分配基础上的,分离,过程；它利用不同组分在两相中（静止的一相称,固定相,，运动的相称,流动相,）分配系数等性质的微小差别，连续多次在两相间进行质量交换，使不同组分得到分离。各组分通过色谱分离，再送入检测器，经检测器检测以达到分析目的。最终得到由记录器记录下来的色谱图（,chromatogram,）,4/9/2026,1,色谱的特点,分离,能把复杂的混合物分离为各有关组分，再分别检测出来。是成分分析和结构测定的重要工具,基础不同组分性质上的微小差别是色谱分离的必要条件；微小差别的组分能得到分离是因它们在两相间进行了千次甚至几十万次的质量交换，这是色谱分离的充分条件,色谱法高效进行成千上万次的质量交换，使性质上仅有微小差别的组分得到分离,色谱法快速组分在两相质量交换速度很快，仅千分之几秒，因此一个复杂样品的分析仅需几分钟到几十分钟,色谱法灵敏可直接检测含量在,ppm,级甚至更低含量的成分,4/9/2026,2,色谱应用广泛作为一种分离检测手段可用于测定分子量很低的常量或痕量气体，又可分离测定分子量上百万的材料；可分离性质非常接近的同位素、同分异构体、空间异构体、自旋异构体或光学异构的对映体，也广泛用于大分子和一些生物活性物质以及无机阴、阳离子的测定,色谱法已成为有机物和一些无机物分离测定的重要手段，是科研和生产中分离检测不可缺少的工具,4/9/2026,3,17.4.2,色谱法的种类,根据分离过程中两相（流动相和固定相）的物理状态、作用原理和分离系统的物理特征的不同，色谱可以分为几种类型,1,按两相所处的状态分类,色谱中有两相，即流动相（,mobile phase,）,和固定相（,stationary phase,）。,流动相可以是气体或液体,气相色谱法用气体作流动相的色谱法,qxsp1,液相色谱法用液体作流动相的色谱法,由于固定相可分为固体吸附剂和涂在固体担体（,support,）,或毛细管内壁上的液体固定相，故再按固定相的状态，气相色谱又可分为气固色谱和气液色谱，液相色谱亦可分为液固色谱和液液色谱,4/9/2026,4,2,按固定相的使用形式分类,（,1,）柱色谱（,columnar chromatography,）,固定相装在玻璃管或金属管内，或涂在柱内壁上。又分为填充柱色谱和空心毛细管色谱,（,2,）纸色谱（,paper chromatography,）,用滤纸作载体，吸附在滤纸上的水为固定相。试样溶液在纸上进行展开、分离,QXSP,10,（,3,）薄层色谱（,thin layer chromatography,）,将固定相,(,吸附剂粉末,),均匀地涂铺在玻璃板上或塑料板上，样品的展开、分离在其上进行,4/9/2026,5,3,按照分离过程的物理化学原理分类,（,l,）,吸附色谱（,adsorption chromatography,）,利用吸附剂对混合物中不同组分吸附性能的差异进行分离,（,2,）分配色谱（,partition chromatography,）,利用混合物中各组分在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离,（,3,）离子交换色谱（,ion,exchange chromatography,）,利用混合物中各组分离子与离子交换剂的交换能力不同进行分离,（,4,）空间排阻色谱（,size,exclusion chromatography,）,利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用。分离机制类似分子筛,从仪器分析的角度，常见的色谱法为液相色谱和气相色谱。主要以气相色谱为例，说明色谱分析的应用,4/9/2026,6,17.4.3,气相色谱仪,国产、进口商品型号很多，基本结构相同。主要包括：气路系统、进样系统、色谱柱和检测器系统、记录系统等，有的还有微机控制处理系统,mxgsp,气相色谱结构示意图,4/9/2026,7,气路系统,让载气,(,不与被测物作用，用来载送试样的惰性气体,H,2,，,N,2,),、燃气、助燃气以一定量稳定地流经仪器内部,进样系统,使待测气体定量注人色谱柱，或将液体试样经汽化室加热转变为气体定量地注入色谱柱。包括进样器，气化室,色谱柱,包括恒温控制装置，主要功能是进行混合组分的分离。,有两种形式,，一种是内装固定相，称为填充柱，常用金属,(,铜或不锈钢,),或玻璃制成，内径,2mm,6mm,、长,0.5m10m,的,U,形或螺旋形管子。另一种是将固定液均匀地涂在毛细管内壁，称为毛细管柱。下面以前者为例。它又分两类：气固色谱中的固定相和气液色谱中的固定相,4/9/2026,8,气固色谱中的固定相,原理固定相是一种多孔、有较大比表面的吸附剂颗粒。试样由载气带进柱子，即被吸附剂吸附。载气不断流过吸附剂时，已被吸附的被测组分又被洗脱,脱附。脱附的组分随着载气前进时，又可被前面的吸附剂吸附。随着载气的流动，被测组分在吸附剂表面进行反复的吸附、脱附过程。由于被测物质中各组分的性质不同，在吸附剂上吸附能力不同：较难被吸附的组分易被脱附，较快地移向前面；易被吸附的组分移动较慢。经过一段时间，即通过一定量的载气后，试样中各组分彼此分离而先后流出色谱柱。在气固色谱中，此法应用较多,所用吸附剂多为非极性的活性炭，弱极性的氧化铝，强极性的硅胶，以及分子筛等。它们对各种气体吸附能力强弱不同，可根据分析对象选用,4/9/2026,9,气液色谱分析中的固定相,在化学惰性的固体微粒,(,它用于支持固定液，称为,担体,),表面，涂上一层高沸点有机化合物液膜，称,固定液,。在气液色谱柱内，被测物质中各组分的分离是基于,各组分在固定液中溶解度不同,：载气携带被测物质进入色谱柱与固定液接触时，气相中的被测组分溶解到固定液中，载气连续流经色谱柱，溶解在固定液中的被测组分会从固定液中挥发到气相中。随着载气的流动，挥发到气相的被测组分又会溶解在前面的固定液中。反复多次溶解、挥发、再溶解、再挥发。由于各组分在固定液中溶解能力不同，溶解度大的较难挥发，停留在柱中时间较长，前移较慢；溶解度小的前移较快。经一段时间后，各组分彼此分离,对担体的要求气液色谱分析中的担体应是化学惰性的多孔性的固体颗粒。其作用是提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面,4/9/2026,10,(1),表面化学惰性即表面没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物质起化学反应,(2),多孔性即比表面要大，使固定液与试样接触面较大,(3),热稳定性好，有一定机械强度，不易破碎,(4),粒度均匀、细小，利于提高柱效,气液色谱中的担体分为硅藻土类和非硅藻土类二类,对固定液的要求,(1),挥发性小，在操作温度下蒸气压低，以免流失,(2),热稳定性好，在操作温度下呈液态，不分解,(3),对试样有适当的溶解能力，否则易被载气带走起不到分配作用,(4),具有高的选择性，即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力,Biao-1,4/9/2026,11,(5),化学稳定性好，不与被测物质起化学反应,固定液的选择可用作固定液的有机物多达上千种。一般根据,“,相似相溶原则”进行：固定液的性质与被测组分有某些相似性时，其溶解度大,(1),分离非极性物质，多选用非极性固定液。此时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱：沸点低的先出峰，高的后出峰,(2),分离极性物质，选用极性固定液。此时试样中各组分按极性顺序分离：极性小的先流出，极性大的后流出,(3),分离极性和非极性混合物，多选用极性固定液，此时非极性组分先出峰，极性组分后出峰,(4),对能形成氢键的试样，多选择极性或氢键型固定液。不易形成氢键者先流出,(5),复杂较难分离的物质，可用两种或两种以上的混合固定液,4/9/2026,12,检测器系统,包括检测器、电源和控温装置。功能：,把组分浓度的变化转换成易测量的电信号，,指示和测量自色谱拄中分离出各组分的浓度及其变化的情况。检测器多达,30,种以上。最常用的是浓度型检测器,(,如热导检测器（,TCD),和质量型检测器,(,如氢焰离子检测器（,FID),两种,热导池检测器,结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，对所有物质有响应，是应用最广、最成熟的一种检测器,结构,QXSP,4,由池体和元件构成，分双臂热导池和四臂热导池两种。例，双臂热导池，池体用不锈钢块制成，有两个大小相同、形状完全对称的孔道，每个孔内固定一根金属丝，如钨丝,(,价廉，有较高的电阻温度系数,(,温度每升,1,度电阻的变化值,),和电阻率，易加工，最广泛，或铂丝，两金属长短、粗细、电阻值相同，称热敏元件,4/9/2026,13,原理,不同物质具有不同的热导系数,Biao-2,：电流通过钨丝时，钨丝被加热，电阻增加,未进试样时，通过热导池两个池孔,(,参比池和测量池,),的都是载气。载气的热传导作用使钨丝温度下降，电阻减小，此时热导池两个孔中钨丝温度下降和电阻减小相同,进样后，载气流经参比池，载气带着试样流经测量池，由于被测组分与载气组成的混合气体热导系数和载气的热导系数不同，使测量池中钨丝的散热情况变化，两个池孔中钨丝电阻值间有差异。此差异可用,电桥,测量出来,载气中被测组分浓度愈大，测量池钨丝的电阻值改变愈显著。故,检测器产生的响应讯号，在一定条件下与载气中组分浓度存在定量关系,。电桥上,a,、,b,间不平衡电位差用一自动平衡电位差计记录其响应电位，在记录纸上即可记录出各组分的色谱峰,4/9/2026,14,影响热导池检测器灵敏度的因素,(1),桥路工作电流电流增加，钨丝温度提高，钨丝与热导体温差加大，气体易将热量传出，灵敏度提高。但电流太大，电路不稳,(2),热导池体温度池体温度低，池体与钨丝温差大，灵敏度提高。但池体温度过低，可能使被测组分在检测器内冷凝。一般池体温度不应低于柱温,(3),载气载气与试样热导系数相差愈大，灵敏度愈高。一般物质热导系数都较小，故选择热导系数大的气体,(H,2,或,He),，灵敏度较高,(4),热敏元件阻值选择阻值高，电阻温度系数较大的热敏元件，温度有一些变化时，即可引起电阻明显变化，灵敏度高,4/9/2026,15,氢火焰,检测器,(,略,),简称氢焰检测器。适用于在火焰中可发生自由基反应而电离的多数有机化合物。灵敏度比热导池检测器高几个数量级，适用于痕量有机物的分析。因其结构简单、灵敏度高响应快，稳定性好，是一种较理想的检测器。但对,CO,、,CO,2,、,SO,2,、,N,2,、,NH,3,不能电离的无机化合物不能检测,记录系统,把检测器输出的电信号转换成色谱图或进行数据的计算机处理。包括放大器，记录仪，有的还有数据处理装置,4/9/2026,16,17.4.4,气相色谱分析,1,色谱图,定义,试样经分离从色谱柱流出，被检测器转换成电信号，出,记录仪记录各组分流出曲线称色谱图,。色谱图的纵坐标以,mV,或直接以记录纸坐标格数为单位。它反映组分含量变化。横坐标是时间，以分或秒为单位。它反映各组分在色谱柱上滞留时间,(,保留时间，,retention time),的长短或吸附、脱附能力的强弱,意义,色谱图是色谱分析过程中，试样的组分、色谱柱性能、检测器特性、分析操作条件等多方面因素综合影响的结果，,是色谱法定性定量分析的依据,。下页图是二甲苯等化合物的色谱图,4/9/2026,17,二甲苯等化合物的色谱图,1,一杂质,2,一甲苯,3,一杂质,4,一乙苯,5,一对二甲苯,6,一间二甲苯,7,一邻二甲苯,4/9/2026,18,从色谱图可得的信息,(1),色谱峰,（,chromatographic peak,）,每一个被分离的组分对应一个色谱峰。色谱峰对称、均匀分布，峰面积与组分量成正比,(2),保留时间（保留值）,试样从进样开始到柱后出现峰极值所经历的时间,。是各组分分离的重要标志，常用时间或将组分带出色谱柱所需载气的体积表示,(3),峰高色谱峰最高点与基线（,base line,）,之间的距离。峰高与进入检测器待测组分的量成正比,(4).,峰宽包括半峰宽（峰高一半处的峰的宽度）和峰底宽等,前两项是色谱定性分析的依据，后两项是色谱定量分析的依据,4/9/2026,19,(5),基线色谱柱没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪音随时间变化的线称为基线。稳定的基线是一条直线,基线漂移基线随时间定向的缓慢变化,基线噪声各种因素所引起的基线起伏。见,色谱流出曲线,4/9/2026,20,2,定性分析,气相色谱定性分析，是要确定色谱图上各色谱峰代表什么组分。用已知纯物质的色谱峰和未知试样成分的色谱峰对照是最常用的定性方法。但总体来说，应用气相色谱法进行定性分析尚有不足，直至气相色谱与质谱、光谱等联用，才开辟了广泛的前景,(1),利用保留值定性分析,原理,在一定固定相和操作条件（包括柱温、柱长、柱内径、载气及流速等）下，任何一组分都有一确定不变的保留值。一定条件下，测定各色谱峰的保留值与纯物质的保留值比较就可确定各色谱峰是什么组分产生的,操作,在同一仪器、相同实验条件下进行，以保证完全一致的操作条件,。保留值常以秒表测量，也可测量记录图纸上色谱峰时间坐标的距离,4/9/2026,21,(2),用加入已知纯净物质增加峰高的方法定性分析,适用范围,试样较复杂，相邻两峰间距很近；或操作条件不易稳定控制，准确测量保留值比较困难时使用此法,方法,由保留值估计为某一组分。然后用此组分的纯物质加入到分析体系中：该色谱峰增高，表明该峰代表的组分正是所加入的纯物质；峰高增加但峰形状不同，有新峰出现，或未知峰上有不规则形状出现。表示未知峰和所加纯物质不是同一物质，要谨慎,注意,复杂物质定性分析，往往采用几种分析方法从各个不同的角度进行分析，得出最终结果。如色谱和红外、紫外、可见吸收光谱，质谱，核磁共振谱联用定性分析，已成为对复杂物质进行定性分析有效可靠的方法,4/9/2026,22,3,定量分析,依据,在规定的操作条件下，分析组分的含量（或它在载气中的浓度）与色谱图上峰面积（或峰高）成正比,做法,色谱定量分析需要准确测量峰面积，准确求出定量校正因子。然后用适当的计算方法，求出各组分含量。目前，已有多种型号仪器备有专用微机进行数据处理。具体定量计算可采用工作曲线法、内标工作曲线法、归一化法等方法,4/9/2026,23,对,气相色谱分析的评价及应用范围,气相色谱分析是一种高效能、选择性好、灵敏度高、操作简单、应用广泛的分离、分析方法,气相色谱分离主要基于组分在两相间反复多次的分配过程。一根长,1m,2,m,的色谱柱，一般可有几千几理论塔板，对于长柱，甚至可达,100,多万个理论塔板，从而使分配系数很接近的、难以分离的物质得以分离。如空心毛细管色谱柱，一次可解决含有,100,多个组分烃类混合物的分离及分析。此为此法的突出优点，例，,7,种阴离子的图谱,QXSP,9,高灵敏度检测器的使用可检测,10,11,g,10,13,g,物质。在痕量分析上，可以检测出超纯气体、高分子单体和高纯试剂中质量分数在,10,10,数量级的杂质或污染物。目前可测有机物占全部有机物的,20%,对于难挥发和热不稳定物质，气相色谱法不适用,4/9/2026,24,17.5,质谱分析法,17.5.1,基本原理,（马建议不讲）,原理,首先使被分析试样转变为快速运动的荷电粒子，然后利用电磁学原理使它们按照质荷比（,m,e,）,的大小有规则地分离开来，再将分离开的离子收集检测记录，得到,质谱图,，简称,质谱,。,根据质谱上谱线的位置及相应离子的电荷数进行定性分析。,根据谱线的黑度或相应离子流的强度进行定量分析。,应用,质谱法可以作元素分析、分子量测定、确定分子式、分子式推断等工作,4/9/2026,25,17.5.2,质谱仪,简单质谱仪的原理示意图,1-,产生电子束灯丝,2-,阳极,3-,加速极,4-,加速极,5-,抽真空,6-,小质量离子方向,7-,大质量离子方向,8-,离于束,9-,出射狭缝,10-,收集极,11-,前置级,12-,放大器,13-,记录仪,4/9/2026,26,质谱仪的构造,质谱分析法所使用的仪器称质谱仪。一般由四个部分组成；进样系统和离子源、质量分析（离）器（相当于单色器）、离子检测器、高真空系统。,1.,离子源,质谱仪中产生离子的装置叫离子源，,作用是使被分析物质离子化，并使离子会聚成具有一定几何形状和一定能量的离子,来,束,。,离子源性能优劣直接影响质谱分析的灵敏度和分辨率。,常用的离子源有电子轰击源（,electron impact ionization,，,EI,）、,高频火花源、化学电离源、场致电离源、激光电离源、电感耦合等离子焰炬电离源、离子轰击源等，可按不同分析要求选用。,4/9/2026,27,2.,质量分析器,质量分析器是质谱仪的主体，其作用如同分光光度计中的单色器，但它不是色散光而是,把具有不同质荷比（,m,e,）,的来自离子源室的离子束按质荷比（,m,e,）,大小顺序分别聚焦和分辨开,。一般采用电磁场对电荷的偏转性质实现质量色散，即按质荷比（,m,e,）,大小顺序分开。,质谱仪使用的质量分析器有单聚焦分析器、双聚焦分析器、四极滤质器、飞行时间质量分析器等。在质谱仪中，加速电压或磁场强度均可以由低至高连续地扫描，能方便地使不同质荷比（,m,e,）,的阳离子依大小顺序通过狭缝进入检测室被检测。,4/9/2026,28,3.,离子检测器和记录器,质谱仪的离子检测器多为电子倍增器，构造与光电倍增管相似：一定能量的离子束进入检测室打到离子检测器阴极表面时，产生二次电子，二次电,于,子,多级倍增放大，产生较大电流信号，由记录器描绘成质谱图形。质谱图,纵坐标,是信号的强度，表示离子流的强度也称相对长度。,横坐标,是信号的位置所在，表示质荷比（,m,e,）,的大小值。离子多数带一个正电，质荷比大小也表示了离子的质量。,癸烷的质谱图,4/9/2026,29,17.5.3,质谱解析,质谱的解析可归纳为以下几个步骤：,（,1,）确定分子离子峰，求出分子量,从分子离子峰的稳定性及强弱。初步判断是哪类化合物。,从分子离子峰可以准确地测定该物质的相对分子质量，这是质谱分析的独特优点,。正确地判断分子离子峰是非常重要的。一般说来，除同位素峰外，分子离子峰应是质谱图上最高质荷比的峰，即它位于质谱图的最右端。但在有些化合物的质谱中，分子离子峰很弱；或由于化合物不稳定，被电子轰击后，全部成为碎片离子。质谱图上看不到分子离子峰；有时样品中混有杂质，质谱中会出现杂质离子峰的干扰。为此，必须掌握判别分子离子峰的方法。通常应从分子离子峰奇偶规律（,N,律）、,Ml,峰相对大小，改变试验条件等方面来加以甄别。,4/9/2026,30,（,2,）,确定分子式,有两种方法：,（,a,）,用高分辨质谱仪确定分子式,因为,12,C,、,1,H,、,16,O,、,14,N,的原子量分别为,12.000000,、,l.007825,、,15.994914,、,14.003074,，,所以化合物精确分子量的小数部分的大小和碳以外的元素个数有关。拜诺列出了不同数目,C,、,H,、,O,和,N,组成的各种分子式的精密分子量表（具有小数点后三位数字）。利用高分辨率质谱仪精确测定分子离子峰的质量后，查拜诺（,Beynon,）,表。就可决定分子式。,测得精确的分子量，也可利用数学计算求出不同元素的个数。，可由计算机给出化合物的分子式。这是目前最方便、迅速、准确的方法，因而也是最普遍应用的方法。高分辨质谱仪都具有这种功能。,4/9/2026,31,（,b,）,由同位素峰求分子式,拜诺等人计算出了相对分子质量,500,以下，只含,C,、,H,、,O,、,N,的化合物的,M,l,和,M,2,峰与分子离子峰,M,的相对强度，并编制为表。知道了化合物的相对分子质量和,M,、,M+1,、,M,2,的强度比，即可查拜诺表来确定分子式。,利用同位素峰确定分子式，一般适合于分子量较小，分子离子峰较强的化合物。,（,3,）计算化合物的不饱和度,有利于推断环和双键的数目。,（,4,）分析碎片离子峰,找到分子离子可能脱掉的碎片或中性分子，以此推测分子的结构和断裂类型。,（,5,）,提出可能的结构式,按各种可能方式，连接已知的结构碎片及剩余的结构碎片，提出可能的结构式。,4/9/2026,32,（,6,）标准谱图的应用,在解释质谱过程中，可借助标准谱图集进行核对，最后确定未知物结构。常用的标准谱图集有：,1S,R,Heller,，,G.W.A.Milne,EPA,NIH Mass Spectral Data Base,，,U,S,Government printing office,，,Washington,，,1978,2Eight Peak Index of Mass Spectra,The Mass Spectrometry Data Center,The Royal Society of Chemistry,l983.,3E.,Stenhagen,S.,Abrahamsson,F.W.,Mclafferty,Registy,of Mass Spectral Data,Vo1.14,John Wiley,l974.,4/9/2026,33,17.5.4,气相色谱,质谱联用技术,（,gas chromatography/mass spectrometry,，,GC,MS,）,定义,色谱和质谱联用，简称色质联用,。,优点,将气相色谱高效的分离手段与质谱的特征检测结合起来，是有机化合物质谱分析法研究的一个重要发展。,技术关键,使两者匹配，以不降低两种仪器原有性能：。,两仪器连接处的压力相差悬殊，气相色谱仪末端气体流出压力略大于,101.3kPa,，,质谱仪离子源室压力是,133.310,6,Pa,；,质谱仪的响应速度问题，因有的色谱峰流出时间仅几秒钟，这就要求在数秒钟内就要给出完整的质谱图；,减小或消除因色谱柱固定相的蒸发或热裂解溢出也被质谱仪检出造成的质谱背景。目前，,GC,MS,联用仪整机已经完善地解决了这些技术关键，并配有计算机控制处理。,4/9/2026,34,17.6,扫描电镜显微分析简介,概况,扫描电子显微镜简称扫描电镜，英文缩写：,SEM,。,为适应不同要求，在扫描电镜上安装上多种专用附件，实现一机多用，使扫描电镜成为同时具有透射电子显微镜（,TEM,）、,电子探针,X,射线显微分析仪（,EPMA,）、,电子衍射仪（,ED,）,等多种功能的一种直观、快速、综合的表面分析仪器。,优点,分辨本领高,二次电子成像能观察到试样表面,6nm,左右的微区情况；放大倍数可调范围大,一般可从,10,倍到,15,万倍；,观察试样的景深大，图像富有立体感，可直接观察试样表面起伏较大的粗糙结构形态，如金属表面形态、金属断口形态等。因而扫描电镜在材料科学、地质学、生物学、医学、物理、化学等学科领域都获得广泛应用。,4/9/2026,35,1-,镜筒,2-,试样座,3-,试样,4-,二次电子,5-,光电管,6-,光电倍增管,7-,闪烁体,8-,收集极,9-,物镜,10-,物镜光阑,11,、,21-,扫描线圈,12-,目镜,13-,会聚镜光阑,14-,电于枪,15-,扫描电路,16-,视频放大器,17-,灯丝,18-,阴极,19-,栅极,20-,阳极,22-,显像管,23-,荧光屏,4/9/2026,36,4/9/2026,37,工作原理,扫描电镜成像与电视显象相似。扫描电镜图像按一定时间空间顺序逐点扫描形成，并在镜体外显像管荧光屏幕上显示出来。,由电子枪发射的能量达,30keV,的电子束，经会聚透镜和物镜缩小聚焦，在试样表面形成具有一定能量、一定强度、极小的点状电子束。在扫描线圈磁场作用下，电子束在试样表面上按一定的时间、空间顺序作光栅式逐点扫描。,入射电子束和试样相互作用，从试样表面原子中激发出二次电子。二次电子收集极的作用，将各方向发射的二次电子汇集，再经加速极加速，射向闪烁体上转变成光信号。经光导管到达光电倍增管，使光信号再次转变为电信号。电信号经视频放大器放大，并将其输出送至显像管的栅极，调制显像管的亮度，因而在荧光屏幕上便呈现出一幅亮暗程度不同的反映试样表面形貌的二次电子象。一幅扫描图像由多达,100,万个分别与被分析物表面物点,一对应的图像点构成。,4/9/2026,38,因而，扫描电镜除了能显示一般试样表面的形貌外，还能将试样微区范围内的化学元素、光、电、磁等性质的差异以二维图像形式显示出来，并可用照相方式拍摄图像。,扫描电镜是一种有效的理化分析工具，通过它可进行各种形式的图像观察、元素分析、晶体结构分析。扫描电镜可用于基础理论研究，也可用于生产中产品质量检查，以改善材料性能等。但其价格十分昂贵，当前我国只有少数实验室拥有。,4/9/2026,39,思考题,1,、简要说明气相色谱分析的分离原理,2,、气相色谱仪的基本设备包括哪几部分？各有什么作用？,3,、解释下述基本概念，并说明它们分别用于定性还是定量分析：,色谱峰，保留时间，峰高，峰宽，基线，担体,4,、气固色谱中，对固定相有何要求？,5,、在气液色谱中，对担体和固定液各有何要求？,6,、请简述,热导池检测器,的结构、工作原理及影响其灵敏度的因素，气相色谱仪中为何多用氢气或氦气作为载气,7,、色谱定性的依据是什么？主要有哪些定性方法？,2004,年,3,月,1,7日,19-20,到此止,4/9/2026,40,