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页数:124

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出版时间:2009-8

价格:25.00元

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isbn号码:9787306034137

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• 化学
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精密测量与材料科学前沿：现代工业分析技术深度解析 图书名称：精密测量与材料科学前沿：现代工业分析技术深度解析 图书简介 本书全面深入地探讨了现代工业生产和研发领域中至关重要的分析化学技术及其在材料科学中的前沿应用。本书旨在为化学、材料、环境工程及相关专业的科研人员、高级技术人员和研究生提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考书。内容涵盖了从基础的定性定量分析原理到尖端的痕量分析技术，聚焦于如何通过精确的测量手段理解和控制物质的微观结构与宏观性能之间的复杂关系。 全书共分为八个主要部分，逻辑清晰，层层递进。 --- 第一部分：分析化学基础与方法论革新 本部分着重回顾了分析化学的核心概念，并引入了现代分析方法论的哲学基础。重点讨论了误差理论、数据处理的统计学基础，以及如何建立和验证分析方法。我们深入分析了选择分析方法时需要考虑的因素，如灵敏度、准确度、精密度、选择性及检测限，并介绍了当代分析化学家如何应对日益复杂的样品基质和法规要求。 核心内容包括： 测量不确定度的量化与报告： 遵循ISO/IEC导则，详述如何进行系统误差和随机误差的评估，以及不确定度在决策制定中的关键作用。 化学计量学导论： 介绍多元数据分析（如主成分分析PCA、偏最小二乘法PLS）在复杂光谱数据解析和化学过程监测中的应用。 --- 第二部分：电化学分析的深度拓展 电化学方法因其高灵敏度和实时监测能力，在环境监测、能源存储和生物传感领域占据核心地位。本书超越了基础的电位分析和电解分析，重点介绍了先进的电化学技术。 重点技术解析： 循环伏安法（CV）的动力学信息提取： 不仅讨论氧化还原峰的解释，更深入探究其在电极过程机理研究中的应用，如表面修饰层电子转移速率的测定。 交流阻抗谱（EIS）： 详细阐述如何通过拟合等效电路模型，精确评估电池、燃料电池和腐蚀体系的界面电阻、电荷转移电阻和扩散阻抗。 高灵敏度化学传感器设计： 探讨新型导电聚合物、纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在构建高选择性离子或气体传感器中的机制与性能优化。 --- 第三部分：光谱分析的维度升级 光谱学是现代物质表征的基石。本部分专注于高分辨率、高通量光谱技术，以及如何将光谱信息与空间信息相结合。 前沿光谱技术： 高分辨质谱（HRMS）在结构确证中的应用： 介绍Orbitrap和TOF技术，重点讨论高分辨准确质量数在复杂有机物（如药物代谢物、污染物）的分子式推断中的精确性。 拉曼光谱与表面增强拉曼散射（SERS）： 阐述SERS在单分子检测中的潜力，以及如何利用其指纹区的特性对材料表面进行无损、定性与定量的分析。 X射线吸收精细结构（XAFS）： 深入讲解XANES和EXAFS谱图的解析方法，用于确定特定元素在固体材料中的氧化态和近邻原子排布，这对于催化剂和储能材料的研究至关重要。 --- 第四部分：色谱分离科学的集成与优化 分离技术是复杂样品分析的前提。本书将分离科学视为一种与检测技术紧密耦合的系统工程。 分离技术的集成化： 二维液相色谱（2D-LC）： 讨论UHPLC与传统HPLC的结合，以及如何利用正交分离机制（如反相/反相、反相/亲水作用）来提高复杂混合物的峰容量和分离效率。 固相微萃取（SPME）与在线富集技术： 侧重于样品预处理的自动化与效率提升，特别是针对挥发性和半挥发性有机物的痕量富集策略。 色谱柱的微纳尺度化： 探讨微柱色谱和纳米LC在分析微量生物样品时的优势，以及其对流动相的特殊要求。 --- 第五部分：材料表征中的结构-性能关联 本部分是本书的特色之一，将分析技术直接应用于先进材料的结构解析和性能评估。 案例分析与技术融合： 薄膜材料的界面分析： 探讨二次离子质谱（SIMS）和X射线光电子能谱（XPS）如何联合用于分析半导体器件中的多层结构和杂质扩散深度。 高分子材料的分子量分布与支化度测定： 重点介绍凝胶渗透色谱（GPC）结合多角度激光散射（MALS）检测器，以获得绝对分子量信息。 无机晶体的缺陷分析： 利用透射电子显微镜（TEM）的高分辨成像技术，结合能量色散X射线光谱（EDS）进行局域元素成分分析，以理解晶体结构缺陷对材料电学特性的影响。 --- 第六部分：过程分析技术（PAT）与在线控制 为了实现智能制造和质量的实时保证，过程分析技术（PAT）已成为工业界关注的焦点。 PAT的实施与挑战： 近红外（NIR）和拉曼光谱在生产线上的应用： 讨论如何利用这些非侵入式技术对反应终点、结晶度或原料配比进行实时、非破坏性的在线监测。 软测量模型（Soft Sensing）的构建： 介绍如何结合过程参数（温度、压力）与在线分析数据，建立预测模型，实现对关键质量属性（CQA）的实时预测和反馈控制。 --- 第七部分：环境与安全分析的极端挑战 本部分关注分析化学在应对环境污染和公共安全领域中的严峻挑战，特别是痕量和超痕量污染物分析。 关键环境分析： 持久性有机污染物（POPs）的多残留分析： 阐述如何利用高选择性的GC-MS/MS或LC-MS/MS方法，在复杂生物基质中同时检测和准确定量数百种农药和工业化学品。 水体微塑料的表征： 介绍傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼显微镜技术如何用于鉴定微塑料的聚合物类型、尺寸分布和表面官能团变化。 --- 第八部分：数据处理、可视化与人工智能辅助分析 现代分析仪器的海量数据对传统处理方法提出了挑战。本部分探讨如何利用高级计算工具提升数据挖掘和解释的效率。 计算分析： 色谱和质谱数据的自动化解析： 讨论如何利用机器学习算法（如支持向量机、神经网络）来优化峰识别、基线校正和光谱匹配，从而减少人工干预和提高高通量筛选的准确性。 数据可视化工具箱： 介绍如何使用热力图、散点图矩阵和三维轮廓图等工具，更直观地展示复杂实验数据中的隐藏趋势和异常值。 本书内容严谨，理论联系实际，力求为读者在现代分析科学领域构建起一个全面、深入且面向未来的知识体系。每一章节都配有最新的文献引用和实践案例，确保读者能够掌握将尖端分析技术转化为可靠工业解决方案的能力。

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