极谱法的基本原理范文1
Abstract: Several routine anions in the Print Circuit Board have been analyzed by ion chromatography analyzer. There are several purposes in this experiment. First is to show the working principle of IC analyzer to the students. Second is to let the students be familiar with the operation of homemade CIC-100 IC analyzer and be wise to analyze the experimental data. It is significant that the students’ interests and their creative ideas on science research might be brought up during the experiment.
关键词: 离子色谱(IC);印制电路板;阴离子;实验教学
Key words: ion chromatography (IC);Print Circuit Board (PCB);anion;experiment teaching
中图分类号:O6-32 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)08-0180-02
0引言
不久前,江苏无锡地区的“蓝藻”事件和沭阳地区的“水污染”事件给国人敲响了“水质污染”的警钟,而水中各种离子的含量与水质密切相关。IC在环境领域已获得广泛应用[1-2]。不仅可以进行常量和微量分析,而且也可以与富集技术结合进行痕量甚至超痕量分析[3]。IC现在作为一种标准分析技术,已成为环境分析中必不可少的工具。例如,美国的4110标准方法[4]就是用来测定地表水、地下水、废水以及饮用水中普通阴离子的。
印制电路板是电子工业中最为常见的一种产品,是各种电子设备,仪器所不可缺少的部件,其所含的某些无机离子的含量对电路板的质量有很大的影响。由于IC具有快速、灵敏、选择性好和同时测定多组分的优点,其中对阴离子的分离与检测是目前难以用其他方法(如原子吸收光谱法)测定的[5-7],因此本实验选用PCB作为实验材料,通过对PCB浸提液中的常见阴离子进行分析,使学生掌握利用IC对各类污染源的离子进行分析的基本技术,从而达到将实验课所学知识用于改造自然、造福社会的最终目的。
1离子色谱的分离原理
离子色谱的分离原理,主要可以分为3种不同类型:离子交换色谱、离子对色谱和离子排斥色谱。
1.1 离子交换色谱离子交换色谱法是基于流动相中溶质离子(样品离子)和固定相表面的离子交换基团之间的离子交换过程的色谱方法。分离基理主要是电场相互作用,其次是非离子性的吸附过程。其固定相主要是以聚苯乙烯(PS)和多孔硅胶作载体,在其表面导入了含有离子交换功能基的离子交换剂。离子交换色谱可以用于无机和有机离子的分离。阴离子的分离主要是采用季铵基作功能基的阴离子交换剂,阳离子的分离主要是采用磺酸基和羧酸基作功能基的阳离子交换剂。本实验对印制电路板浸提液中的常见阴离子进行分析就是采用了离子交换色谱的分离原理。
1.2 离子对色谱离子对色谱的主要分离机理是吸附与分配。固定相是普通HPLC体系中最常用的低极性的十八烷基或八烷基键合硅胶,固定相的选择性主要靠改变流动相来调节,通过在流动相中加入一种与溶质离子带相反电荷的离子对试剂,使之与溶质离子形成中性的疏水性化合物。离子对色谱在生物医药样品中离子性有机物的分析、工业样品中离子性表面活性剂以及环境与农业样品中过渡金属离子配合物的分析方面非常有用。它基本上可以采用通常的反相HPLC的分离体系。
1.3 离子排斥色谱离子排斥色谱主要根据Donnon膜排斥效应:电离组分受排斥不被保留,而弱酸则有一定保留的原理制成。它主要采用高交换容量的磺化H-型阳离子交换树脂为固定相,以稀盐酸为淋洗液。它与离子对色谱的基本原理是相同的,都是将溶质离子转成中性的、具有一定疏水性的分子。离子排斥色谱对于从强酸中分离弱酸以及弱酸的相互分离是非常有用的。如果选择适当的检测方法,离子排斥色谱还可以用于氨基酸、醛以及醇的分析。
2实验
CIC-100离子色谱仪(青岛盛翰色谱技术有限公司),配有电导检测器和HW-2000色谱工作站(上海千谱软件公司)。所用PCB型号为K-110(日本),试剂除碳酸氢钠、溴化钾为分析纯外,其余均为优级纯。
2.1 离子色谱仪的组成离子色谱仪一般由流动相输运系统、进样系统、分离系统、抑制系统、检测系统以及数据处理系统等几部分组成。
3结果和讨论
3.1 PCB浸提液中常见阴离子的分析将F-、Cl-、Br-、NO、SO五种阴离子以注射器进样方式导入IC,将得到的色谱图与标准工作曲线对比,可以确定PCB中各种阴离子的含量。
3.2 测试结果由实验得到的色谱图(图1),可以分析出单位面积的PCB上各种常见阴离子的含量,分析结果如表1所示。
4结论
离子色谱仪可以作为环境分析的重要仪器之一。通过对PCB浸提液的色谱图的分析,可以得知PCB上常规阴离子的含量。通过这项实验的训练,可以使学生掌握利用离子色谱仪对各类污染源的离子进行分析的基本技术,从而将课堂上所学到的理论知识应用于实际。
参考文献:
[1]张萍,史亚利,蔡亚歧等. 大体积进样离子色谱法测定环境水样中高氯酸根[J].分析化学,2006,34,(11):1575-1578.
极谱法的基本原理范文2
关键词：发射光谱 地球化学探测样品 测定 Ag、Sn、Mo 缓冲剂 检出限 精密度 成本
原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分的。不同物质由不同元素的原子所组成，而原子都包含着一个结构紧密的原子核，核绕着不断运动的电子。每个电子处于一定的能级上，具有一定的能量。在正常的情况下，原子处于稳定状态，它的能量是最低的，这种状态称为基态。但当原子受到能量(如热能、电能等)的作用时，原子由于与高速运动的气态粒子和电子相互碰撞而获得了能量，使原子中外层的电子从基态跃迁到更高的能级上，处在这种状态的原子称激发态。激发态电子很不稳定，短时间内就会迁回基态或更低的能级将吸收的能量以光子形式释放出去，每一种跃迁都会发射出一种波长的光，在光谱中产生相应的一种谱线，每种元素只能辐射出一系列特定波长的光，通过对元素受激发后所发出的特征谱线进行测量，就可以对该元素进行定性、定量的分析。
交流电弧发射光谱定量分析法，在分析地质样品中各种微量元素已有较为广泛的应用，具有固体粉末直接分析、可同时分析多个元素，分析检出限低，精密度好、和操作简单等特点，是勘查地球化学样品多元素配套分析方法之一。
勘查地球化学样品中所要分析的76种元素中，Ag、Sn、Mo是较难分析的3种元素，由于试剂空白、元素存在的形式及元素性质的影响，其他分析法不管是单元素分析还是多元素同时分析要得到较好的分析指标都有一定的难度，本方法在研究其元素蒸发行为的基础上，制定出了交流电弧发射光谱法同时测定Ag、Sn、Mo的分析方法。
本方法以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉为缓冲剂，控制和稳定电弧温度，改善弧烧状况和消除试样的喷溅，控制元素的蒸发行为，增加弧焰中原子浓度，降低元素的检出限，控制光谱背景的发射，稀释样品。采用较短的摄谱时间，大大降低了光谱背景，以两根装样电极两次重叠摄谱，分别对短波和长波相板采用不同的显影时间，以Ge作为内标元素，实现了勘查地球化学样品中Ag、Sn、Mo的高灵敏度同时测定。方法检出限（6S）Ag0.010ug/g、Sn0.18ug/g、Mo0.10ug/g;用不同基体和不同含量的国家一级地球化学标准物质进行测定，其方法的精密度（RSD%,n=12）为Ag5.58～10.88%、Sn4.01～6.08、Mo6.08～8.97%。本方法测定了国家一级地球化学标准物质，方法的准确度和精密度满足要求。本方法已用于中国76元素地球化学制图试点研究项目4000件样品中Ag、Sn、Mo的分析，获得了较为满意的应用效果。
一、实验部分
1.仪器与工作条件
摄谱仪 WPP2型两米光栅摄谱仪（北京光学仪器厂），光栅刻线1200条/mm，三透镜照明系统。摄谱仪的狭缝高度1um，中心光拦4mm，光栅转角70.02°，焦距9.90，倾角4.50°，狭缝0.040mm。
光源，WPF-20 型交直流电弧发生器，交流电弧，电流14A，保持30S。
电极规格，上电极为尖头状，，直径4mm，长为50mm，下电极为细颈杯状，孔径3.8mm,孔深4.0mm,壁厚0.6mm,细颈直径2.6mm，颈长4mm。
相板及暗室处理，天津紫外Ⅰ型感光相板。混合显影液（容积比）A:B:水=1:1:2,显影温度18—20℃长波相板1分30秒，酸性定影液定影10分。
A、B显影液
溶液A
米多尔2.3g、无水亚硫酸钠55g、海德尔11.5g，加水至1L
溶液B
无水碳酸钠46g，溴化钾7g，加水至1L
F-5酸性坚膜定影液
硫代硫酸钠 240g，无水亚硫酸钠15g，冰乙酸15ml，硼酸7.5g，钾明矾15g，加水至1L。
光电译谱仪，GBZ—Ⅲ型光谱相板测光仪。狭缝宽度0.2mm，高度12mm，对谱板按元素相对应的谱线进行测量，采用计算机应用样条函数插值法自动拟合标准曲线，自动计算样品中各元素的含量，并
打印出分析数据。
2.缓冲剂及试样制备
缓冲剂的成分为（%）K2S2O7:22%、NaF:20%、Al2O3:43%、C：14%内含GeO2:0.007%。将其混合研磨均匀。
分别准确称取0.1000g样品和0.1000g缓冲剂，磨匀混合装入两根下电极中，滴加2滴2%蔗糖乙醇溶液（10g蔗糖溶于500ml乙醇水溶液（1+1）中），90℃烘40分钟，备用。
3.标准系列
称取光谱标准系列0.5000g和光谱缓冲剂0.5000g混合，磨匀，装入电极，滴加2滴2%蔗糖乙醇溶液，烘干备用。
二、结果与讨论
1.缓冲剂的选择
在进行粉末电弧法光谱定量分析时，分析样品中加入缓冲剂有稳定弧烧、控制电弧温度和元素的蒸发行为，根据弧烧时的电极孔穴及电弧等离子体所存在的物理、化学反应机理，使其达到提高分析准确度、精密度和改善检出限的目的。
根据相关资料及实验结果，确定了以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉为缓冲剂
极谱法的基本原理范文3
关键词：气相色谱；检测器；色谱柱
中图分类号：X132 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0099-03
一、气相色谱法基本原理
1．气相色谱分析的分离原理：基于不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样中的各组分就在两相中进行反复多次的分配，使得原来分配系数只有微小差异的各组分产生很大的分离效果，从而各组分彼此分离开来。
2．色谱分离的塔板理论：将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，引用了处理蒸馏过程的概念、理论和方法来处理色谱过程。把色谱柱比作一个分馏塔，色谱柱可由许多假想的塔板组成（既色谱柱可分成许多小段），在每一小段（塔板）内，一部分空间为涂在担体上的液相占据，另一部分空间充满着载气（气相），载气占据的空间称为板体积V。当欲分离的组分随载气进入色谱柱后，就在两相间进行分配。
3．气相色谱的速率理论：吸收了塔板理论中板高和载气流速的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素，建立了定量关系式，，式中u为流动相的线速度；A，B，C为常数，分别代表涡流扩散项系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。
二、气相色谱仪的组成部分
（1）载气系统：包括气源、气体净化、气体流速控制和测量；（2）进样系统：包括进样器、汽化室（将液体样品瞬间汽化为蒸气）；（3）色谱柱和柱温：包括恒温控制装置（将多组分样品分离为单个）；（4）检测系统：包括检测器，控温装置；（5）记录系统：包括放大器、记录仪、或数据处理装置、工作站。
三、气相色谱的定性定量分析
（一）定性分析
气相色谱的定性分析主要有相对保留值定性法、保留值规律定性法、已知物增加峰高定性法、化学试剂定性法、文献值对照定性法和检测器定性法。
（二）定量方法
1．归一化法：如果试样中所有组分均能流出色谱柱，并在检测器上都有响应信号，都能出现色谱峰，可用此法计算各待测组分的含量。
2．内标法：在试样中加入一定量的纯物质作为内标物来测定组分的含量。内标物应选用试样中不存在的纯物质，其色谱峰应位于待测组分色谱峰附近或几个待测组分色谱峰的中间，并与待测组分完全分离，内标物的加入量也应接近试样中待测组分的含量。
3．外标法：取待测试样的纯物质配成一系列不同浓度的标准溶液，分别取一定体积，进样分析。从色谱图上测出峰面积（或峰高），以峰面积（或峰高）对含量作图即为标准曲线。然后在相同的色谱操作条件，分析待测试样，从色谱图上测出试样的峰面积（或峰高），由上述标准曲线查出待测组分的含量。
四、样品前处理技术
1．样品前处理是指样品的制备及对样品中被测组分进行提取、净化、浓缩或衍生化处理以满足分析需要的过程，其目的是消除基质干扰、保护仪器、提高方法的准确度、精密度、选择性和灵敏度。
2．样品制备的基本要求，因为样品为实验室样品中具有代表性的试样，制备均匀的有代表性得的实验室测试样品是样品前处理的重要环节，直接影响检测结果的准确性和可靠性，制备中应防止被测组分发生变化、降解、污染。
3．制备样品的技术。（1）样品萃取。采用索氏萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取、微波辅助萃取等技术，实现被测组分的分离，提高分析的准确性。（2）样品净化。利用化学平衡下的分配定律，采用液液分配、固相萃取、凝胶渗透色谱分离、分子印记技术、衍生化等方法，达到样品的浓缩、富集、净化，提高检测灵敏度、准确度。
五、气相色谱柱
1．气相色谱柱的分类，按照尺寸、主要以色谱柱的内经分类为毛细管色谱空心柱和填充色谱柱；按色谱柱中固定相类型分类，可将色谱柱分为吸附柱和分配柱。
2．固定液的选择和固定液的配比，试样在色谱柱中两相间的分配行为决定于试样中各组分本身性质与固定液，因而固定液对于试样能否被有效分离起决定性作用，固定液的选择是在基本原则指导下，多根据操作者的实践经验进行。固定液选择的总原则是“相似相溶”。
（1）固定液的选择，分离非极性组分时，通常选择用非极性固定相，各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰；分离极性组分时，一般选择用极性固定液，各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰；分离非极性和极性的混合物，一般选用极性固定液，此时非极性（或易被极化的）组分后出峰；醇、胺、水等强极性和能形成氢键化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液；组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液或混合固定相。
（2）固定液配比的选择，固定液在担体上涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在5%～25%之间，配比越低，在担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快，配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小，分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
3．分离柱长和柱内径的选择，填充色谱柱的柱长通常为1～3m，内径3～4mm，材质有玻璃、石英玻璃、不锈钢（较常用）。增加柱长对提高分离度有利，但组分的保留时间增加，且柱阻力增加，不便操作。柱长的选择原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。对于空心毛细管色谱柱其选用原则相似，不过空心毛细管色谱柱不存在固定液配比之说，但讲液层厚度，一般液层厚度在0.1～0.6um之间，液层薄、柱效高，但柱容量小。
4．色谱柱选择原则，在满足分析要求的条件下，先填充柱后毛细管柱，选毛细管柱，先大口径后小口径；柱长越短越好，固定相用量越少越好；非极性比记性好，最高使用温度越高越好，自身稳定性好，抗污染能力强、老化、活化、再生简单、时间短、使用周期长。
六、检测器
（一）TCD检测器
1．原理：在一个处于热平衡的TCD中，组分进入测量臂池腔，就会由于气体组成的改变，引起气体热导系数的变化，从而引起热敏元件温度的变化，热敏元件的温度变化，就会引起热敏元件阻值的变化，热敏元件阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。信号大小与被测物质浓度成函数关系。
2．TCD检测条件的选择。
（1）载气种类，TCD检测器通常使用氢气或者氦气作为载气，因为它们的热导系数远远大于其它化合物，故灵敏度高，且易于定量，线性范围宽。从理论上讲用氦气较合理，但它价格昂贵，因此在我国一般都选用氢气作载气。
（2）载气纯度，载气纯度影响灵敏度，实验证明：在电桥电流120～200mA 范围内，用99.999％的超纯氢气比用99％的普氢灵敏度高6％～13％，同时，基线漂移和噪声也可以大大降低。载气纯度对峰形也有影响，用TCD作高纯气中杂质检测时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则易出倒峰。
（3）载气流速，TCD为浓度型检测器，对流速波动很敏感，TCD的峰面积响应值反比于载气流速。因此，在检测过程中载气流速必须保持恒定。在柱分离许可的情况下以低一些为妥。流速波动可能导致基线噪声和漂移增大。
（4）电桥电流，电桥电流可以显著提高TCD的灵敏度。一般认为S值与电流的3次方成正比。但是电流的提高又受到噪声和使用寿命的限制。桥流设定与TCD检测池的温度及使用的载气种类密切相关。
（二）FID检测器
1．原理：当有机物经过检测器时，在火焰那里会产生离子，在极化电压的作用下，喷嘴和收集极之间的电流会增大，对这个电流信号进行检测和记录即可得到相应的谱图。只有选择最佳气流比，使火焰达到稳定的扩撒型火焰时，才能得到较高的灵敏度。
极谱法的基本原理范文4
关键词：人工地震波；反应谱；长周期；持时
中图分类号：TV641．44；X945 文献标识码：A doi：10．7511／dllgxb2016020030
引言
当前，人工波拟合技术是获得有效地震荷载记录的重要途径之一，广泛应用于水利工程抗震、核电工程抗震等领域，如场地谱人工波、楼层谱人工波拟合等．其中，尤以核电楼层反应谱形状特征更为复杂，体现在“峰多谷深”等特征，给高精度的人工波拟合技术带来了困难．现实工程领域中，数值分析人员往往倾向于让地震动持时较短，以节省结构动力分析的时间，而不是从持时与震级关系的角度确定人工波总持时，因而就容易产生较短持时与目标反应谱匹配的问题．经常发现，一些对于长周期谱值要求较高的加速度反应谱，短持时条件下的人工波计算反应谱往往难以达到良好的拟合精度，主要体现在难以达到指定的长周期反应谱值．目前，人工波拟合领域，研究仍多集中于反应谱拟合效率和精度的提高，而在人工波目标谱与时程控制参数之间匹配方面的研究较少．在人工波拟合的随机波行程的初始阶段提供一定的初筛原则，并对筛选结果提供一定的预校正建议，可有效地排除一些理论上就难以达到拟合要求的人工初始波，从而对提高拟合的整体效率有着积极作用．这一背景下，本文从人工波反应谱值的基本概念出发，关注高频与极低频长周期人工波谱值特征研究，尤其是强震持时与长周期反应谱值的数值关系［1］，提出随机人工波的初筛原则，并对异常初始波的时长参数提出校正建议．最后，以算例的形式验证本文方法的有效性，以推广于各类人工拟合算法中．
1基本原理
1．1拟合目标反应谱的人工波长周期控制条件
人工波生成主要是基于三角函数的叠加，由于初始相位角的任意性，直观来看人工波时程结果是随机的．随机性带来了许多不确定的特征，需要从统计的角度来讨论，但一些频谱特征是确定的．从反应谱的基本定义可知，极高频处即零周期处的反应谱值等于加速度时程的峰值．据此，在人工波拟合过程中，只要调节人工波的峰值即可容易地满足极高频处目标反应谱的拟合要求．而从极长周期或极低频处的反应谱来看，加速度时程的反应谱值是趋向于零的．实际工程应用中，各类抗震规范多指定了低频的截止周期，如水工规范取为3s，工民建抗震规范取为6s，核电站抗震规范取为10s．由前述分析可知，通常情况下这些长周期处的计算反应谱值比峰值反应谱值会有较大的降低，即使比零周期处的谱值也小许多，并不直接受长周期目标反应谱的控制，于是容易在人工波拟合过程中，出现长周期处计算反应谱无法达到较高目标反应谱值要求的情况．容易看出，如人工波拟合过程中，能首先在零周期极高频处，以及长周期截止频率处满足目标反应谱的要求，通俗地说就是可以“捏住两头”，那么后续中间频率段的计算反应谱迭代调整将只是个精度问题，不会出现某些随机参数条件下造波失败的情况．而对比极高频，以及长周期截止频率两个控制条件，其中低频长周期更为难以控制．而在诸多人工波时程控制参数中，包线函数［1］的引入对削减低频长周期计算谱值有着最为显著的影响．随机人工波一般来源于平稳随机过程，此时从统计学角度，其计算反应谱在各频率处将围绕着目标反应谱曲线摆动．而为表征出地震波的非平稳过程，如式（1）所示的非平稳包线函数往往被引入（如抛物线形的初始上升段，指数线形的末尾下降段）：式中：0～t1为峰值的上升段，t1～t2为峰值的平稳段，T为总持时，c为指数线形下降段的衰减系数．针对强度包线对加速度反应谱的影响，周宝峰［2］提出若总持时T固定不变（如5s），衰减系数c和t1保持固定不变，逐渐增大t2，随着平稳段时间长度的增加，计算反应谱的峰值不断增大．反应谱的峰值由单峰点向峰值平台过渡，如图1所示，显然从本文关注的角度来看，图1也反映出，随着平稳段时间长度的增大，低频长周期处的反应谱值有大幅提升．换言之，包线函数的引入，会大幅削弱初始人工波在长周期处的反应谱值，从而导致低频长周期计算反应谱有时难以达标的问题．当然无限地增大t2，则必然导致上升段与末尾衰减段时间的相对减少，使人工波波形奇异，往往工程人员亦会对这一表达产生异议．因而，在人工波拟合领域，需要兼顾目标反应谱的拟合精度与地震动时程波形合理性两方面的因素．
1．2人工波长周期谱值持时影响的数值验证
持时、频谱、峰值是地震动的三要素．那么，增加持时相对于改变包线将是一种更为方便且合理的手段．谢礼立等［3］认为，震级的大小是决定地震动加速度长周期分量大小的决定性因素．在其他因素确定的前提下，震级越小，地震动加速度长周期分量越小；震级越大，地震动加速度长周期分量越大．一般在人工波拟合中，震级的大小主要反映在地震动的总持时要求上，如震级与持时的统计关系［4］可取为logt＾＝0．33×M－0．87（其中t为时间，M为震级）．地震动的总持时越长，地震动积累的能量越大，则震级就越大．但由于目标反应谱的来源不定，往往由上式确定的总持时，或工程人员臆断确定的总持时仍嫌不足．在人工波拟合中，需要一定的定量关系，来保证长周期段能量成分的充分表达，也可为人工波拟合中，长周期低频段计算谱值控制条件的确定提供参考［5］．以sin（2πt）的正弦波（周期为1s）为例，分别取1、2、4、8、12、16s的总持时计算反应谱值，计算中阻尼比取0．05．结果如图2所示．计算结果显示，当T≥2s后，随着总持时的增加，低于2．5s周期点的相对高频段的反应谱值增至稳定状态，而低频长周期段的反应谱值仍继续变换；当T≥4s之后，随着持时的增加，5s周期点处的反应谱值较峰值下降趋势才消除．该算例表明，为了使低频地震分量的效应能在人工波中充分反映，达到目标反应谱的要求，稳态强震持时应达到一定的长度．
2人工波初筛策略与预校正算法
如前所示，人工波拟合中长周期处计算反应谱值受人工波拟合参数的影响显著，其能否满足目标反应谱值的要求，可作为一个基本的筛查策略．据此，本文提出了一种快速且有效的人工波初筛策略，可有效提升人工波的成功生成效率，避免不必要的迭代调整浪费于某些特定随机状况中．具体做法是：（1）通过三角级数叠加的传统算法快速生成多条平稳加速度初始时程，叠加强度包线，并比例调节时程峰值到设计地震动值（保证零周期处的计算谱值满足要求）．（2）采用传统频域反应谱迭代调整法［6］，快速调整10次，实现预校正，此过程将十分快速，且此时人工波的反应谱值将趋于总体稳定．（3）计算各条初始波在规范要求的最长周期的反应谱值，并判定其是否达到目标谱要求的90％．若某条不满足，则将该初始波筛除．若均不满足，则按前述原理，建议增加人工波控制参数持时或强震段持时，并按上述步骤重新计算判定，直到长周期反应谱值满足要求．经过上述过程，人工波时程的计算反应谱将在高低频段两头达到目标反应谱的要求，从而再经细致的反应谱拟合精度调整，可保证获得最终的人工波．
3算例分析
3．1核电站抗震规范下的反应谱拟合算例
以核电站抗震设计中的Rg1．60标准谱为目标反应谱，阻尼比取0．05，人工波总持时控制参数分别取5、10、20、40、60、80s，各采用本文策略算法快速生成5条初始人工波，比较规范建议的最长截断周期点（5s）处的反应谱值（实际运用中，为避免孤点跌跃现象，建议采用规范建议的最长周期的两个控制点平均值）．本例中分别取长周期控制点处目标反应谱的85％、90％、95％为标准，来判定人工波在极长周期处的计算反应谱是否达标．Rg1．60标准谱在5s周期处的目标反应谱值为0．166g，则判定标准分别取0．141g、0．149g、0．158g．统计结果如表1所示．表1中，随着人工波控制参数总持时的增加，拟合出的初始地震动时程无论是长周期段的反应谱值，还是达标个数，都表现出一种上升的态势．表1中显示，当总持时取20s时，达到目标反应谱的90％判定标准的地震波为1条．若以目标反应谱的85％为判定标准，虽然总持时为10s时，已可筛选出达标的初始人工波，但显然10s人工波持时要求过于宽松．综合各因素，建议以长周期处目标反应谱值的90％作为判定标准．图3为总持时取20s时，本例中达标的某条初始人工波的反应谱比较图．
3．2水工抗震规范下的反应谱拟合算例
以水工抗震规范中的某类场地条件下的重力坝设计反应谱为目标反应谱，阻尼比取0．05，人工波总持时控制参数分别取5、10、20、30s，采用本文策略算法快速生成5条初始人工波．在本重力坝设计反应谱中，最长阶段周期点取在2．5s处，该点处的目标反应谱值为0．08g，仍分别取其值的85％、90％、95％，则判定标准分别为0．068g、0．072g、0．076g．本算例的统计结果如表2所示．从表2中可以看出，本文提出的策略算法同样适用于水工抗震规范下人工波的拟合．与核电站抗震设计中人工波拟合不同的是，由于水工抗震设计反应谱最长截止周期取为2．5s，远低于核电站抗震设计规范的要求，因而相对较短持时即可满足要求．
3．3筛选算法对结构动力响应的影响
按本文算法，分别采用筛选与不筛选两种策略，用Rg1．60核电标准反应谱生成人工波，拟合精度如图4所示．其中未经筛选人工波在长周期段明显低于目标反应谱值要求．将该人工波输入AP1000核电结构，求解动力响应，观察三代核电结构安全水箱处的时程响应（局部振动频率0．35Hz），见图5、6，不难看出，相对位移时程幅值在未筛选波输入条件下明显低估，而图6的绝对加速度反应谱也反映了这一问题，值得在结构设计中重视．
4结语
极谱法的基本原理范文5
论文摘要：为了使学生通过分析化学的学习能掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理，并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。从以下几个方面进行研究:重视理论教学;理论联系实际，重视实验教学;多种教学方法的综合运用。
引言
分析化学(Analytical Chemistry)是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质信息的一门科学，又被称为分析科学(Analytical Science)。该课程内容包括化学分析和仪器分析两大部分。化学分析包括分析化学的基本知识;定量分析方法的基本步骤;分析化学中的误差与数据处理;分析化学中的质量保证与质量控制;容量分析方法和重量分析法。化学分析部分的理论和方法是分析化学的基础。仪器分析包括原子光谱法(原子发射光谱法、原子吸收光谱法);分子光谱法(紫外一可见吸收光谱法、红外吸收光谱，分子发光法);电化学分析法(电位分析法、电解与库仑分析法、伏安法与极谱法);色谱法(气相色谱、高效液相色谱法);核磁共振波谱法;质谱法等。分析化学既有严密、系统的理论，同时又有很强的实用性，是理论与实际密切结合的学科。通过本课程的理论与实验教学，要求学生掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理，并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风;使学生初步具有根据实际问题选择合适分析方法的能力，并与实验课程相配合，初步具有解决实际问题的能力。为了使学生更好地掌握这门课程，要求教师必须更新教育观念，改进教学方法和教学思路，提高教学质量。现从以下几个方面谈谈教学体会。
重视理论教学
1.教学中抓住重点、难点。分析化学内容比较繁杂，涉及到无机化学、物理化学、有机化学、电化学等方面的内容，学生普遍反映这门课程内容复杂、抽象，难以理解和掌握。因此，在教学中一方面要抓住主要脉络，抓住教学的重难点，举一反三，将抽象化知识尽量简单化。如波谱分析部分学生反映抽象、难理解，但这部分是重点之中的重点，讲授时要慢讲，并结合有机化学的结构式多举实例，多用一些图谱解析实例给大家讲解，就容易多了。另一方面则要善于归纳总结。例如:整个分析化学包括两大主要内容:化学分析和仪器分析。现列举如下:
分析化学
容量分析配位滴定法
酸碱滴定法
氧化还原滴定法
沉淀滴淀法
重量分析
仪器分析电化学分析
光谱分析IR
UV
NMR
质谱
色谱分析TLC
GC
HPLC
这样分析化学的主要脉络就理清了，掌握这个脉络，有利于学生记忆。
2.注意交叉学科之间的联系。分析化学是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学，与其他学科有着很大的联系。如:化学分析部分及电位法和永停滴定法主要包括定量分析，学生在学习这一部分内容时要充分掌握化学平衡理论在分析化学中的具体体现和实际应用，与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联系起来，理解各类分析方法的基本原理，发现反应过程中各种平衡状态，各成分的浓度变化。
3.培养自学能力。以往教学采用“填鸭式”教学方法，既乏味又不生动，学生只是机械地听，时间长了学生不善于动脑思考。因此在教学中，采用讲清基本原理的同时，让学生完成一些相关内容的论文。比如，在讲高效液相色谱法时，因学生不能进行实际操作，很难了解它们用处的真正意义。但在教学同时，让学生写出相关论文，如“HPLC在……方面的应用”等，这样学生既能练习查阅文献，又能了解此种方法的应用的重要性。
理论联系实际，重视实验教学
分析化学是一门实践性的学科，以解决问题为目的。通过教学及结合现实生活中的实际例子，学生可理解消化课堂所学基本原理和方法，理论知识得到进一步的巩固和验证，同时实验教学也是培养学生实际动手能力和创新能力的重要途径。为了提高学生实验水平为此我们采取了一些方法。
1.课前写预习实验报告。写的内容包括实验目的、原理、操作步骤、注意事项。这样学生在上实验课之前就已初步了解所要上课的内容了，待老师讲完后再动手做就事半功倍了，而且，很快掌握理论与实践结合，理论课上不易理解的知识点就豁然开朗了。
2.课堂上老师提间，学生也可以发表自己的见解。课堂提问是很古老的方法，但效果还是得到肯定。有时有的学生还是处在被动的学习状态，虽写了预习报告未必认真思考，若课堂提问的话，学生在预习时就会认真去考虑实验所涉及的内容，这样促使学生去复习课本知识和主动查阅资料，这样既提高学生积极思考能力又加深了对理论教科书内容的理解和掌握。
3.培养学生自己设计实验，亲自动手操作的能力。分析化学中波谱解析是学生比较难掌握的，只空讲原理学生很难接受，若让学生自己结合有机合成实验的内容让学生自己设计合成化合物，然后利用分析化学中波谱学知识，让学生亲自对自己所合成的化合物进行测谱，如红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱、碳谱等，这样学生既掌握了波谱学的理论和实际应用知识，又培养了学生自己设计实验，亲自动手的能力，同时也真正懂得分析化学对于药学专业人员的重要性。
多种教学方法的综合运用
1.改革传统的教学方法。在现代教育理念——研究性学习、探索性学习、协作学习等的指导下，我们需要根据课程内容和学生特征，设计多种多样的教学方法，同时要结合高职教育的人才培养模式进行教学设计。
课堂讲授:
在认真提炼基础性内容的同时，重视新技术在教学中的应用和教学方法的改革，加人扩充性知识，使学生了解新方法，为实验教学及今后的走向工作岗位打下扎实的理论基础。
问题教学:
老师先提出问题，由学生在实验中去分析，找出问题存在的原因以及如何去解决。有效调动学生积极参与学习，促进学生积极思考。
启发式教学:
联想式启发、对比式启发、由浅人深启发、总结式启发等方法进行教学。调动了学生的主动性、积极性和创造性，使课堂教学充满活力。
演示教学:
针对难度较大或精细程度较高的实验，由老师演示，然后由同学操作，老师在旁边亲自指导，便于学生准确掌握。
参观式教学:
在定量化学分析授课期间，组织学生下厂实习，了解企业的情况，增加学习的兴趣。
2.多媒体教学方法与传统方法相结合，提高教学质量。由于现代教育技术的发展，我们可以运用多媒体课件进行教学。多媒体由于具有文字、图表、动画、声音，可以刺激学生感观系统，调动学生学习积极性和主动性;可以拓宽教学内容，增大教学容量，提高教学进度。
实际运用中，要注意多媒体教学与板书的结合。实践表明，运用多媒体辅助教学，由于不需要板书，速度快，使部分学生的思维速度跟不上，整体很难获得良好的教学效果。教学过程中发现对易理解的内容，学生表现非常活跃，对难理解和掌握的内容，学生往往表现欠佳，如采用经典方法进行板书、讲解则可获得良好的教学效果;对公式推导，计算举例应用板书、讲解也能获得良好的收效。因此，在教学活动中，要注重多媒体教学方法与传统方法相结合，提高教学质量。
3.网络教学和课堂教学相结合，提高教学质量。教师可以充分运用网络巨大的承载力，制作丰富、详实、动感的教学内容课件，弥补课堂教学时数的不足。学生可以根据需要打开教学内容来阅读、理解、记忆、掌握课堂上没有理解和掌握的内容。可以打开感兴趣的内容进行详细的阅读、理解和探讨。网络教学和课堂教学相结合，教学方式灵活，可以有效提高教学质量。
极谱法的基本原理范文6
科院长春应用化学研究所王宏达研究员研究组与echnical university of enmark的池其金副教授、张敬东副教授、ens ulstrup教授研究组，以及瑞典的halmers university of echnology合作，应用am力谱在单分子水平本文由收集整理研究了过渡金属配位化合物中金属原子与配位分子osmium terpyridine）之间的相互作用。其成果发表在《自然通讯》nature ommunications， 2 oi： 8ncomms2）。
自从89年，werner提出配位化学理论以来，配位化学就成为了化学学科的一个重要分支，被用于过渡金属配合物的研究。然而，如何在单分子水平操控和测量配位化学物中金属元素与配体之间的相互作用是一个极大的挑战。单分子技术的发展，尤其是单分子力谱的发展使得在单分子水平上研究分子间和分子内的相互作用提供了可能，获得一些传统的集群方法不能得到的重要信息。研究人员应用多学科的研究方法，以erpyridine与osmium模板，结合am力谱 、
电化学、扫描隧道显微镜（m）以及理论模拟等多种方法，系统地研究化学环境中的过渡金属配合物的作用力。本项研究不仅获得了单个配位力的大小（约 pn），而且发现金属原子的氧化还原态对金属配体之间的相互作用力有显著影响，从还原态到氧化态，配位力逐渐增大（还原态～8 pn，平衡态～ pn，氧化态～ pn）；应用密度泛函理论（ensity functional theory，）模拟也为实验数据提供了理论基础。
电化学控制下，高精密的单分子水平测定金属配位键断裂力是配位化学的重大突破。电化学与am力谱结合的方法将推动配位化学的发展，成为研究金属配合物相互作用的新手段，从一个全新的角度理解配位键的物理化学本质。该工作得到国家自然科学基金、国家97项目、中科院“百人计划以及丹麦大学联盟等多项资助。
dna甲基化（methylcytosine，m）修饰是表观遗传学的重要组成部分，它在胚胎发育、基因印记以及人类肿瘤发生中起着重要作用。na甲基化能引起na构象、na稳定性及na与蛋白质相互作用方式的改变，对基因的时空表达具有调控作用。na甲基化状态异常是引起肿瘤发生的重要因素。近几年在哺乳动物中新发现的羟
甲基胞嘧啶（hydroxymethylcytosine ，hm）除了作为na去甲基过程中的中间产物，还被认为具有调控细胞生理功能的
作用。但是由于hm在一般细胞中含量低且检测手段有限，目前对于hm的研究主要还是集中在hm含量较高的干细胞和神经细胞。液相色谱质谱联用技术具有灵敏度高、特异性好等优点，但由于核酸中还存在大量的其它正常核苷，在质谱分析中，这些经常共洗脱的正常核苷会抑制hm的离子信号，降低其检测灵敏度。
