1．熱分析儀器、技術(shù)與方法

　　關(guān)于熱分析領(lǐng)域新儀器和方法的發(fā)展與應(yīng)用已有數(shù)篇綜述[1-6]，其總的發(fā)展趨勢是新技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域的延伸；樣品重量的減少，擴(kuò)散和滲透到生產(chǎn)線，使用計算機(jī)和機(jī)器入。在DSC，DTA領(lǐng)域的一個進(jìn)展是調(diào)制式示差掃描量熱儀、熱分析儀(modulated DSC, modulated DTA)的出現(xiàn)[7,8]。它在傳統(tǒng)DSC線性加熱或冷卻基礎(chǔ)上疊加了一個正弦的溫度加熱速率，再利用傅里葉轉(zhuǎn)換不斷地對調(diào)幅熱流進(jìn)行計算，從而得到比傳統(tǒng)DSC更多的信息，如總熱流、調(diào)幅熱流、可逆熱流、不可逆熱流及熱容。同時具有高靈敏度和高分辨率，彌補(bǔ)丁傳統(tǒng)DSC不能同時具備高靈敏度和高分辨率的不足。MDESC已經(jīng)在高分子表征的幾個方面被證實有特殊用途，包括將復(fù)雜轉(zhuǎn)變分離成易解析的部分，提高檢測微弱轉(zhuǎn)變的靈敏度，由一個實驗過程直接測量熱流和比熱變化。在食品方面，比如冰凍食品的加工和儲存。冷凍食品的脆性，蛋白質(zhì)的變性等方面都有應(yīng)用。

　　由熱分析儀與其它儀器的特長和功能相結(jié)合，實現(xiàn)聯(lián)用分析，擴(kuò)大分析內(nèi)容，是現(xiàn)代熱分析儀發(fā)展的一個趨勢。已有商品化的各類聯(lián)用量熱儀，比如熱重分析儀與叮紅外分析儀，色譜儀，質(zhì)譜儀的聯(lián)用等。另外值得一提的是同時聯(lián)用技術(shù)。它是在程序控溫下，對同一試樣同時采取兩種或多種分析技術(shù)進(jìn)行分析，其優(yōu)點是顯而易見的。近期發(fā)展的有紫外-可見光示差掃描熱卡量熱儀(DPC)、微調(diào)制熱分析儀及微熱機(jī)械儀等。微調(diào)制熱分析儀、微熱機(jī)械是原子力顯微鏡與微量調(diào)制熱分析及熱機(jī)械分析技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果。將傳統(tǒng)的AFM的探針用極微小的熱電阻取代，同時用于加熱及溫度測量，以AFM分析顯示材料的形貌、相應(yīng)位置的熱傳導(dǎo)及熱擴(kuò)散區(qū)域分布和物理性質(zhì)的變化。顯微鏡分析與熱分析、熱機(jī)械分析相結(jié)合為其在諸如材料科學(xué)、制藥學(xué)、催化劑、薄膜、電子成分、法醫(yī)科學(xué)及生物體系等領(lǐng)域的應(yīng)用及研究提供了有力的手段。

　　在最近的二十年、光聲及光電技術(shù)被引入量熱研究，用于濃縮材料的熱性質(zhì)研究和各種材料、結(jié)構(gòu)的熱波探測[9]。在制藥工業(yè)應(yīng)用的反應(yīng)量熱儀可以通過中央個人電腦控制16個反應(yīng)參數(shù)并由屏幕進(jìn)行監(jiān)測[10]。在微反應(yīng)器中用小型化的量熱儀監(jiān)視熱物理反應(yīng)的可能性已經(jīng)討論[11]。用于測定燃料燃燒熱的熱彈量熱儀其兩個發(fā)展方向是測量及數(shù)據(jù)處理的高度自動化和無水熱彈量熱儀的發(fā)展[12]。動力學(xué)量熱法是基于溫度調(diào)制方法和絕熱方法發(fā)展起來的，可以得到動力學(xué)熱容數(shù)據(jù)。這是與材料的動力學(xué)相關(guān)的一個基本量，Jeong對其進(jìn)展進(jìn)行了綜述[13]。動力學(xué)量熱儀已被用于過冷液體的慢弛豫研究。自由模式動力學(xué)研究方法用于DSC研究中，提供了一種可靠的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述化學(xué)反應(yīng)[14]。Marison對生物反應(yīng)量熱儀進(jìn)行了綜述[15]。滴定量熱儀被主要應(yīng)用于四個主題的研究[16]：(1)水溶液中的配對焓和溶質(zhì)-溶質(zhì)相互作用參數(shù)；(2)離子表面活性劑形成膠束的解體；(3)蛋白-配體相互作用[17]；(4)高分子吸附劑上被吸附物的吸附。滴定量熱還被用于某些反應(yīng)熱的測定[18]。

2．熱分析方法的應(yīng)用

2.1 材料，化工和炸藥推進(jìn)劑
　　DSC被用于研究無機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)松弛過程[19]，鐵酸鹽不銹鋼結(jié)構(gòu)變化[20]、金屬氧化物和玻璃的熱力學(xué)和化學(xué)結(jié)構(gòu)[21]以及多孔材料相轉(zhuǎn)變[22]、材料防火性測試[23]及氣體性質(zhì)研究[24]等。此外，DSC非常適合熱硬化性粉末涂料性質(zhì)的測定，二者被認(rèn)為是完美的搭配[25]。熱分析方法還被用于黑色物質(zhì)(碳、焦碳和活性炭)的分析[26]，研究有機(jī)添加劑對水泥水合特性的改變[27，28]等。熱分析方法被認(rèn)為是研究高能材料特別是推進(jìn)劑穩(wěn)定性的最重要最有前途的工具之一，被用于推進(jìn)劑反應(yīng)性、反應(yīng)機(jī)理、儲存時間以及炸藥安全性等研究[29-32]。

2.2 有機(jī)化學(xué)
　　在有機(jī)化學(xué)，尤其是物理有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，熱分析方法得到了廣泛的應(yīng)用。一方面被用于反應(yīng)機(jī)理的研究，例如不同構(gòu)型己二醇的乙�；�反應(yīng)的量熱研究[33]，有機(jī)隨機(jī)網(wǎng)狀物中的向列型相到各向同性相的轉(zhuǎn)變[34]。利用熱分析方法可以測定反應(yīng)的生成焓、活化能以及晶格能、張力能等熱力學(xué)數(shù)據(jù)。例如系列鹵化有機(jī)銨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焙和品格能[35]、含氫鍵的柔性有機(jī)網(wǎng)絡(luò)的客體鍵合的平衡、動力學(xué)和能力學(xué)研究[36]及非平面環(huán)共扼分子的共振和張力能[37]等。Belichmeier提供了一種由DSC曲線測定有機(jī)反應(yīng)活化能的簡單而有效的方法[38]。另一方面，熱分析儀被用于合成條件的控制。例如，用差示掃描量熱儀可以方便地控制反應(yīng)條件，實現(xiàn)雜環(huán)的合成[39]。熱分析方法還被用于新合成產(chǎn)物的表征[40,41]以及多組份有機(jī)物質(zhì)的純度測定[42]。

2.3 高分子聚合物
　　在高分子領(lǐng)域，DSC、DTA已成為表征合成高分子的常規(guī)手段[43-47]。另一方面，還被用于高分子性質(zhì)研究，如聚酯的熱力學(xué)[48]、高分子填充物和有機(jī)酸的相互作用[49]、富有稀土化合物的高分子的性質(zhì)[50]、氧化誘導(dǎo)時間[51]、細(xì)菌共聚多酯的性質(zhì)[52]、工業(yè)乳劑的聚合[53]及聚合物上一些無機(jī)和有機(jī)離子的離子交換熱化學(xué)[54]等。利用光差示掃描量熱計還可以檢測高分子的聚合效率[55]。

2.4 物理化學(xué)
　　量熱技術(shù)，尤其是浸入和流體吸附量熱法，氣體吸附微量量熱法在表面化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[56-59]。已被用于評價不同碳材料的化學(xué)性質(zhì)(表面性質(zhì)、親水/疏水性、酸/堿性)和物理性質(zhì)(表面積、孔徑分布等)[60]，研究金屬纖維，真空蒸發(fā)膜和單晶的吸附性質(zhì)[61]，基于PEO，LiI和高表面無機(jī)氧化物的復(fù)合固態(tài)電解液的熱性質(zhì)[62]等。量熱技術(shù)的發(fā)展對熱力學(xué)的貢獻(xiàn)是顯而易見的[63-65]。它被用于超聲實驗[66]、薄膜反應(yīng)熱力學(xué)和動力學(xué)[67]、表面活性劑在固液界面的吸附和熱力學(xué)[68]、無機(jī)陰離子的交換萃取和吸附反應(yīng)熱[69]、荷電金屬氧化物/電解液界面的離子吸附的熱效應(yīng)[70]、混合物界面測定[71]、有機(jī)液體的熱可逆性凝膠化的結(jié)構(gòu)研究[72]、硝酸鈉和高氯酸鈉溶液在298．15K水-有機(jī)混合相中的熱化學(xué)[73]以及工業(yè)中重要的聚合物和膠體在水分散中溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變[74]等。DSC是研究固體熱性質(zhì)的最慣用的直接測定方法。它被廣泛用于計算無定性材料結(jié)晶過程的動力學(xué)參數(shù)[75]、玻璃態(tài)結(jié)晶氰基金剛烷的亞穩(wěn)態(tài)[76]、無定型材料的低溫性質(zhì)[77]、液晶的高壓性質(zhì)[78]以及熱容的測定[79-81]。由掃描和控壓掃描量熱儀可測定有機(jī)液體和聚合物在寬的壓力和溫度范圍內(nèi)的熱物理性質(zhì)[82]。熱分析方法還是研究相平衡及相圖的有力工具[83-85]。

2.5 生物化學(xué)
　　熱分析法在生物化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)展了專門的生物微量量熱儀。熱分析法被用于研究模型DNA三聯(lián)體和四聯(lián)體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)及其與小配體的相互作用[86]、脂雙分子層的斜中間相的相轉(zhuǎn)變[87]、測定胰島素敏感性[88]、抗體分子剖析[89]、藥物-DNA相互作[90]、肽和磷脂雙分子膜的相互作用[91]、淀粉酶和相關(guān)酶的DSC，ITC[17]、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的熱力學(xué)[92]、肌球蛋白和微絲蛋白的DSC研究[93]及酵母生長抑制研究[94]等。

2.6 制藥、食品營養(yǎng)及環(huán)保
　　在制藥領(lǐng)域使用DSC、TGA及TM(熱顯微鏡)進(jìn)行藥物多形性和熱分析[95]、藥物定量控制和多形系統(tǒng)描述[96]、制藥技術(shù)中的液晶系統(tǒng)分析[97]等。熱分析方法還被用于食品營養(yǎng)領(lǐng)域[98-100]，如熱帶植物生產(chǎn)的淀粉的物理性質(zhì)和分子特點[101]、食物中蛋質(zhì)、糖、脂等大分子的DSC研究[102]、并且是人體能量平衡、營養(yǎng)狀態(tài)的評價手段之一[103]。在環(huán)保領(lǐng)域進(jìn)行了鉻對土壤中有機(jī)物質(zhì)生物降解影響的量熱分析[104]，利用熱分析結(jié)合萃取和重液分離部分確定了空氣懸浮微粒中碳元素和可溶、難溶有機(jī)物的總量[105]。