《原子熒光光譜》PPT課件

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1、原子熒光光譜分析AtomicFluorescenceSpectrometry（AFS）1.概述2.理論基礎(chǔ)（一）原子熒光的產(chǎn)生及分類（二）原子熒光的定量分析方程（三）量子效率及熒光猝滅效應(yīng)3.原子熒光的儀器結(jié)構(gòu)4.氫化物原子熒光法（一）主要適用元素（二）氫化物原子熒光法的靈敏度（三）氫化物發(fā)生體系（四）氫化物的發(fā)生及導(dǎo)入原子化器的方法5.原子熒光法的應(yīng)用6.ICP-MS簡介7.元素分析儀器的比較一、概述n原子熒光光譜法是原子光譜分析技術(shù)的一個(gè)分支，從發(fā)光機(jī)制上看，它屬于光致發(fā)光。原子熒光作為一種儀器分析方法提出是20世紀(jì)六十年代中期，真正得到實(shí)際應(yīng)用的是1964年以后。n我國對原子

2、熒光的研究顯然比國外晚，但是成績非常突出。n原子熒光方法中，最主要，最有應(yīng)用價(jià)值的是氫化物原子熒光法，它具有檢出限低，儀器便宜，該方法最適宜測定的元素如As，Pb，Hg，Ca，Se等，恰恰是環(huán)保，臨床醫(yī)藥，半導(dǎo)體工業(yè)最常測定的元素。因此，原子熒光是重要的無機(jī)痕量分析方法之一。n原子發(fā)射、吸收和熒光光譜n（1）發(fā)射與吸收光譜--線狀光譜吸收+hν*基態(tài)MM激發(fā)態(tài)-hν發(fā)射n（2）原子熒光光譜--物質(zhì)吸收一定波長的光達(dá)到激發(fā)態(tài)之后，若經(jīng)過10-8秒，又躍遷回基態(tài)或低能態(tài)，發(fā)射出與激發(fā)光相同或不同的光，這種光稱為原子熒光。原子熒光光譜法的優(yōu)點(diǎn)：（1）有較低的檢出限，靈敏度高。特別對Cd、

3、Zn等元素有相當(dāng)?shù)偷臋z出限，Cd可達(dá)0.001ng·cm-3、Zn為0.04ng·cm-3?，F(xiàn)已有20多種元素低于原子吸收光譜法的檢出限。由于原子熒光的輻射強(qiáng)度與激發(fā)光源成比例，采用新的高強(qiáng)度光源可進(jìn)一步降低其檢出限。（2）干擾較少，譜線比較簡單，采用一些裝置，可以制成非色散原子熒光分析儀。這種儀器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。（3）分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬，可達(dá)3～5個(gè)數(shù)量級。（4）由于原子熒光是向空間各個(gè)方向發(fā)射的，比較容易制作多道儀器，因而能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測定。二、原子熒光的理論基礎(chǔ)n2.1原子熒光的類型n2.1.1共振熒光n2.2.1非共振熒光a)直躍線熒光b)階躍線熒光c)熱助階躍線

4、熒光d)敏化熒光原理1.原子熒光光譜的產(chǎn)生氣態(tài)自由原子吸收特征輻射后躍迂到較高能級，然后又躍遷回到基態(tài)或較低能級。同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光。原子熒光為光致發(fā)光，二次發(fā)光，激發(fā)光源停止時(shí)，再發(fā)射過程立即停止。原子熒光有三類：n①共振原子熒光：指氣態(tài)基態(tài)原子吸收共振輻射后，再發(fā)射與吸收共振線波長相同的光，這種光為共振熒光。共振躍遷幾率大，因而共振熒光強(qiáng)度最大。n②非共振原子熒光：激發(fā)輻射的波長與被激原子發(fā)射的熒光波長不相同時(shí)產(chǎn)生的熒光稱為非共振熒光。n熒光波長大于激發(fā)波長的熒光稱為斯托克斯熒光stokes；n熒光波長小于激發(fā)波長的熒光稱為反斯托克斯熒光ant

5、i-stokes。n③敏化原子熒光：敏化熒光又稱誘導(dǎo)熒光。物質(zhì)B本身不能直接激發(fā)產(chǎn)生熒光，但當(dāng)物質(zhì)A存在時(shí)，受光激發(fā)形成激發(fā)態(tài)（A＊），通過碰撞將其部分或全部能量轉(zhuǎn)移給物質(zhì)B，使B激發(fā)到激發(fā)態(tài)（B＊），當(dāng)其以輻射光子形式去激回到較低能態(tài)或基態(tài)所發(fā)射的熒光。n在以上各種類型的原子熒光中，共振熒光強(qiáng)度最大，最為常用。312221FFAFAAFAF110000共振熒光直躍熒光階躍熒光熱助熒光非共振熒光2.熒光強(qiáng)度If=φIa=φAI0ειN=kCIf熒光強(qiáng)度φ為熒光量子效率Ia吸收光的強(qiáng)度.A為有效面積I0為單位面積上光的強(qiáng)度l為吸收光程長N為基態(tài)原子數(shù)ε為峰值吸收系數(shù)4．量子效率與熒光

6、猝滅量子效率：φ=φf/φAφf單位時(shí)間時(shí)內(nèi)發(fā)射的熒光光子數(shù)φA單位時(shí)間內(nèi)吸收激發(fā)光的光子數(shù)φ一般小于1。熒光猝滅受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量變成熱運(yùn)動(dòng)與其他形式的能量，因而發(fā)生無輻射的去激發(fā)過程。A*+B=A+B+ΔHn實(shí)驗(yàn)表明：CO2,CO,N2,O2,作用截面大，而產(chǎn)生熒光猝滅效應(yīng)，惰性氣體氦、氬不易產(chǎn)生猝滅效應(yīng)?？捎脷鍤鈦硐♂尰鹧?，減小猝滅現(xiàn)象。三、原子熒光的儀器結(jié)構(gòu)n光源——原子化器——分光器——檢測器光源非色散原子光倍儀結(jié)構(gòu)（）原子化器檢測器放大記錄熒光儀分為兩類，色散型和非色散型。熒光儀與原子吸收儀相似，但光源與其他部件不在一條直線上，而是90度直角，而避免激

7、發(fā)光源發(fā)射的輻射對原子熒光檢測信號的影響。激發(fā)光源：可用線光源或連續(xù)光源，如空心陰極燈或氙弧燈。目前，商業(yè)化的原子熒光儀用的基本都是空心陰極燈。原子熒光儀用的是特制的高強(qiáng)度燈，與原子吸收儀所用空心陰極燈有所不同。原子化器：常用的有火焰原子化器、石墨爐原子化器、等離子體原子化器和石英管原子化器。石英管原子化器是利用盤繞在石英原子化爐芯口上的細(xì)電熱絲點(diǎn)燃?xì)錃夂蜌浠锏幕旌衔?，形成炬狀火焰。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、記憶效應(yīng)小、使用壽命長，原子化效率高。色散系統(tǒng)原子熒光儀分為色散型和