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1、原子吸收光譜分析儀器原理及組成的研究顏吳(大慶煉化公司質(zhì)量檢驗(yàn)與環(huán)保監(jiān)測中心，黑龍江大慶163000)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)領(lǐng)域中。原子吸收光譜分析技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)檢驗(yàn)中普遍應(yīng)用的檢測技術(shù)，具有操作方便、靈敏度高高等特點(diǎn)，在化工、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中都可以實(shí)現(xiàn)有效地運(yùn)用。本文主要針對(duì)原子吸收光譜分析儀器的工作原理進(jìn)行簡單的分析，并且介紹其結(jié)構(gòu)組成，以期促進(jìn)原子光譜分析儀器的有效運(yùn)用：關(guān)鍵詞：原子吸收光譜分析儀器；原理；組成原子吸收光譜分析儀器具有靈敏度高、操作
2、簡便等特點(diǎn)，可以根據(jù)樣品的檢測要求進(jìn)行選擇性檢測和重復(fù)性檢測，而且適用的范圍廣泛，可以滿足所有金屬元素和類金屬元素的分析需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原子吸收光譜分析儀器的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，除了化工領(lǐng)域，也逐漸在食品、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學(xué)等監(jiān)測領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。1原子吸收光譜分析儀器的原理原子是組成一切物質(zhì)的基本分子形式。原子由原子核與核外電子兩個(gè)部分構(gòu)成。原子處在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，原子中包含的每個(gè)電子就會(huì)趨向于具有相對(duì)較高能量的電極，這時(shí)原子處于基態(tài)狀態(tài)。當(dāng)原子所處的環(huán)境發(fā)生變化，受到光能和電能的影
3、響，原子中包含的電子就會(huì)吸收周圍環(huán)境中的能量，并且形成一種較高的原子狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。不同元素，包含的原子種類和分布情況不同，形成的波長和頻率也不同，因此可以運(yùn)用原子中電子排列結(jié)構(gòu)的差異性形成的光譜線，對(duì)每種不同的元素進(jìn)行區(qū)分，并且判斷元素的含量，做出定性和定量分析，形成元素強(qiáng)度與含量的譜線，這些譜線可以作為元素分析的依據(jù)。原子吸收光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，便是運(yùn)用不同的元素形成的不同譜線，對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。原子吸收光譜分析儀器的基本原理，是通過火焰、石墨爐等設(shè)備將待測樣本在高溫環(huán)境下
4、變成原子蒸汽，再由光源燈將待測樣本的特征光線輻射到相應(yīng)的環(huán)境下，與待測元素的原子蒸氣結(jié)合，發(fā)生光譜吸收的反應(yīng)，按照元素的濃度和強(qiáng)度分別形成不同的光譜圖，經(jīng)過儀器的光路分析系統(tǒng)，將每種不同的譜線區(qū)分開來，再運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由電路系統(tǒng)進(jìn)行放大和處理，經(jīng)過電腦對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，最后輸出分析結(jié)果。2原子吸收光譜分析儀器的組成2．1光源光源是原子吸收光譜分析儀器最基本的組成要素，通過光源的作用可以呈現(xiàn)出待測元素的特征譜線，而這種譜線則是進(jìn)行原子吸收光譜分析的主要依據(jù)。當(dāng)前，原子
5、吸收光譜儀器適用的光源主要有空心陰極燈和無極放電燈?？招年帢O燈主要包括高強(qiáng)度空心陰極燈、窄譜線燈、多元素空心陰極燈等幾種類型，空心陰極燈主要是運(yùn)用待測元素材料制作而成，形成相應(yīng)的元素?zé)簦@種空心燈只能發(fā)射相應(yīng)元素的光譜，所以在檢測結(jié)果方面具有更高的準(zhǔn)確度。由于適用單一的元素材料，所以空心無極燈只能用來檢測單一的元素，其缺點(diǎn)是容易受到外部環(huán)境條件的干擾而對(duì)現(xiàn)有的光譜產(chǎn)生影響。無極放電燈的應(yīng)用主要是用來進(jìn)行蒸氣壓相對(duì)較高的元素的檢測方面，其主要的組成部分是一個(gè)石英管，管內(nèi)充入相應(yīng)的金屬元素和惰性氣體
6、，應(yīng)用無極放電燈時(shí)需要將其放置在高頻電場環(huán)境中，激發(fā)管內(nèi)的氬氣，隨著管內(nèi)溫度的不斷提高，釋放金屬化合物，并且進(jìn)一步離散，輻射出相應(yīng)的共振線，便可以完成對(duì)各種不同金屬離子的檢測。2．2原子化器原子化器可以為原子吸收光譜分析的過程提供足夠的能量，保證待測樣品中的元素可以完全分離出來，并且順利的進(jìn)入到光源的輻射范圍內(nèi)，從而順利實(shí)現(xiàn)原子吸收光譜分析過程。原子吸收光譜分析的過程是建立在基態(tài)原子蒸汽對(duì)共振線吸收的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)元素含量的分析過程，所以如何在檢驗(yàn)的過程中保證元素中的化學(xué)分子可以回歸到原子化狀態(tài)，
7、是其中的關(guān)鍵，這就需要運(yùn)用原子化器實(shí)現(xiàn)。原子化器必須要具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的原子化器有火焰原子化器和石墨爐兩種?；鹧嬖踊魇菓?yīng)用較多的一種，主要包括兩個(gè)組成部分：一是將樣品溶液變成高密度分散狀態(tài)的霧化器，二是燃燒頭。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，通過儀器外部的空壓機(jī)將壓縮空氣作為助燃?xì)?，待檢樣品在大氣壓的作用下進(jìn)入霧化器并且在出口位置呈現(xiàn)高速噴出狀態(tài)，形成局部負(fù)壓，與壓縮空氣一同吸入到噴霧室中，在這里完成樣品元素的原子化分離。石墨爐帶有導(dǎo)體性質(zhì)，使用高溫石墨爐時(shí)，其本身成為了一個(gè)包
8、含正負(fù)電極的環(huán)境，通過400一500A的電壓作用，使石墨管的溫度瞬間增加，石墨管內(nèi)的元素經(jīng)過蒸發(fā)、分解，最后完成原子化過程。石墨爐的使用方法簡便，只需要運(yùn)用少量的樣品便可以獲得較高的原子化率，所以應(yīng)用的相對(duì)較為廣泛。2．3分光系統(tǒng)原子吸收光譜分析的過程中，要避免原子吸收光區(qū)與吸收波長無關(guān)的輻射光進(jìn)入到檢測區(qū)域內(nèi)，所以需要運(yùn)用分光系統(tǒng)將單光束區(qū)分開來。另外，在分光系統(tǒng)中可以完成對(duì)稱光線的分光，運(yùn)用光柵單色器，以衍射光柵作色散元件完成分光，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。2．4檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)
