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《原子熒光光譜原理及其應(yīng)用.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、原子熒光光譜基本原理及應(yīng)用原子熒光的發(fā)展史◆1859年Kirchhoof研究太陽(yáng)光譜時(shí)就開(kāi)始了原子熒光理論的研究，1902年Wood等首先觀測(cè)到了鈉的原子熒光，到20世紀(jì)20年代，研究原子熒光的人日益增多，發(fā)現(xiàn)了許多元素的原子熒光。用鋰火焰來(lái)激發(fā)鋰原子的熒光由BOGROS作過(guò)介紹，1912年WOOD年用汞弧燈輻照汞蒸氣觀測(cè)汞的原子熒光。Nichols和Howes用火焰原子化器測(cè)到了鈉、鋰、鍶、鋇和鈣的微弱原子熒光信號(hào)，Terenin研究了鎘、鉈、鉛、鉍、砷的原子熒光。1934年Mitchll和Zemansky對(duì)早期原子熒光研究進(jìn)行了概括性總結(jié)。1962年在第10次國(guó)際光譜學(xué)會(huì)議上
2、，阿克瑪?shù)?Alkemade)介紹了原子熒光量效率的測(cè)量方法，并予言這一方法可能用于元素分析。1964年威博尼爾明確提出火焰原子熒光光譜法可以作為一種化學(xué)分析方法，并且導(dǎo)出了原子熒光的基本方程式，進(jìn)行了汞、鋅和鎘的原子熒光分析?！裘绹?guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)Winefodner教授研究組和英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院West教授研究小組致力于原子熒光光譜理論和實(shí)驗(yàn)研究，完成了許多重要工作。◆20世紀(jì)70年代，我國(guó)一批專家學(xué)者致力于原子熒光的理論和應(yīng)用研究。西北大學(xué)杜文虎、上海冶金研究所、西北有色地質(zhì)研究院郭小等均作出了貢獻(xiàn)。尤其郭小偉致力于氫化物發(fā)生(HG)與原子熒光(AFS)的聯(lián)用技術(shù)研究，取得了
3、杰出成就，成為我國(guó)原子熒光商品儀器的奠基人，為原子熒光光譜法首先在我國(guó)的普及和推廣打下了基礎(chǔ)。原子熒光光譜分析法(AFS）的基本原理1、原子熒光光譜的產(chǎn)生：氣態(tài)自由原子吸收特征光源的輻射后，原子的外層電子躍遷到較高能級(jí)，然后又躍遷返回基態(tài)或較低能級(jí)，同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的熒光即為原子熒光。原子熒光是光致發(fā)光，也是二次發(fā)光。利用這一物理現(xiàn)象發(fā)展起來(lái)的分析方法被稱為原子熒光光譜分析2、原子熒光的種類四種類型：共振熒光、非共振熒光、敏化熒光和多光子熒光1）共振熒光共振熒光：氣態(tài)原子吸收共振線被激發(fā)后，激發(fā)態(tài)原子再發(fā)射出與共振線波長(zhǎng)相同的熒光；見(jiàn)圖A、C；熱共振熒光：若原子受
4、熱激發(fā)處于壓穩(wěn)態(tài)，再吸收輻射進(jìn)一步激發(fā)，然后再發(fā)射出；相同波長(zhǎng)的共振熒光；見(jiàn)圖B、D2）非共振熒光當(dāng)熒光與激發(fā)光的波長(zhǎng)不相同時(shí)，產(chǎn)生非共振熒光分為：直躍線熒光、階躍線熒光、anti-Stokes熒光三種直躍線熒光（Stokes熒光）：躍回到高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時(shí)所發(fā)射的熒光，即波長(zhǎng)大于激發(fā)線波長(zhǎng)（熒光能量間隔小于激發(fā)線能量間隔）；abcd階躍線熒光光照激發(fā)，非輻射方式釋放部分能量后，再發(fā)射熒光返回基態(tài)；熒光波長(zhǎng)小于激發(fā)線波長(zhǎng)（熒光能量間隔大于激發(fā)線能量間隔）；非輻射方式釋放能量如：碰撞，放熱；熒光波長(zhǎng)小于激發(fā)光波長(zhǎng)；（熒光能量間隔大于激發(fā)能量間隔）3）敏化熒光受光激發(fā)的原子與另一種原
5、子碰撞時(shí)，把激發(fā)能傳遞另一個(gè)原子使其激發(fā)，后者發(fā)射熒光；火焰原子化中觀察不到敏化熒光；非火焰原子化中可觀察到。Anti-stokes熒光吸收兩種以上不同波長(zhǎng)能量的光子經(jīng)兩次躍遷至較高的激發(fā)態(tài)，發(fā)射出熒光回至基態(tài)的過(guò)程中所發(fā)射的熒光稱為多光子熒光。所有類型中，共振熒光強(qiáng)度最大，最為有用，其次是非共振熒光。4）多光子熒光2.熒光猝滅與熒光量子效率熒光猝滅：受激發(fā)原子與其他原子碰撞，能量以熱或其他非熒光發(fā)射方式給出，產(chǎn)生非熒光去激發(fā)過(guò)程，使熒光減弱或完全不發(fā)生的現(xiàn)象。熒光猝滅程度與原子化氣氛有關(guān)，氬氣氣氛中熒光猝滅程度最小。熒光量子效率：?=?f/?a?f發(fā)射熒光的光量子數(shù)；?a吸收的
6、光量子數(shù)之比；熒光量子效率≈13、待測(cè)原子濃度與熒光的強(qiáng)度當(dāng)光源強(qiáng)度穩(wěn)定、輻射光平行、自吸可忽略，發(fā)射熒光的強(qiáng)度If正比于基態(tài)原子對(duì)特定頻率吸收光的吸收強(qiáng)度Ia；If=?Ia在理想情況下：I0原子化火焰單位面積接受到的光源強(qiáng)度；A為受光照射在檢測(cè)器中觀察到的有效面積；K0為峰值吸收系數(shù)；l為吸收光程；N為單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)；原子熒光光度計(jì)1．儀器類型單通道：每次分析一個(gè)元素；多通道：每次可分析多個(gè)元素；色散型：帶分光系統(tǒng)；非色散型：采用濾光器分離分析線和鄰近線；特點(diǎn)：光源與檢測(cè)器成一定角度；多道原子熒光儀多個(gè)空心陰極燈同時(shí)照射，可同時(shí)分析多個(gè)元素2．主要部件光源：高強(qiáng)度空心陰
7、極燈、無(wú)極放電燈、可調(diào)頻激光器；可調(diào)頻激光器：高光強(qiáng)、窄譜線；原子化裝置：與原子吸收法相同；色散系統(tǒng)：光柵、濾光器；檢測(cè)系統(tǒng)：包括光路及電路兩部分AFS的優(yōu)點(diǎn)某些元素的靈敏度與檢出限優(yōu)于AAS與AES譜線簡(jiǎn)單,干擾少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜方法精確度類似于AAS，優(yōu)于AES關(guān)于消除干擾、基體改進(jìn)劑以及其他聯(lián)用技術(shù)如氫化法、流動(dòng)注射等也適用AFS的缺點(diǎn)有些元素靈敏度差，線性范圍窄熒光弱，雜散光影響干擾大應(yīng)用元素范圍有限原子熒光光譜法的應(yīng)用自20世紀(jì)80年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)廣大科技工作者的不懈努
