原子熒光光譜儀講義課件.ppt

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1、原子熒光光譜儀主要內容（一）原子熒光簡介（二）原子熒光發(fā)展史（三）原子熒光分析原理（四）原子熒光光譜儀組成（五）原子熒光光譜儀分析注意事項（一）原子熒光簡介原子熒光光譜分析是20世紀60年代中期提出并發(fā)展起來的光譜分析技術,是原子光譜法中的一個重要分支，它是原子吸收和原子發(fā)射光譜的綜合與發(fā)展，是一種優(yōu)良的痕量分析技術。原子熒光光譜分析是利用原子熒光譜線的波長和強度進行物質的定性與定量分析的方法，它具有設備簡單、靈敏度高、光譜干擾少、工作曲線線性范圍寬、可以進行多元素測定等優(yōu)點。在地質、冶金、石油、生物醫(yī)學、地球化學、材料

2、和環(huán)境科學等各個領域內獲得了廣泛的應用。（二）原子熒光發(fā)展簡史1.1859年克?；舴蜓芯刻柟鈺r開始原子熒光理論的研究。2.1902年胡克研究原子熒光現象，觀察到了鈉的熒光現象。3.1964年威博尼爾提出原子熒光光譜法，可作為一種化學分析方法。4.20世紀70年代，我國一批專家學者致力于原子熒光的理論和應用研究。西北大學杜文虎、上海冶金研究所、西北有色地質研究院郭小偉等均作出了貢獻。尤其郭小偉致力于氫化物發(fā)生(HG)與原子熒光(AFS)的聯用技術研究，取得了杰出成就，成為我國原子熒光商品儀器的奠基人，為原子熒光光譜法首先

3、在我國的普及和推廣打下了基礎。（三）原子熒光分析原理基態(tài)的原子蒸氣吸收一定波長的輻射而被激發(fā)到較高的激發(fā)態(tài)，然后去活化回到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時便發(fā)射出一定波長的輻射—原子熒光。1、原子熒光的定義E2E1E0原子熒光原子熒光的產生過程示意圖（1）共振熒光：激發(fā)和去激發(fā)過程中涉及的上下能級相同，即吸收和發(fā)射波長相同。2、原子熒光的種類原子熒光一般可分為3類：即共振熒光、非共振熒光和敏化熒光，其中以共振原子熒光最強，在分析中應用最廣。（2）非共振熒光：激發(fā)態(tài)原子發(fā)射的熒光波長和吸收的輻射波長不相同的原子熒光。非共振熒光可分為直

4、躍線熒光、階躍線熒光和反斯托克斯熒光。直躍線熒光非共振熒光階躍線熒光反斯托克斯熒光﹜λ熒光＜λ輻射λ熒光＞λ輻射a.直躍線熒光：激發(fā)態(tài)原子由高能級躍遷到高于基態(tài)的亞穩(wěn)能級所產生的熒光，如Pb405.78nm。b.階躍線熒光：激發(fā)態(tài)原子先以非輻射方式去活化損失部分能量，回到較低的激發(fā)態(tài)，再以輻射方式去活化躍遷到基態(tài)所發(fā)射的熒光，如Na589.6nm。c.反斯托克斯熒光是熒光波長比吸收光輻射的波長要短的原子熒光，如In410.18nm。（3）敏化熒光：受激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時，把激發(fā)能傳遞給另一個原子使其激發(fā)，后者再從

5、輻射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光。注意：大多數分析涉及共振熒光，因為其躍遷幾率最大且用普通光源就可以獲得相當高輻射密度。敏化熒光等很少用于分析，因為產生的熒光輻射密度低。3、熒光猝滅定義：熒光淬滅，又稱熒光熄滅或萃滅。熒光淬滅是指處于激發(fā)態(tài)的原子，隨時可能在原子化器中與其他分子、原子或電子發(fā)生非彈性碰撞而喪失其能量，熒光將減弱或完全不產生的現象。If=φIaIf—熒光強度φ—為熒光量子效率Ia—吸收光的強度If=kC4.原子熒光光譜分析原理原子熒光光譜分析法是用激發(fā)光源照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸氣，從而使基態(tài)

6、原子躍遷到激發(fā)態(tài)，然后回到較低能態(tài)或基態(tài)，發(fā)出原子熒光。測定原子熒光的強度即可求得待測樣品中該元素的含量。上述公式僅僅適用于低濃度的原子熒光分析。隨著原子濃度的增加，由于譜線展寬效應、自吸、散射等因素的影響會使得曲線出現彎曲。氫化物發(fā)生進樣方法，是利用某些能產生初生態(tài)氫的還原劑或化學反應，將樣品溶液中的待測組分還原為揮發(fā)性共價氫化物，然后借助載氣流將其導入原子光譜分析系統進行測量。a.氫化物反應b.氫化物反應種類1）金屬?酸還原體系（Marsh反應）Zn+2HCL-----ZnCl2+2H·nH·+Mm+-----MHn

7、+H2↑缺點：能發(fā)生氫化物的元素較少；反應速度慢大約需要10分鐘；干擾較為嚴重。2）硼氫化鈉-酸還原體系酸化過的樣品溶液中的砷、鉛、銻、硒等元素與還原劑（一般為硼氫化鉀或鈉）反應在氫化物發(fā)生系統中生成氫化物。該體系克服或大大減少了金屬-酸還原體系的缺點，在還原能力、反應速度、自動化操作、抗干擾程度以及適用的元素數目等諸多方面表現出極大的優(yōu)越性。3）堿性體系在堿性試樣底液中引入NaBH4和酸進行氫化反應.在NaOH強堿性介質中氫化元素形成可溶性含氧酸鹽，可消除鐵、鉑、銅族元素的化學干擾。4）電化學方法在5%KOH堿性介質中

8、，用電解法在鉑電極上還原砷和錫，優(yōu)點是空白低，選擇性好1、種類液相干擾（化學干擾）------氫化反應過程中氣相干擾（物理干擾）------傳輸過程中、原子化過程中c.干擾的種類與消除2、干擾的消除液相干擾：絡合掩蔽、分離（沉淀、萃?。?、加入抗干擾元素、改變酸度、改變還原劑的濃度等。氣相干擾：分離、選擇最佳原子化環(huán)境