发布时间:2022-12-26浏览:526次
原子荧光光谱法:原理与构造
原子荧光的产生
原子荧光是原子蒸汽受具有特征波长的光源照射后,其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态,然后去激发跃迁到某一较低能态(常常是基态)而发射出特征光谱的物理现象。
当激发辐射的波长与所产生的荧光波长相同时,这种荧光称为共振荧光。它是原子荧光分析中最常用的一种荧光。
如果自由原子由其一能态经激发跃迁到较高能态,去激发而跃迁到不同于原来能态的另一较低能态,就有各种不同类型的原子荧光出现。
各种元素都有特定的原子荧光光谱,据此可以辨别元素的存在。并根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测元素的含量。
原子荧光与原子发射的区别
原子发射光谱法一般用电弧、火花、火焰、激光以及等离子光源来激发,是由粒子互相发生碰撞交换能量而使原子激发发光的,其激发机理是属于热激发的。
原子荧光分析则是将待测样品由原子化器来实现原子化,再经激发光束照射后而被激发,是属于冷激发,或称为光激发的。
原子荧光定量的理论基础
原子荧光光谱法就是用一定强度的激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸汽时,将产生一定强度的原子荧光,测定原子荧光的强度即可求得待测样品中该元素的含量。
因此原子荧光的发光强度和待测样品中某元素的浓度、激发光源的发光强度以及其他参数之间所存在的基本函数关系是原子荧光光谱法的理论基础。
非色散原子荧光光谱仪
非色散原子荧光光谱仪,由激发光源、原子化器、日盲光电倍增管、放大检测系统、以及滤光器和相应的光学系统组成。
特点:结构简单、操作方便、价格低廉、可作为若干特定元素的专门分析仪器。非色散原子荧光光谱仪大都采用具有较宽频带的著通滤光片、较窄频带的干涉滤光片、液体滤光片和气体滤光片作为粗略的波长选择,消除不必要的光谱干扰。
由于火焰在可见光区辐射的背景很强,在检测该波段的荧光谱线时,要加入滤光片才能有效地消除背景的干扰。
光源
比较理想的原子荧光光源首先要求具有发光强度高和噪音低,还要求稳定性好、工作寿命长、多用性广、成本低和安全可靠以及考虑光源对分析曲线的线性影响等。
高强度空心阴极灯,无极放电灯及可调染料激光器等,都被认为是较理想的光源。
空心阴极灯
包括:普通空心阴极灯、高强度空心阴极灯、水冷式空心阴极灯,可拆式空心阴极灯及其变种等。
普通空心阴极灯发光强度较低,不适宜用于原子荧光分析。
高强度空心阴极灯在普通空心阴极灯中增加了一对辅助电极,辅助升压使之燃烧,其间的电流可达几百毫安,产生电离的气体原子流。
空心阴极和阳极之间的辉光放电产生金属蒸汽的溅射,所形成的自由原子层扩散离开阴极腔,与辅助电极所形成的等离子区的粒子相互碰撞而被激发,这样大大提高了金属共振线的强度。
而充入的惰性气体和该种金属灶高能级产生的其他谱线的强度增加不大,这对测定谱线较多的元素,如铁、钴、镍和钼等较为有利。高强度空心阴极灯在灯电流低时谱线宽度小,不产生自蚀,光输出相对要稳定些,但输出辐射功率下降,若灯电流下降太多时,放电就变得不稳定,灯的寿命缩短,因此选用合适的灯电流对高强度空心阴极灯是很重要的。
无极放电灯
无极放电灯是原子荧光光谱广泛采用的,有希望的又一种光源,虽然多年来这种光源就曾用于光谱学研究,但在元素分析中却很少应用。
与高强度空心阴极灯相比,这种灯的亮度更高,自吸收小,寿命长,而且是很经济的。
无极放电灯特别适用于那些在很短的波长区域内有共振线的易挥发元素。因为高强度空心阴极灯在对这些元素进行分析时,必须在很低的电流下工作,否则灯的寿命太短,而低电流发射的光谱较弱,激发这些元素的谱线是不够的。
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