原子熒光幻燈片

1、1 在在1919世紀(jì)后期世紀(jì)后期 和和2020世紀(jì)初期，物理學(xué)家就研究過(guò)原世紀(jì)初期，物理學(xué)家就研究過(guò)原 子熒光現(xiàn)象，創(chuàng)立了著名的馬氏試砷法。子熒光現(xiàn)象，創(chuàng)立了著名的馬氏試砷法。 1956 1956年，年，AlkemadeAlkemade用用AFAF研究了火焰中的物理和化學(xué)研究了火焰中的物理和化學(xué) 過(guò)程。過(guò)程。 1962 1962建議將建議將AFAF用于化學(xué)分析。用于化學(xué)分析。 1964 1964年，溫福德納（年，溫福德納（J.D.winefordner)J.D.winefordner)和維克斯和維克斯 (T.J.vicker)(T.J.vicker)提出并論證了提出并論證了AFAF火焰光譜法可

2、作為一種火焰光譜法可作為一種 新的分析方法。新的分析方法。 1964 1964年后，特別是美國(guó)的年后，特別是美國(guó)的 winefordnerwinefordner小組和英國(guó)小組和英國(guó) 的的westwest小組對(duì)小組對(duì)AFS AFS 進(jìn)行了廣泛的研究和改進(jìn)。進(jìn)行了廣泛的研究和改進(jìn)。 1969 1969年加拿大學(xué)者霍拉克（年加拿大學(xué)者霍拉克（W.HolakW.Holak）首先創(chuàng)立了）首先創(chuàng)立了 氫化物氫化物- -火焰原子吸收光譜法測(cè)定砷火焰原子吸收光譜法測(cè)定砷。 2 在在19741974年年TsujiiTsujii和和KugaKuga把氫化物發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)散把氫化物發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)散 原子熒光分析

3、技術(shù)相結(jié)合原子熒光分析技術(shù)相結(jié)合, , 首次實(shí)現(xiàn)該分析技術(shù)。首次實(shí)現(xiàn)該分析技術(shù)。 19771977年建立了無(wú)極放電燈為光源的無(wú)色色散原子熒光年建立了無(wú)極放電燈為光源的無(wú)色色散原子熒光 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 7070年代年代, , 我國(guó)提出了利用我國(guó)提出了利用KBHKBH4 4與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣來(lái)與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣來(lái) 產(chǎn)生氬氫小火焰產(chǎn)生氬氫小火焰, , 大大簡(jiǎn)化了儀器裝置大大簡(jiǎn)化了儀器裝置 8080年代中期，這種很有潛力的技術(shù)基本上停止不前。年代中期，這種很有潛力的技術(shù)基本上停止不前。 80 80年代中期，在研究脈沖供電的空心陰極燈特性的基年代中期，在研究脈沖供電的空心陰極燈特性的基 礎(chǔ)上礎(chǔ)上,

4、 ,試制成功供原子熒光用的空心陰極燈。試制成功供原子熒光用的空心陰極燈。 現(xiàn)在現(xiàn)在, , 隨著流動(dòng)注射技術(shù)、斷續(xù)流動(dòng)技術(shù)先后引入氫隨著流動(dòng)注射技術(shù)、斷續(xù)流動(dòng)技術(shù)先后引入氫 化物發(fā)生系統(tǒng)，儀器自動(dòng)化程度有了很大的提高?；锇l(fā)生系統(tǒng)，儀器自動(dòng)化程度有了很大的提高。 3 光學(xué)分析法及其分類光學(xué)分析法及其分類 光學(xué)分析法可分為兩大類光學(xué)分析法可分為兩大類 光譜法光譜法 非光譜法。非光譜法。 4 光譜法光譜法 是基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，測(cè)是基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，測(cè) 量由物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化的能級(jí)之間量由物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化的能級(jí)之間 的躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻的躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻 射的波

5、長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。 5 光譜法光譜法 原子光譜法原子光譜法 分子光譜法分子光譜法 6 原子光譜法原子光譜法 是由原子外層或內(nèi)層電子是由原子外層或內(nèi)層電子 能級(jí)的能級(jí)的 變化產(chǎn)生的，它的表現(xiàn)形式為線光譜。變化產(chǎn)生的，它的表現(xiàn)形式為線光譜。 7 原子光譜法分析方法原子光譜法分析方法 原子發(fā)射光譜法（原子發(fā)射光譜法（AESAES） 原子吸收光譜法（原子吸收光譜法（AASAAS） 原子熒光光譜法（原子熒光光譜法（AFSAFS） X X射線熒光光譜法（射線熒光光譜法（XFSXFS）等。）等。 8 SourceWavelength Selector Sample Det

6、ector Signal Processor Readout PPo Chopper 9 Source Wavelength Selector Sample Detector Signal Processor Readout P 10 Source Wavelength Selector Sample Detector Signal Processor Readout PPo 90o 11 分子光譜法分子光譜法 是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn) 動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生的，表現(xiàn)形式為帶動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生的，表現(xiàn)形式為帶 光譜。光譜。 12 分子光譜法分析方法有分子光譜法分析方法有

7、 紫外紫外- -可見分光光度法（可見分光光度法（UV-VisUV-Vis） 紅外光譜法（紅外光譜法（IRIR） 分子熒光光譜法（分子熒光光譜法（MFSMFS） 分子磷光光譜法（分子磷光光譜法（MPSMPS）等。）等。 13 非光譜法非光譜法 是基于物質(zhì)與輻射相互作用時(shí)，測(cè)量是基于物質(zhì)與輻射相互作用時(shí)，測(cè)量 輻射的某些性質(zhì)，如折射、散射、干涉、輻射的某些性質(zhì)，如折射、散射、干涉、 衍射、偏振等變化的分析方法。衍射、偏振等變化的分析方法。 14 一、一、發(fā)射光譜法發(fā)射光譜法 物質(zhì)通過(guò)電致激發(fā)、熱致激發(fā)或光致激發(fā)等物質(zhì)通過(guò)電致激發(fā)、熱致激發(fā)或光致激發(fā)等 激發(fā)過(guò)程獲得能量，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子或分子激發(fā)過(guò)程

8、獲得能量，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子或分子M M* * ， 當(dāng)從激發(fā)態(tài)過(guò)渡到低能態(tài)或基態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光譜。當(dāng)從激發(fā)態(tài)過(guò)渡到低能態(tài)或基態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光譜。 M M* * MM+ hv + hv 通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的發(fā)射光譜的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的發(fā)射光譜的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行 定性和定量分析的方法叫做定性和定量分析的方法叫做發(fā)射光譜分析法發(fā)射光譜分析法。 15 根據(jù)發(fā)射光譜所在的光譜區(qū)和激發(fā)方法不同，發(fā)根據(jù)發(fā)射光譜所在的光譜區(qū)和激發(fā)方法不同，發(fā) 射光譜法分為：射光譜法分為： 1. 發(fā)射線光譜法發(fā)射線光譜法 天然或人工放射性物質(zhì)的原子核在衰天然或人工放射性物質(zhì)的原子核在衰 變的過(guò)程中發(fā)射變的過(guò)程中發(fā)射?和和?粒子后，使

9、自身的核粒子后，使自身的核 激發(fā)，然后核通過(guò)發(fā)射激發(fā)，然后核通過(guò)發(fā)射?射線回到基態(tài)。測(cè)射線回到基態(tài)。測(cè) 量這種特征量這種特征?射線的能量（或波長(zhǎng)），可以射線的能量（或波長(zhǎng)），可以 進(jìn)行定性分析，測(cè)量進(jìn)行定性分析，測(cè)量?射線的強(qiáng)度（檢測(cè)器射線的強(qiáng)度（檢測(cè)器 每分鐘的記數(shù)），可以進(jìn)行定量分析。每分鐘的記數(shù)），可以進(jìn)行定量分析。 16 2.2.X X射線熒光分析法射線熒光分析法 原子受高能輻射激發(fā)，其內(nèi)層電子能原子受高能輻射激發(fā)，其內(nèi)層電子能 級(jí)躍遷，即發(fā)射出特征級(jí)躍遷，即發(fā)射出特征X X射線，稱為射線，稱為X X射線射線 熒光。用熒光。用X X射線管發(fā)生的一次射線管發(fā)生的一次X射線來(lái)激發(fā)射線來(lái)激發(fā)

10、 X射線熒光是最常用的方法。測(cè)量射線熒光是最常用的方法。測(cè)量X射線的射線的 能量（或波長(zhǎng)）可以進(jìn)行定性分析，測(cè)量能量（或波長(zhǎng)）可以進(jìn)行定性分析，測(cè)量 其強(qiáng)度可以進(jìn)行定量分析。其強(qiáng)度可以進(jìn)行定量分析。 17 3. 3. 原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法 用火焰、電弧、等離子炬等作為激發(fā)用火焰、電弧、等離子炬等作為激發(fā) 源，使氣態(tài)原子或離子的外層電子源，使氣態(tài)原子或離子的外層電子 受激發(fā)受激發(fā) 發(fā)射特征光學(xué)光譜，利用這種光譜進(jìn)行分發(fā)射特征光學(xué)光譜，利用這種光譜進(jìn)行分 析的方法叫做原子發(fā)射光譜分析法。波長(zhǎng)析的方法叫做原子發(fā)射光譜分析法。波長(zhǎng) 范圍在范圍在190 - 900nm190 - 900n

11、m。 18 4. 4. 原子熒光分析法原子熒光分析法 氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，原子氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，原子 的外層電子的外層電子 從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到較高能態(tài)，從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到較高能態(tài)， 約經(jīng)約經(jīng)10-8 s10-8 s，又躍遷至基態(tài)或低能態(tài)，同時(shí)發(fā)射，又躍遷至基態(tài)或低能態(tài)，同時(shí)發(fā)射 出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同（共振熒光）或不同的輻射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同（共振熒光）或不同的輻射 （非共振熒光（非共振熒光直躍線熒光、階躍線熒光、階躍直躍線熒光、階躍線熒光、階躍 激發(fā)熒光、敏化熒光等），稱為激發(fā)熒光、敏化熒光等），稱為原子熒光原子熒光。波長(zhǎng)。波長(zhǎng) 在紫外和可見光區(qū)。在與激發(fā)光源成

12、一定角度在紫外和可見光區(qū)。在與激發(fā)光源成一定角度 （通常為（通常為90?90?）的方向測(cè)量熒光的強(qiáng)度，可以進(jìn)）的方向測(cè)量熒光的強(qiáng)度，可以進(jìn) 行定量分析。行定量分析。 19 5. 5. 分子熒光分析法分子熒光分析法 某些物質(zhì)被紫外光照射后，物質(zhì)分子某些物質(zhì)被紫外光照射后，物質(zhì)分子 吸收輻射而成為激發(fā)態(tài)分子，然后回到基吸收輻射而成為激發(fā)態(tài)分子，然后回到基 態(tài)的過(guò)程中發(fā)射出比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光。態(tài)的過(guò)程中發(fā)射出比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光。 測(cè)量熒光的強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法稱為熒光測(cè)量熒光的強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法稱為熒光 分析法。波長(zhǎng)在光學(xué)光譜區(qū)。分析法。波長(zhǎng)在光學(xué)光譜區(qū)。 20 6. 6. 分子磷光分析法分子磷光

13、分析法 物質(zhì)吸收光能后，基態(tài)分子中的一個(gè)電子被物質(zhì)吸收光能后，基態(tài)分子中的一個(gè)電子被 激發(fā)躍遷至第一激發(fā)單重態(tài)軌道，由第一激發(fā)單激發(fā)躍遷至第一激發(fā)單重態(tài)軌道，由第一激發(fā)單 重態(tài)的最低能級(jí)，經(jīng)系統(tǒng)間交叉躍遷至第一激發(fā)重態(tài)的最低能級(jí)，經(jīng)系統(tǒng)間交叉躍遷至第一激發(fā) 三重態(tài)（系間竄躍），并經(jīng)過(guò)振動(dòng)弛豫至最低振三重態(tài)（系間竄躍），并經(jīng)過(guò)振動(dòng)弛豫至最低振 動(dòng)能級(jí)，由此激發(fā)態(tài)躍遷回至基態(tài)時(shí)，便發(fā)射磷動(dòng)能級(jí)，由此激發(fā)態(tài)躍遷回至基態(tài)時(shí)，便發(fā)射磷 光根據(jù)磷光強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法成為磷光分析法。光根據(jù)磷光強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法成為磷光分析法。 它主要用于環(huán)境分析、藥物研究等方面的有機(jī)化它主要用于環(huán)境分析、藥物研究等方面的有

14、機(jī)化 合物的測(cè)定。合物的測(cè)定。 21 7. 7. 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 由化學(xué)反應(yīng)由化學(xué)反應(yīng) 提供足夠的能量，使其中提供足夠的能量，使其中 一種反應(yīng)的分子的電子被激發(fā)，形成激發(fā)一種反應(yīng)的分子的電子被激發(fā)，形成激發(fā) 態(tài)分子。激發(fā)態(tài)分子躍遷回基態(tài)時(shí)，發(fā)出態(tài)分子。激發(fā)態(tài)分子躍遷回基態(tài)時(shí)，發(fā)出 一定波長(zhǎng)的光。其發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間變化。一定波長(zhǎng)的光。其發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間變化。 在合適的條件下，峰值與被分析物濃度成在合適的條件下，峰值與被分析物濃度成 線形關(guān)系，可用于定量分析。線形關(guān)系，可用于定量分析。 由于化學(xué)發(fā)光反應(yīng)類型不同，發(fā)射光由于化學(xué)發(fā)光反應(yīng)類型不同，發(fā)射光 譜范圍為譜范圍為400 - 1400

15、nm400 - 1400nm。 22 二、二、吸收光譜法吸收光譜法 當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì) 的原子核、原子或分子的兩個(gè)能級(jí)間躍遷的原子核、原子或分子的兩個(gè)能級(jí)間躍遷 所需的能量滿足所需的能量滿足E = hvE = hv的關(guān)系時(shí)，將產(chǎn)的關(guān)系時(shí)，將產(chǎn) 生吸收光譜。生吸收光譜。 M + hv M + hv M M* * 23 吸收光譜法可分為：吸收光譜法可分為： 1. Mssbauer1. Mssbauer（莫斯鮑爾）譜法（莫斯鮑爾）譜法 由與被測(cè)元素相同的同位素作為由與被測(cè)元素相同的同位素作為? ?射線的發(fā)射源，射線的發(fā)射源， 使吸收體（樣品）原子核產(chǎn)生使

16、吸收體（樣品）原子核產(chǎn)生 無(wú)反沖的無(wú)反沖的? ?射線共射線共 振吸收振吸收 所形成的光譜。光譜波長(zhǎng)在所形成的光譜。光譜波長(zhǎng)在? ?射線區(qū)。射線區(qū)。 從從MssbauerMssbauer譜可獲得原子的氧化態(tài)和化學(xué)鍵、譜可獲得原子的氧化態(tài)和化學(xué)鍵、 原子核周圍電子云分布或鄰近環(huán)境電荷分布的不原子核周圍電子云分布或鄰近環(huán)境電荷分布的不 對(duì)稱性以及原子核處的有效磁場(chǎng)等信息。對(duì)稱性以及原子核處的有效磁場(chǎng)等信息。 24 2.2.紫外紫外- -可見分光光度法可見分光光度法 利用溶液中的分子或基團(tuán)在紫外和可利用溶液中的分子或基團(tuán)在紫外和可 見光區(qū)產(chǎn)生分子外層電子能級(jí)躍遷所形成見光區(qū)產(chǎn)生分子外層電子能級(jí)躍遷所形

17、成 的吸收光譜。根據(jù)吸收光譜用于定性和定的吸收光譜。根據(jù)吸收光譜用于定性和定 量測(cè)定。量測(cè)定。 25 3. 3. 原子吸收光譜法原子吸收光譜法 利用待測(cè)元素氣態(tài)原子對(duì)共振線的吸利用待測(cè)元素氣態(tài)原子對(duì)共振線的吸 收進(jìn)行定量測(cè)定的方法。其吸收機(jī)理是原收進(jìn)行定量測(cè)定的方法。其吸收機(jī)理是原 子的外層電子能級(jí)躍遷，波長(zhǎng)在紫外、可子的外層電子能級(jí)躍遷，波長(zhǎng)在紫外、可 見和近紅外區(qū)。見和近紅外區(qū)。 26 4. 4. 紅外光譜法紅外光譜法 利用分子在紅外區(qū)的振動(dòng)利用分子在紅外區(qū)的振動(dòng)- - 轉(zhuǎn)動(dòng)吸收轉(zhuǎn)動(dòng)吸收 光譜來(lái)測(cè)定物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)的光譜分析光譜來(lái)測(cè)定物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)的光譜分析 法。法。 27 5. 5.

18、核磁共振波譜法核磁共振波譜法 在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，核自旋磁矩與外磁在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，核自旋磁矩與外磁 場(chǎng)相互作用分裂為能量不同的核磁能級(jí)，場(chǎng)相互作用分裂為能量不同的核磁能級(jí)， 核磁能級(jí)之間的躍遷吸收或發(fā)射射頻區(qū)的核磁能級(jí)之間的躍遷吸收或發(fā)射射頻區(qū)的 電磁波。利用吸收光譜可進(jìn)行有機(jī)化合物電磁波。利用吸收光譜可進(jìn)行有機(jī)化合物 結(jié)構(gòu)鑒定，以及分子的動(dòng)態(tài)效應(yīng)、氫鍵的結(jié)構(gòu)鑒定，以及分子的動(dòng)態(tài)效應(yīng)、氫鍵的 形成、互變異構(gòu)反應(yīng)等化學(xué)研究。形成、互變異構(gòu)反應(yīng)等化學(xué)研究。 28 光學(xué)分析法及其分類光學(xué)分析法及其分類 三、三、RamanRaman散射散射 頻率為頻率為的單色光照射透明物質(zhì)，物質(zhì)分子的單色光照射透明物質(zhì)，

19、物質(zhì)分子 會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分 子發(fā)生能量交換引起，即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)子發(fā)生能量交換引起，即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā) 生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為RamanRaman散散 射。這種散射光的頻率（射。這種散射光的頻率（mm）與入射光的頻率）與入射光的頻率 不同，稱為不同，稱為RamanRaman位移。位移。RamanRaman位移的大小與分子位移的大小與分子 的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的能級(jí)有關(guān)，利用的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的能級(jí)有關(guān)，利用RamanRaman位移研究位移研究 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法稱為物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法稱為Ram

20、anRaman光譜法。光譜法。 29 目前，對(duì)于分析中感興趣的目前，對(duì)于分析中感興趣的AsAs、SbSb、BiBi、HgHg、SeSe、 TeTe、PbPb、SnSn、GeGe等元素的測(cè)定，氫化物發(fā)生等元素的測(cè)定，氫化物發(fā)生- -原子熒光光原子熒光光 譜分析法譜分析法(HG-AFS)(HG-AFS)顯示出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。顯示出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 這主要是由于上述這些元素的主要熒光譜線位于這主要是由于上述這些元素的主要熒光譜線位于 200nm200nm290nm290nm之間，正好是日盲光電倍增管靈敏度最好之間，正好是日盲光電倍增管靈敏度最好 波段。波段。 另一方面，這些元素可以形成氣態(tài)的氫化物，不但

21、另一方面，這些元素可以形成氣態(tài)的氫化物，不但 可與大量的基體相分離，大大降低了基體干擾，而且是可與大量的基體相分離，大大降低了基體干擾，而且是 氣體進(jìn)樣方式，極大地提高了進(jìn)樣效率。氣體進(jìn)樣方式，極大地提高了進(jìn)樣效率。 因此，因此，HGAFSHGAFS測(cè)定上述元素具有很高的靈敏度。目前，測(cè)定上述元素具有很高的靈敏度。目前， 這種技術(shù)已越來(lái)越受到人們的重視。這種技術(shù)已越來(lái)越受到人們的重視。 30 可形成氫化物的元素可形成氫化物的元素 時(shí)間時(shí)間著著 者者氫化物氫化物時(shí)間時(shí)間著著 者者氫化物氫化物 1969W. Holak AsH31996R.E. Sturgron CuH2 1971F.J. Fer

22、nandez SeH21998郭小偉郭小偉 ZnH2 1972R.S.Braman SbH31998X.-R.Wang CoH2 1973F.J. Schmidt BiH32000C. Moor AgH 1973E.N. Pollock GeH42000C. Moor PdH2 1973F.J. Fernandez SnH42000C. Moor AuH3 1973F.J. Fernandez TeH22000C. Moor RhH3 1974K.C.Thompson PbH42000Guo X-M NiH2 1982I.S.Busheina InH32001P.PohlCrH3 1984嚴(yán)嚴(yán)

23、 杜杜 TlH32001P.PohlFeH3 1989J. Cacho CdH22001P.PohlPtH2 31 分析原子光譜中的化學(xué)蒸氣發(fā)生及適用元素分析原子光譜中的化學(xué)蒸氣發(fā)生及適用元素 化學(xué)蒸氣發(fā)生系統(tǒng)化學(xué)蒸氣發(fā)生系統(tǒng)分析物分析物 氫化物發(fā)生（氫化物發(fā)生（HG）As、Bi、Ge、Pb、Sb、Se、Sn、Te、In、 Tl、Cd、Zn、Cu、Co、Ag、Au、Rh、Pd、 Ni、Fe、Pt、Cr 冷蒸氣技術(shù)（冷蒸氣技術(shù)（CV）Hg 乙基化反應(yīng)乙基化反應(yīng)Bi、Cd、Co、Ge、Hg、Pb、Se、Sn、Tl 丁基化反應(yīng)丁基化反應(yīng)Be、Ga、Hg、Pb、Sn、Zn 羰基化物發(fā)生羰基化物發(fā)生Co

24、、Fe、Ni 氯化物氯化物As、Bi、Cd、Ge、Mo、Pb、Sn、Tl、Zn 氟化物氟化物Ge、Mo、Re、U、V、W、As、Si 二硫代氨基甲酸脂（鹽）二硫代氨基甲酸脂（鹽） Co、Cr、Cu -二酮酸鹽二酮酸鹽Al、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn 其它蒸氣發(fā)生技術(shù)其它蒸氣發(fā)生技術(shù)B(CH3O)3、OsO4、RuO4 32 33 光源原子化器分光器檢測(cè)器 檢測(cè)器 聚光系統(tǒng) 分光器 34 35 36 37 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 原子化器及原子化機(jī)理原子化器及原子化機(jī)理 HG-AFSHG-AFS：氫化物進(jìn)入氬氫化物進(jìn)入氬- -氫焰進(jìn)行原子化。由于周圍氫

25、焰進(jìn)行原子化。由于周圍 空氣的滲入，氬空氣的滲入，氬- -氫焰中有足夠的氫自由基來(lái)促進(jìn)原子氫焰中有足夠的氫自由基來(lái)促進(jìn)原子 化過(guò)程，好處：化過(guò)程，好處： （1 1）石英爐表面性對(duì)原子化過(guò)程影響較??；）石英爐表面性對(duì)原子化過(guò)程影響較??； （2 2）原子化充分；）原子化充分； （3 3）較長(zhǎng)的使用壽命。）較長(zhǎng)的使用壽命。 38 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 原子化器及原子化機(jī)理原子化器及原子化機(jī)理 HG-AASHG-AAS：常用的常用的T T形石英管原子化器的原子化機(jī)理形石英管原子化器的原子化機(jī)理 被認(rèn)為是氫自由基碰撞原理，也可能存在分解機(jī)理。被認(rèn)為是氫自由基碰撞原理，也可能存在

26、分解機(jī)理。 存在的問題：存在的問題： （1 1）石英爐表面性對(duì)原子化過(guò)程影響極大；）石英爐表面性對(duì)原子化過(guò)程影響極大； （2 2）原子化不夠充分；）原子化不夠充分； （3 3）使用壽命較短。）使用壽命較短。 39 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 多元素同時(shí)測(cè)定能力多元素同時(shí)測(cè)定能力 HG-AFSHG-AFS：原子熒光法的最大優(yōu)勢(shì)原子熒光法的最大優(yōu)勢(shì) 就是同時(shí)測(cè)定多元素。就是同時(shí)測(cè)定多元素。 HG-AASHG-AAS：大多數(shù)儀器不能進(jìn)行多大多數(shù)儀器不能進(jìn)行多 元素同時(shí)測(cè)定。元素同時(shí)測(cè)定。 40 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 干擾情況干擾情況 HG-AFSHG-A

27、FS與與HG-AASHG-AAS二者的液相干二者的液相干 擾基本相同，但氣體干擾有很大擾基本相同，但氣體干擾有很大 的差別，往往沒有受到人們應(yīng)有的差別，往往沒有受到人們應(yīng)有 的注意。的注意。 41 Se 的測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試數(shù)據(jù) (g/ml) _ 共存元素共存元素 容許極限濃度容許極限濃度 臨界濃度臨界濃度 HGAFS HGAAS HGAFS HGAAS _ As(III) 20 0.1 100 3.5 Sb(III) 20 0.1 100 2.0 Sn(IV) 300 0.5 300 10 Te(IV) 25 10 200 200 Ge(IV) 25 10 200 50 _ 42 AFSAFS和

28、和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 線性測(cè)量范圍線性測(cè)量范圍 HG-AFSHG-AFS：一般可達(dá)到一般可達(dá)到3 3個(gè)數(shù)量級(jí)個(gè)數(shù)量級(jí) 左右，大多數(shù)樣品可直接測(cè)定，減左右，大多數(shù)樣品可直接測(cè)定，減 少了沾污的危險(xiǎn)。少了沾污的危險(xiǎn)。 HG-AASHG-AAS：由測(cè)量原理限制，一般由測(cè)量原理限制，一般 僅一個(gè)量級(jí)。僅一個(gè)量級(jí)。 43 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 檢出限及測(cè)量精度檢出限及測(cè)量精度 HG-AFSHG-AFS與與HG-AASHG-AAS二者的二者的檢出限檢出限 及測(cè)量精度及測(cè)量精度目前基本相近，但目前基本相近，但 對(duì)對(duì)AsAs、SeSe、HgHg等元素，等元素，AFSAFS

29、占占 有優(yōu)勢(shì)。有優(yōu)勢(shì)。 44 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 使用方便程度使用方便程度 HG-AFSHG-AFS：儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。 HG-AASHG-AAS：一般可用于火焰法、石墨法、一般可用于火焰法、石墨法、 氫化物分析氫化物分析 45 AFSAFS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 測(cè)定成本及效率測(cè)定成本及效率 HG-AFSHG-AFS：與與AASAAS基本相當(dāng)，但多基本相當(dāng)，但多 元素測(cè)定是占有很大優(yōu)勢(shì)。元素測(cè)定是占有很大優(yōu)勢(shì)。 HG-AASHG-AAS：與與AASAAS基本相當(dāng)，使用的基本相當(dāng)，使用的 氬氣較少。氬氣較少。 46 AFSA

30、FS和和AASAAS的區(qū)別的區(qū)別: : 對(duì)光源的要求對(duì)光源的要求 HG-AFSHG-AFS：較高，特別是對(duì)燈的純較高，特別是對(duì)燈的純 度要求較高。度要求較高。 HG-AASHG-AAS：一般較低，但對(duì)一般較低，但對(duì)AsAs、SeSe 燈要求較高。燈要求較高。 47 48 49 50 51 氫化物發(fā)生方法：氫化物發(fā)生方法： 金屬金屬 - - 酸還原體系酸還原體系 硼氫化鈉（鉀）硼氫化鈉（鉀）- - 酸還原體系酸還原體系 堿性摸式堿性摸式 電解法電解法 52 金屬金屬 - - 酸還原體系酸還原體系 即即MarshMarsh反應(yīng)，用金屬鋅作為還原劑。反應(yīng)，用金屬鋅作為還原劑。 難以克服的缺點(diǎn)：難以克

31、服的缺點(diǎn)： （1 1）能發(fā)生氫化物的元素較少；）能發(fā)生氫化物的元素較少； （2 2）包含預(yù)還原在內(nèi)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；）包含預(yù)還原在內(nèi)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； （3 3）干擾較為嚴(yán)重。）干擾較為嚴(yán)重。 53 硼氫化鈉（鉀）硼氫化鈉（鉀）- - 酸還原體系酸還原體系 19721972年，年，BramanBraman等人首先采用硼氫化鈉代等人首先采用硼氫化鈉代 替金屬作為還原劑生成替金屬作為還原劑生成AsHAsH3 3，進(jìn)行直流輝光光，進(jìn)行直流輝光光 譜儀測(cè)量。譜儀測(cè)量。 該方法克服了金屬該方法克服了金屬 - - 酸還原體系的缺點(diǎn)，酸還原體系的缺點(diǎn)， 在還原能力、反應(yīng)速度、自動(dòng)化操作、

32、抗干擾在還原能力、反應(yīng)速度、自動(dòng)化操作、抗干擾 程度以及適用的元素?cái)?shù)目等諸多方面表現(xiàn)出極程度以及適用的元素?cái)?shù)目等諸多方面表現(xiàn)出極 大的優(yōu)勢(shì)。大的優(yōu)勢(shì)。 54 氫化物發(fā)生法：氫化物發(fā)生法： 首先，在強(qiáng)還原劑作用下使待分析試樣形成共價(jià) 氫化物，進(jìn)而控制條件，使氫化物分解成氣態(tài)原子， 實(shí)施測(cè)定。 地 AsO3-3AsH3 As0 易 易難 55 56 無(wú)色散無(wú)色散- -氫化物氫化物- -氫化物發(fā)生氫化物發(fā)生-原子熒光原子熒光 光譜法是基于下列反應(yīng)先將分析元素轉(zhuǎn)光譜法是基于下列反應(yīng)先將分析元素轉(zhuǎn) 化為在室溫下為氣態(tài)的氫化物化為在室溫下為氣態(tài)的氫化物, , 并由載并由載 氣帶入原子化器原子化，其反應(yīng)方程

33、：氣帶入原子化器原子化，其反應(yīng)方程： NaBHNaBH4 4+3H+3H2 2O+HClHO+HClH3 3BOBO3 3+NaCl+8H+NaCl+8H+ + H H3 3BOBO3 3+8H+8H+ +E+E-m -mEH EHn n+H+H2 2(過(guò)剩過(guò)剩) ) EH EHn nE+(n-2)HE+(n-2)H2 2 57 原子熒光光譜定量分析原子熒光光譜定量分析 原子熒光的發(fā)射在原子熒光的發(fā)射在4立體角內(nèi)是各相同立體角內(nèi)是各相同 性的，在立體角內(nèi)檢測(cè)到的原子熒光強(qiáng)度，性的，在立體角內(nèi)檢測(cè)到的原子熒光強(qiáng)度， 只是發(fā)射的總原子熒光的只是發(fā)射的總原子熒光的1/4。而且，在原子。而且，在原子

34、熒光的發(fā)射過(guò)程中，由于熒光的再吸收引起熒光的發(fā)射過(guò)程中，由于熒光的再吸收引起 原子熒光強(qiáng)度的減弱。因此，在立體角內(nèi)實(shí)原子熒光強(qiáng)度的減弱。因此，在立體角內(nèi)實(shí) 際檢測(cè)到的原子熒光峰強(qiáng)度為際檢測(cè)到的原子熒光峰強(qiáng)度為 58 If=1/V0*ln2/*C2/4V2*AJ0a*/4*I0LN 式中是熒光衰減系數(shù)，與熒光的再吸收式中是熒光衰減系數(shù)，與熒光的再吸收 等有關(guān)。在實(shí)際分析過(guò)程中，要求測(cè)定的是等有關(guān)。在實(shí)際分析過(guò)程中，要求測(cè)定的是 測(cè)定試樣中的元素的含量。只有在嚴(yán)格控制測(cè)定試樣中的元素的含量。只有在嚴(yán)格控制 的條件下，測(cè)定試樣中的元素的含量與原子的條件下，測(cè)定試樣中的元素的含量與原子 蒸汽中的原子數(shù)

35、之間才保持線性關(guān)系。蒸汽中的原子數(shù)之間才保持線性關(guān)系。 59 N = K * C 式中是與試驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù)，表征被測(cè)元式中是與試驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù)，表征被測(cè)元 素轉(zhuǎn)化為自由原子的效率。素轉(zhuǎn)化為自由原子的效率。 由上式可知，使用高強(qiáng)度激發(fā)光源由上式可知，使用高強(qiáng)度激發(fā)光源(如激光如激光 光源光源)，提高入射輻射的強(qiáng)度，提高入射輻射的強(qiáng)度,可以提高原子熒光可以提高原子熒光 強(qiáng)度。在被測(cè)元素濃度低時(shí)，原子熒光強(qiáng)度與被強(qiáng)度。在被測(cè)元素濃度低時(shí)，原子熒光強(qiáng)度與被 測(cè)元素濃度之間具有良好的線性關(guān)系。測(cè)元素濃度之間具有良好的線性關(guān)系。 60 熒光強(qiáng)度與分析物濃度間的關(guān)系熒光強(qiáng)度與分析物濃度間的關(guān)系 在理想情

36、況下，假設(shè)所研究的體系滿足下列條件： 原子只吸收某一頻率的光能，并在被激發(fā)至原子只吸收某一頻率的光能，并在被激發(fā)至 特定的能級(jí)后放出熒光。特定的能級(jí)后放出熒光。 整個(gè)熒光池處于可被檢測(cè)器觀察到的立體角整個(gè)熒光池處于可被檢測(cè)器觀察到的立體角 之內(nèi)，不應(yīng)在熒光池之外。之內(nèi)，不應(yīng)在熒光池之外。 產(chǎn)生的熒光不會(huì)在熒光池中被重新吸收。產(chǎn)生的熒光不會(huì)在熒光池中被重新吸收。 61 光強(qiáng)度與很多因素有關(guān)，主要的包括光強(qiáng)度與很多因素有關(guān)，主要的包括： 輻射源的強(qiáng)度。輻射源的強(qiáng)度。 原子化器中光源照射到的區(qū)域內(nèi)原子原子化器中光源照射到的區(qū)域內(nèi)原子 的數(shù)目。的數(shù)目。 光源輻射光源輻射/ /吸收分?jǐn)?shù)。吸收分?jǐn)?shù)。 吸收

37、轉(zhuǎn)化為輻射的效率。吸收轉(zhuǎn)化為輻射的效率。 原子化器熒光信號(hào)被自吸收的量。原子化器熒光信號(hào)被自吸收的量。 62 高靈敏度及較好的重復(fù)性必須控制好以下因素：高靈敏度及較好的重復(fù)性必須控制好以下因素： 氫化物傳輸效率氫化物傳輸效率BtBt，( (正比）正比） 分析元素濃度分析元素濃度Co Co ，( (正比）正比） 反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)K2K2與與K1K1之比之比(K2/K1)(K2/K1)， ( (正比）正比） 發(fā)生器及體積發(fā)生器及體積VgVg及及VsVs之比之比(Vg/Vs)(Vg/Vs)， ( (正比）正比） 載氣流量載氣流量Fo (Fo (反比）反比） 硼氫化鈉流哦量硼氫化鈉流哦量fb

38、(fb (反比）反比） 63 由于這種方法把蒸氣進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)色散原由于這種方法把蒸氣進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)色散原 子熒光光譜測(cè)定的特點(diǎn)完美地結(jié)合起來(lái)，它子熒光光譜測(cè)定的特點(diǎn)完美地結(jié)合起來(lái)，它 與氫化物發(fā)生與氫化物發(fā)生- -原子吸收光譜法相比，具有儀原子吸收光譜法相比，具有儀 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，氣相干擾少，適合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，氣相干擾少，適合 于多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)。于多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)。 64 色散系統(tǒng)與無(wú)色散系統(tǒng)：色散系統(tǒng)與無(wú)色散系統(tǒng)： 色散系統(tǒng)指用單色器分光。非色散系統(tǒng)不色散系統(tǒng)指用單色器分光。非色散系統(tǒng)不 分光，它采用日盲倍增管直接檢測(cè)熒光。分光，它采用日盲倍增管直接檢測(cè)熒光。 激發(fā)光

39、源激發(fā)光源 原子化器原子化器 單色儀單色儀 PMTPMT 放大器放大器 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 65 色散系統(tǒng)與無(wú)色散系統(tǒng)：色散系統(tǒng)與無(wú)色散系統(tǒng)： 色散系統(tǒng)指用單色器分光。非色散系統(tǒng)不分光，色散系統(tǒng)指用單色器分光。非色散系統(tǒng)不分光， 它采用日盲倍增管直接檢測(cè)熒光。它采用日盲倍增管直接檢測(cè)熒光。 激發(fā)光源激發(fā)光源 原子化器原子化器 濾光片濾光片 PMTPMT 放大器放大器 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 66 原子熒光色散與非色散系統(tǒng)的比較 體 系 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 色散系統(tǒng) 1.1.廣泛的波長(zhǎng)范圍廣泛的波長(zhǎng)范圍 1.1.價(jià)格較高價(jià)格較高 2.2.分離散射光的能力較強(qiáng)分離散射光的能力較強(qiáng) 2.2.必須調(diào)整波長(zhǎng)必須調(diào)整

40、波長(zhǎng) 3.3.靈活性較大靈活性較大, ,轉(zhuǎn)動(dòng)光柵即轉(zhuǎn)動(dòng)光柵即 3.3.有可能有波長(zhǎng)移有可能有波長(zhǎng)移 可選擇分析元素可選擇分析元素 4.4.可以采用靈敏的寬波長(zhǎng)可以采用靈敏的寬波長(zhǎng) 4.4.與非色散體系相與非色散體系相 范圍的光電倍管范圍的光電倍管 比接收熒光的立體比接收熒光的立體 角較小角較小 67 原子熒光色散與非色散系統(tǒng)的比較 體體 系系 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 缺缺 點(diǎn)點(diǎn) 非色散系統(tǒng)非色散系統(tǒng) 1.1.儀器簡(jiǎn)單而且便宜儀器簡(jiǎn)單而且便宜 1.1.需要日盲倍增管需要日盲倍增管 2.2.不存在波長(zhǎng)漂移不存在波長(zhǎng)漂移 2.2.較易受到散射光擾較易受到散射光擾 3.3.較好的檢出極限較好的檢出極限 3.3.較

41、易受到光譜光擾較易受到光譜光擾 4.4.對(duì)光源的純度有較對(duì)光源的純度有較 高的要求高的要求 68 氫化物發(fā)生進(jìn)樣方法的主要優(yōu)點(diǎn)氫化物發(fā)生進(jìn)樣方法的主要優(yōu)點(diǎn): : 分析元素能夠與可能引起干擾的樣品基分析元素能夠與可能引起干擾的樣品基 體分離體分離, ,消除光譜干擾消除光譜干擾. . 與溶液直接噴霧進(jìn)樣相比與溶液直接噴霧進(jìn)樣相比, ,氫化物法能氫化物法能 將待測(cè)元素充分預(yù)富集將待測(cè)元素充分預(yù)富集, ,進(jìn)樣效率近乎進(jìn)樣效率近乎100%.100%. 連續(xù)氫化物發(fā)生裝置宜于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)氫化物發(fā)生裝置宜于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化. . 不同價(jià)態(tài)的元素氫化物發(fā)生實(shí)現(xiàn)的條件不同價(jià)態(tài)的元素氫化物發(fā)生實(shí)現(xiàn)的條件 不同不同,

42、,可進(jìn)行價(jià)態(tài)分析可進(jìn)行價(jià)態(tài)分析. . 69 A、進(jìn)樣系統(tǒng)：、進(jìn)樣系統(tǒng)：1. 蠕動(dòng)泵蠕動(dòng)泵1( P1) 2. 蠕動(dòng)泵蠕動(dòng)泵2( P2) B、反應(yīng)系統(tǒng)：、反應(yīng)系統(tǒng)：3. 接一級(jí)氣液分離器（接一級(jí)氣液分離器（C-7） 4. 樣品溶樣品溶 液入口液入口 5. 載氣入口載氣入口 6. 還原劑入口還原劑入口 C、氣液分離系統(tǒng)：、氣液分離系統(tǒng)：7. 接接B3 8. 接二級(jí)氣液分離器接二級(jí)氣液分離器 9. 廢液出口廢液出口 斷續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置圖 70 全自動(dòng)斷續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置工作原理圖全自動(dòng)斷續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置工作原理圖 P1 P2 泵，泵，S/C樣品樣品/載流，載流，R還原劑管，還原劑管，W1 W2排廢液排廢液 管

43、管,P采樣針，采樣針，T采樣環(huán)采樣環(huán) M反應(yīng)塊，反應(yīng)塊，Ar氬氣，氬氣，S氣液分離器氣液分離器,G二級(jí)去水裝置，二級(jí)去水裝置， A接接AFS原子化器原子化器 B1還原劑瓶，還原劑瓶，B2載流瓶載流瓶,B3廢液瓶，廢液瓶，C載流槽載流槽 71 順序注射與氫化物發(fā)生順序注射與氫化物發(fā)生原子熒光光度計(jì)的聯(lián)用裝置原子熒光光度計(jì)的聯(lián)用裝置 1清洗液管，清洗液管，2注射泵，注射泵，3兩位閥，兩位閥，4采樣環(huán)，采樣環(huán)，5多位閥，多位閥，6進(jìn)樣進(jìn)樣 管管 7還原劑瓶，還原劑瓶，8氣液分離器，氣液分離器，9載氣管，載氣管，10蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵，11廢液管廢液管 12原子化器，原子化器，13混合反應(yīng)器，混合反應(yīng)器，

44、14兩位閥，兩位閥，15還原劑注射泵還原劑注射泵 16自動(dòng)進(jìn)樣器樣品盤自動(dòng)進(jìn)樣器樣品盤 72 將樣品中的待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為室溫下為氣態(tài)的氫化物：將樣品中的待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為室溫下為氣態(tài)的氫化物： NaBHNaBH4 4 + 3H + 3H2 2O + HCl HO + HCl H3 3BOBO3 3 + NaCl + 8H + NaCl + 8H E E-M -M EH EHN N + H + H 2 2 73 HGAFSHGAFS分析今后的發(fā)展分析今后的發(fā)展： 加速新型光源的開展、研制和應(yīng)用。（激光二極管）加速新型光源的開展、研制和應(yīng)用。（激光二極管） 加強(qiáng)新的蒸氣發(fā)生體系研制。加強(qiáng)新的蒸氣發(fā)生體系

45、研制。 繼續(xù)加強(qiáng)干擾的研制，使得分析方法更加特效、實(shí)用。繼續(xù)加強(qiáng)干擾的研制，使得分析方法更加特效、實(shí)用。 研制一些野外現(xiàn)場(chǎng)分析的小型專用儀器。研制一些野外現(xiàn)場(chǎng)分析的小型專用儀器。 研究各種形態(tài)及價(jià)態(tài)測(cè)定的分析方法，及與色譜的聯(lián)用技術(shù)。研究各種形態(tài)及價(jià)態(tài)測(cè)定的分析方法，及與色譜的聯(lián)用技術(shù)。 74 光源原子化器 檢測(cè)器 聚光系統(tǒng) 分光器 75 激發(fā)光源激發(fā)光源 原子熒光強(qiáng)度直接正比于激發(fā)光源的輻射強(qiáng)度。原子熒光強(qiáng)度直接正比于激發(fā)光源的輻射強(qiáng)度。 因此，對(duì)激發(fā)光源的首要要求是，在被測(cè)原子的吸因此，對(duì)激發(fā)光源的首要要求是，在被測(cè)原子的吸 收線的中心波長(zhǎng)應(yīng)有高的輻射強(qiáng)度。收線的中心波長(zhǎng)應(yīng)有高的輻射強(qiáng)度。

46、連續(xù)光連續(xù)光源與銳源與銳 線光源線光源都可用于原子熒光光譜分析。連續(xù)光源的特都可用于原子熒光光譜分析。連續(xù)光源的特 點(diǎn)是比較穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，能進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)點(diǎn)是比較穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，能進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè) 定，操作簡(jiǎn)便，但檢出限較差。銳線光源的優(yōu)點(diǎn)是定，操作簡(jiǎn)便，但檢出限較差。銳線光源的優(yōu)點(diǎn)是 輻射強(qiáng)度大，可以得到更低的檢出限。輻射強(qiáng)度大，可以得到更低的檢出限。 76 原子化器原子化器 原子化器的基本功能是將試樣轉(zhuǎn)化為原子化器的基本功能是將試樣轉(zhuǎn)化為 自由原子。原子熒光分析對(duì)原子化器的自由原子。原子熒光分析對(duì)原子化器的 要求與原子吸收光譜分析基本相同。要求與原子吸收光譜分析基本相同。 1 火焰

47、原子化器火焰原子化器 77 1 火焰原子化器火焰原子化器 在空氣在空氣-乙炔火焰中原子熒光光譜法測(cè)定某些元素的檢出限乙炔火焰中原子熒光光譜法測(cè)定某些元素的檢出限 元素元素 波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm 隔離火焰隔離火焰 普通火焰普通火焰 元素元素 波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm 隔離火焰隔離火焰 普通火焰普通火焰 Ag 328.1 0.02 0.08 Pb 283.3 3.0 6.0 Au 242.8 7.0 14 Pb 405.7 1.0 2.3 Bi 306.8 55 220 Pd 340.4 1.0 3.5 Ca 422.7 0.05 0.1 Pt 265.9 6 0 9 0 Cd 228.8 0.1 0.15 Se

48、 196.1 180 180 Co 240.7 1.7 2.5 Se 204.0 45 45 Cr 357.9 5.7 14 Sn 286.3 75 300 Cr 425.4 0.5 1.0 Sn 303.4 25 100 Cu 324.7 0.05 0.14 Te 214.3 20 30 78 1 火焰原子化器火焰原子化器 在空氣在空氣-乙炔火焰中原子熒光光譜法測(cè)定某些元素的檢出限乙炔火焰中原子熒光光譜法測(cè)定某些元素的檢出限 _ 元素元素 波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm 隔離火焰隔離火焰 普通火焰普通火焰 元素元素 波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm 隔離火焰隔離火焰 普通火焰普通火焰 _ Fe 248.3 0.15 0.45

49、 Te 276.8 7.0 14 Hg 253.7 60 120 Tl 377.6 1.2 3.0 Mn 279.5 0.05 0.13 Zn 213.9 0.10 0.13 Ni 232.0 0.5 1.0 Lu 465.80 513.51 3 Yb 398.80 364.44 0.01 _ 79 電熱原子化器電熱原子化器 特點(diǎn)是試樣用樣量小，樣品利用效率高，特點(diǎn)是試樣用樣量小，樣品利用效率高， 在惰性氣氛中原子化避免了火焰中存在的猝滅在惰性氣氛中原子化避免了火焰中存在的猝滅 物質(zhì)引起的猝滅效應(yīng)。自由原子在石墨管內(nèi)平物質(zhì)引起的猝滅效應(yīng)。自由原子在石墨管內(nèi)平 均停留時(shí)間長(zhǎng)，原子化效率高。石墨爐

50、原子化均停留時(shí)間長(zhǎng)，原子化效率高。石墨爐原子化 器的非連續(xù)進(jìn)樣，不適合于順序式多元素原子器的非連續(xù)進(jìn)樣，不適合于順序式多元素原子 熒光光譜儀器熒光光譜儀器。 80 以石墨爐為原子化器的以石墨爐為原子化器的LAFS與與GFAAS的檢出限比較的檢出限比較 _ 元素元素 激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)波長(zhǎng)/nm 熒光波長(zhǎng)熒光波長(zhǎng)/nm LAFSng/ml pg GFAAS ng/ml pg _ Pb 283.3 405.7 2.510-5 0.0015 210-2 2 Fe 296.7 373.5 110-3 0.1 510-2 3 Na 589.5 589.6 0.02 0.6 0.5 50 Pt 293.0 29

51、9.7 4 120 2 200 Ir 295.1 322.1 0.2 6 20 2000 Eu 287.9 536.1 10 300 20 2000 Cu 324.7 510.5 210-5 0.15 210-2 2 Ag 328.1 338.3 310-5 0.1 410-2 0.4 Co 304.4 340.5 210-5 0.06 310-2 3 Mn 279.5 279.5 610-3 0.2 110-2 1 _ 81 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)光源的輻射能量光學(xué)系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)光源的輻射能量 有效地激發(fā)原子熒光，并將激發(fā)的原子熒光信號(hào)接收有效地激發(fā)原子熒光

52、，并將激發(fā)的原子熒光信號(hào)接收 下來(lái)，同時(shí)又不讓散射光和雜散光進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)。下來(lái)，同時(shí)又不讓散射光和雜散光進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)。 原子熒光光譜分析儀分原子熒光光譜分析儀分 （1）色散型）色散型 （2）非色散型）非色散型 82 色散型儀器色散型儀器 有單色器，雜散光與光譜干擾小，有有單色器，雜散光與光譜干擾小，有 較好的信噪比。用銳線光源為激發(fā)光源時(shí)，較好的信噪比。用銳線光源為激發(fā)光源時(shí)， 可以使用低色散的單色器。用連續(xù)光源為可以使用低色散的單色器。用連續(xù)光源為 激發(fā)光源，需使用中等色散的單色器，以激發(fā)光源，需使用中等色散的單色器，以 消除光源散射與其他組分熒光的影響。消除光源散射與其他組分熒光的影響。

53、83 非色散型儀器非色散型儀器 沒有色散元件，輻照立體角大，光譜通帶寬，沒有色散元件，輻照立體角大，光譜通帶寬， 集光本領(lǐng)大，熒光信號(hào)強(qiáng)度大，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集光本領(lǐng)大，熒光信號(hào)強(qiáng)度大，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 但散射光影響大。我國(guó)早期研制的原子熒光光譜但散射光影響大。我國(guó)早期研制的原子熒光光譜 儀器都是非色散型儀器。儀器都是非色散型儀器。 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)包括外光路與單色器兩部分包括外光路與單色器兩部分。 84 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 由于原子熒光的發(fā)射是各相同性的，譜線簡(jiǎn)由于原子熒光的發(fā)射是各相同性的，譜線簡(jiǎn) 單，易于做成多元素測(cè)定儀器。在多元素原子熒單，易于做成多元素測(cè)定儀器。在多元素原子熒 光儀器上，除

54、用光電倍增管為檢測(cè)器外，也用硅光儀器上，除用光電倍增管為檢測(cè)器外，也用硅 增強(qiáng)光導(dǎo)攝像管為檢測(cè)器。增強(qiáng)光導(dǎo)攝像管為檢測(cè)器。 多元素原子熒光測(cè)定儀器的型式有：多元素原子熒光測(cè)定儀器的型式有： 順序型。順序型。 多通道型。多通道型。 85 信號(hào)處理、顯示和記錄信號(hào)處理、顯示和記錄 由檢測(cè)器出來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大處理之后，可由檢測(cè)器出來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大處理之后，可 用熒光屏顯示或記錄儀記錄。原子熒光信號(hào)是弱信號(hào)用熒光屏顯示或記錄儀記錄。原子熒光信號(hào)是弱信號(hào) 檢測(cè)，要求檢測(cè)電路能有效地放大有用信號(hào)，最大限檢測(cè)，要求檢測(cè)電路能有效地放大有用信號(hào)，最大限 度地消除噪聲信號(hào)，提高信噪比。度地消除噪聲信號(hào)，提高

55、信噪比。 通常采用兩種方法消除噪聲：通常采用兩種方法消除噪聲： （1）是利用頻譜特性消除噪聲，）是利用頻譜特性消除噪聲， （2）是抵償法消除噪聲。）是抵償法消除噪聲。 86 電熱原子化器電熱原子化器 特點(diǎn)是試樣用樣量小，樣品利用效率高，特點(diǎn)是試樣用樣量小，樣品利用效率高， 在惰性氣氛中原子化避免了火焰中存在的猝滅在惰性氣氛中原子化避免了火焰中存在的猝滅 物質(zhì)引起的猝滅效應(yīng)。自由原子在石墨管內(nèi)平物質(zhì)引起的猝滅效應(yīng)。自由原子在石墨管內(nèi)平 均停留時(shí)間長(zhǎng)，原子化效率高。石墨爐原子化均停留時(shí)間長(zhǎng)，原子化效率高。石墨爐原子化 器的非連續(xù)進(jìn)樣，不適合于順序式多元素原子器的非連續(xù)進(jìn)樣，不適合于順序式多元素原子

56、 熒光光譜儀器。熒光光譜儀器。 87 88 非共振原子熒光非共振原子熒光 非共振原子熒光的波長(zhǎng)與激發(fā)輻射的波長(zhǎng)不同。它包非共振原子熒光的波長(zhǎng)與激發(fā)輻射的波長(zhǎng)不同。它包 括直躍線原子熒光、熱助直躍線原子熒光、階躍線原子熒括直躍線原子熒光、熱助直躍線原子熒光、階躍線原子熒 光、熱助階躍線原子熒光、反斯托克斯原子熒光、雙光子光、熱助階躍線原子熒光、反斯托克斯原子熒光、雙光子 原子熒光。前兩種原子熒光與激發(fā)輻射的躍遷高能級(jí)相同，原子熒光。前兩種原子熒光與激發(fā)輻射的躍遷高能級(jí)相同， 而低能級(jí)不同，熒光波長(zhǎng)比激發(fā)輻射波長(zhǎng)較長(zhǎng)。而低能級(jí)不同，熒光波長(zhǎng)比激發(fā)輻射波長(zhǎng)較長(zhǎng)。 反斯托克斯原子熒光與激發(fā)輻射的躍遷高

57、能級(jí)相同，反斯托克斯原子熒光與激發(fā)輻射的躍遷高能級(jí)相同， 而低能級(jí)不同，或者是躍遷高能級(jí)不同，而低能級(jí)相同，而低能級(jí)不同，或者是躍遷高能級(jí)不同，而低能級(jí)相同， 但共同的特點(diǎn)是熒光波長(zhǎng)比激發(fā)輻射的波長(zhǎng)短。但共同的特點(diǎn)是熒光波長(zhǎng)比激發(fā)輻射的波長(zhǎng)短。 89 敏化原子熒光敏化原子熒光 受激原子通過(guò)碰撞將激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另受激原子通過(guò)碰撞將激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另 一原子使其激發(fā)，后者再以輻射方式去一原子使其激發(fā)，后者再以輻射方式去 活化發(fā)射熒光，此稱為敏化原子熒光。活化發(fā)射熒光，此稱為敏化原子熒光。 共振躍遷的幾率比其他躍遷幾率大，共振躍遷的幾率比其他躍遷幾率大， 因此，共振原子熒光強(qiáng)度大，在分析上因此，共振原子熒

58、光強(qiáng)度大，在分析上 應(yīng)用最廣。應(yīng)用最廣。 90 91 92 2）非共振熒光：非共振熒光：當(dāng)激發(fā)分析原子的光源輻射波長(zhǎng)與觀察當(dāng)激發(fā)分析原子的光源輻射波長(zhǎng)與觀察 到分析原子輻射的次級(jí)熒光波長(zhǎng)不同時(shí)，即是非共振熒光到分析原子輻射的次級(jí)熒光波長(zhǎng)不同時(shí)，即是非共振熒光。 （1）Stokes直躍熒光（直躍熒光（2）熱助）熱助 Stokes直躍熒光（直躍熒光（3、4）反）反Stokes階躍階躍 熒光熒光 3 2 1 0 93 1. 原子熒光的飽和：原子熒光的飽和： 次級(jí)熒光強(qiáng)度，由于飽和效應(yīng)，信號(hào)次級(jí)熒光強(qiáng)度，由于飽和效應(yīng)，信號(hào) 達(dá)到一平臺(tái)，熒光強(qiáng)度不再與達(dá)到一平臺(tái)，熒光強(qiáng)度不再與IV0成正比，成正比， 只

59、決定于原子能級(jí)的躍遷幾率和統(tǒng)計(jì)權(quán)重，只決定于原子能級(jí)的躍遷幾率和統(tǒng)計(jì)權(quán)重， 光子能量等。光子能量等。 0 0 1010 2020 3030 4040 5050 6060 7070 0 0 0.20.2 0.40.4 0.50.5 1 1 1.41.4 2 2 3.73.7 5 5 光譜照度光譜照度 94 2. 2. 原子熒光猝滅：原子熒光猝滅： 由于條件變化使得試樣原子熒光量子效由于條件變化使得試樣原子熒光量子效 率降低的現(xiàn)象率降低的現(xiàn)象。 0 0 1010 2020 3030 4040 5050 6060 7070 8080 9090 1 11010100100100010001000010

60、000 AAAA AEAE AFAF 95 熒光猝滅幾種類型：熒光猝滅幾種類型： （1）與自由原子碰撞）與自由原子碰撞 M* + X = M + X （2）與分子碰撞）與分子碰撞 M* + AB = M + AB （3）與電子碰撞）與電子碰撞 M* + e = M + e* （4） 與自由原子碰撞后與自由原子碰撞后 ，形成不同的激發(fā)態(tài)，形成不同的激發(fā)態(tài) M* + A = M # + A （5）與分子原子碰撞后）與分子原子碰撞后 ，形成不同的激發(fā)態(tài)，形成不同的激發(fā)態(tài) M* + AB = M # + AB （6）化學(xué)猝滅反應(yīng)）化學(xué)猝滅反應(yīng) M* + AB = M + A + B 96 影響猝滅效應(yīng)