第4章原子吸收光譜

1、2022-1-4原子吸收與原子熒光原子吸收與原子熒光光譜分析法光譜分析法Atomic absorption spectroscopy and Atomic Fluorescence spectrometry2022-1-4原子吸收光譜法原子吸收光譜法( (AAS)AAS) 基于被測元素基于被測元素基態(tài)原子基態(tài)原子在在蒸氣狀蒸氣狀態(tài)態(tài)對其原子對其原子共振輻射共振輻射的吸收進(jìn)行的吸收進(jìn)行元素元素定量分析定量分析的方法的方法2022-1-4 1802年，伍朗斯頓年，伍朗斯頓(W.H. Wollaston)在在研究太陽光的連續(xù)光譜時，發(fā)現(xiàn)有暗線研究太陽光的連續(xù)光譜時，發(fā)現(xiàn)有暗線存在存在 1817年，福

2、勞霍費年，福勞霍費(J.Fraunhofer)再次再次發(fā)現(xiàn)這樣的暗線，但不明其原因和來源，發(fā)現(xiàn)這樣的暗線，但不明其原因和來源，于是把這些暗線稱為福氏線于是把這些暗線稱為福氏線2022-1-4 1860年，本生年，本生(R.Bunson)和基爾霍夫和基爾霍夫(G.Kirchhoff)在研究堿金屬和堿土金屬在研究堿金屬和堿土金屬元素的光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)射的譜線元素的光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)射的譜線會被處于較低溫度的鈉蒸氣所吸收，而會被處于較低溫度的鈉蒸氣所吸收，而這些吸收線與太陽光連續(xù)光譜中的暗線這些吸收線與太陽光連續(xù)光譜中的暗線的位置相一致，這一事實說明了福氏線的位置相一致，這一事實說明了福氏線是

3、太陽外圍大氣圈中存在的是太陽外圍大氣圈中存在的Na原子對太原子對太陽光中所對應(yīng)的鈉輻射線吸收的結(jié)果，陽光中所對應(yīng)的鈉輻射線吸收的結(jié)果，解開了原子吸收的面紗解開了原子吸收的面紗2022-1-4 20世紀(jì)世紀(jì)30年代，工業(yè)上汞的使用逐漸增多，汞年代，工業(yè)上汞的使用逐漸增多，汞蒸氣毒性強(qiáng)，而測定大氣中的汞蒸氣較為困難，蒸氣毒性強(qiáng)，而測定大氣中的汞蒸氣較為困難，有人利用原子吸收的原理設(shè)計了測汞儀，這是有人利用原子吸收的原理設(shè)計了測汞儀，這是AAS法的最好應(yīng)用法的最好應(yīng)用 1955年，年，AAS法開始作為一種實用的分析方法開始作為一種實用的分析方法。澳大利亞的瓦爾西法。澳大利亞的瓦爾西(A.Walsh)

4、發(fā)表了他的發(fā)表了他的著名論文著名論文“原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用用”，奠定了原子吸收光譜法的理論基礎(chǔ)，奠定了原子吸收光譜法的理論基礎(chǔ) 20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期，隨著原子吸收光譜商品化年代中期，隨著原子吸收光譜商品化儀器的出現(xiàn)，原子吸收光譜法步入迅速發(fā)展的儀器的出現(xiàn)，原子吸收光譜法步入迅速發(fā)展的階段階段 尤其是非火焰原子化器的發(fā)明和使用，使尤其是非火焰原子化器的發(fā)明和使用，使方法的靈敏度有了較大的提高，應(yīng)用更為廣泛方法的靈敏度有了較大的提高，應(yīng)用更為廣泛2022-1-4 使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合用光使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合用光導(dǎo)攝像管，二極管陣列的多元

5、素分析檢導(dǎo)攝像管，二極管陣列的多元素分析檢測器，設(shè)計出微機(jī)控制的原子吸收分光測器，設(shè)計出微機(jī)控制的原子吸收分光光度計，為解決多元素的同時測定開辟光度計，為解決多元素的同時測定開辟了新的前景了新的前景 微機(jī)的引入微機(jī)的引入 現(xiàn)代分離技術(shù)的結(jié)合現(xiàn)代分離技術(shù)的結(jié)合2022-1-4l連 續(xù) 光 源 原 子 吸 收 光 譜 儀 2004 年4 月，德國耶拿分析儀器股份公司（Analytik Jena AGAnalytik Jena AG）成功地設(shè)計和生產(chǎn)出了連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA contrAA ，世界第一臺商品化連續(xù)光源原子吸收儀誕生了！2022-1-4原子吸收光譜法的特點原子吸收光譜法

6、的特點 優(yōu)點優(yōu)點檢測限低，火焰原子化法的檢測限可達(dá)檢測限低，火焰原子化法的檢測限可達(dá)ng/ml級，石墨爐原子化法更低，可達(dá)級，石墨爐原子化法更低，可達(dá)10-1010-13 g準(zhǔn)確度也比較高，火焰原子化法的相對誤差通準(zhǔn)確度也比較高，火焰原子化法的相對誤差通常在常在1以內(nèi)，石墨爐原子化法為以內(nèi)，石墨爐原子化法為35選擇性比較好，譜線較簡單，譜線數(shù)目比選擇性比較好，譜線較簡單，譜線數(shù)目比AES法少得多，譜線干擾少，大多數(shù)情況下共存元法少得多，譜線干擾少，大多數(shù)情況下共存元素對被測定元素不產(chǎn)生干擾，有的干擾可以通素對被測定元素不產(chǎn)生干擾，有的干擾可以通過加入分散劑或改變原子化條件加以消除過加入分散劑或

7、改變原子化條件加以消除2022-1-4火焰原子化法的精密度、重現(xiàn)性也比較好，由火焰原子化法的精密度、重現(xiàn)性也比較好，由于溫度較低，絕大多數(shù)處于基態(tài)，溫度變化時，于溫度較低，絕大多數(shù)處于基態(tài)，溫度變化時，基態(tài)原子數(shù)目的變化相對少，而激發(fā)態(tài)變化大，基態(tài)原子數(shù)目的變化相對少，而激發(fā)態(tài)變化大，所以吸收強(qiáng)度隨原子化器溫度變化的影響小所以吸收強(qiáng)度隨原子化器溫度變化的影響小分析速度快，儀器比較簡單，操作方便，應(yīng)用分析速度快，儀器比較簡單，操作方便，應(yīng)用比較廣。一般試驗室均可配備原子吸收光譜儀比較廣。一般試驗室均可配備原子吸收光譜儀器，能夠測定的元素多達(dá)器，能夠測定的元素多達(dá)70多種，不僅可以測多種，不僅可以

8、測定金屬元素，也可以用間接法測定某些非金屬定金屬元素，也可以用間接法測定某些非金屬元素和有機(jī)化合物元素和有機(jī)化合物2022-1-4缺點缺點除了一些現(xiàn)成、先進(jìn)的儀器可以進(jìn)行多元素的除了一些現(xiàn)成、先進(jìn)的儀器可以進(jìn)行多元素的測定外，目前大多數(shù)儀器都不能同時進(jìn)行多元測定外，目前大多數(shù)儀器都不能同時進(jìn)行多元素的測定。因為每測定一個元素都需要與之對素的測定。因為每測定一個元素都需要與之對應(yīng)的一個空心陰極燈應(yīng)的一個空心陰極燈(也稱元素?zé)粢卜Q元素?zé)?，一次只能，一次只能測一個元素測一個元素由于原子化溫度比較低，對于一些易形成穩(wěn)定由于原子化溫度比較低，對于一些易形成穩(wěn)定化合物的元素，如化合物的元素，如W、Ni、

9、Ta、Zr、Hf、稀土稀土等以及非金屬元素，原子化效率低，檢出能力等以及非金屬元素，原子化效率低，檢出能力差，受化學(xué)干擾較嚴(yán)重，結(jié)果不令人滿意差，受化學(xué)干擾較嚴(yán)重，結(jié)果不令人滿意非火焰的石墨爐原子化器雖然原子化效率高，非火焰的石墨爐原子化器雖然原子化效率高，檢測限低，但是重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性較差檢測限低，但是重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性較差2022-1-42022-1-4第一節(jié)第一節(jié) 原子吸收光譜原子吸收光譜的產(chǎn)生的產(chǎn)生 基態(tài)原子基態(tài)原子吸收其吸收其共振輻射共振輻射，外層，外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜原子吸收光譜 原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)

10、和可見區(qū)和可見區(qū)2022-1-4吸收光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系吸收光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系原子外層電子由第一激發(fā)態(tài)，回到基態(tài)，原子外層電子由第一激發(fā)態(tài)，回到基態(tài)，發(fā)射出光譜線，稱發(fā)射出光譜線，稱共振發(fā)射線原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線，稱為產(chǎn)生的吸收譜線，稱為共振吸收線（簡（簡稱為共振線）稱為共振線）2022-1-4能量與波長關(guān)系能量與波長關(guān)系= hc/E基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的比可用基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的比可用BoltzmannBoltzmann分布表示分布表示Ni/N0 = gi/g0e-Ej/kT2022-1-4 在通常的原子吸收測定條件下，原

11、子蒸在通常的原子吸收測定條件下，原子蒸氣中基態(tài)原子數(shù)近似等于總原子數(shù)氣中基態(tài)原子數(shù)近似等于總原子數(shù) 在原子吸收光譜中，原子化溫度一般小在原子吸收光譜中，原子化溫度一般小于于3000K，大多數(shù)元素的最強(qiáng)共振線都大多數(shù)元素的最強(qiáng)共振線都低于低于 600 nm， Ni / N0值絕大部分在值絕大部分在10-3以下，激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)之比小于千以下，激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)之比小于千分之一，激發(fā)態(tài)原子數(shù)可以忽略分之一，激發(fā)態(tài)原子數(shù)可以忽略2022-1-4譜線的特點表征譜線的特點表征（ 1 1 ）波長）波長 由兩能級之間的能量差由兩能級之間的能量差來決定來決定 （ 2 2 ）形狀）形狀 吸收線半寬吸收線半寬（

12、 ）強(qiáng)度）強(qiáng)度I I 由兩能級之間的躍遷幾率由兩能級之間的躍遷幾率來決定來決定 2022-1-4 吸收線半寬度吸收線半寬度 一般在一般在0.010.01 0.1 0.1 發(fā)射線半寬度發(fā)射線半寬度 一般在一般在0.0050.0050.02 0.02 2022-1-42022-1-4二、原子吸收光譜輪廓二、原子吸收光譜輪廓 原子吸收光譜線有相當(dāng)窄的頻率或原子吸收光譜線有相當(dāng)窄的頻率或波長范圍，即有一定寬度波長范圍，即有一定寬度2022-1-4一束不同頻率強(qiáng)度為一束不同頻率強(qiáng)度為I0的平行光通過的平行光通過厚度為厚度為l的原子蒸氣，一部分光被吸的原子蒸氣，一部分光被吸收，透過光的強(qiáng)度收，透過光的強(qiáng)度

13、I 服從吸收定律服從吸收定律 I = I0 exp(-k l) 式中式中k 是基態(tài)原子對頻率為是基態(tài)原子對頻率為 的光的的光的吸收系數(shù)吸收系數(shù)2022-1-4 透過光強(qiáng)度對吸收光頻率作圖，如下圖透過光強(qiáng)度對吸收光頻率作圖，如下圖II 與 的關(guān)系 0 2022-1-4若將吸收系數(shù)對頻率作圖，所得若將吸收系數(shù)對頻率作圖，所得曲線為吸收線輪廓曲線為吸收線輪廓2022-1-4原子吸收線輪廓原子吸收線輪廓以原子吸收譜線的以原子吸收譜線的中中心頻率心頻率（或（或中心波長中心波長）和和半寬度半寬度 表表征征中心頻率中心頻率由原子能級決定由原子能級決定半寬度半寬度是中心頻率位置，吸收系數(shù)極是中心頻率位置，吸收

14、系數(shù)極大值一半處，譜線輪廓上兩點之間大值一半處，譜線輪廓上兩點之間頻率或波長的距離頻率或波長的距離2022-1-4 譜線具有一定的寬度，主要有兩方譜線具有一定的寬度，主要有兩方面的因素面的因素 一類是由原子性質(zhì)所決定的，例如，一類是由原子性質(zhì)所決定的，例如，自然寬度自然寬度 另一類是外界影響所引起的，例如，另一類是外界影響所引起的，例如，熱變寬、碰撞變寬等熱變寬、碰撞變寬等2022-1-41，自然寬度，自然寬度 沒有外界影響，譜線仍有一定的沒有外界影響，譜線仍有一定的寬度稱為自然寬度寬度稱為自然寬度 與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命有關(guān)與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命有關(guān) 不同譜線有不同的自然寬度，多不同譜線有不

15、同的自然寬度，多數(shù)情況下約為數(shù)情況下約為1010-5-5nmnm數(shù)量級數(shù)量級2022-1-42，多普勒變寬（，多普勒變寬（熱變寬） 由輻射原子無規(guī)則的熱運(yùn)動引起。由輻射原子無規(guī)則的熱運(yùn)動引起。這一不規(guī)則的熱運(yùn)動與觀測器兩這一不規(guī)則的熱運(yùn)動與觀測器兩者間形成相對位移運(yùn)動，從而發(fā)者間形成相對位移運(yùn)動，從而發(fā)生多普勒效應(yīng)，使譜線變寬生多普勒效應(yīng)，使譜線變寬 一般可達(dá)一般可達(dá)1010-3-3nmnm 是譜線變寬的主要因素是譜線變寬的主要因素 2022-1-4MTD071016. 7M M原子量，原子量， T T 絕對溫度，絕對溫度，0 0譜線中心頻率譜線中心頻率2022-1-43，壓力變寬，壓力變寬

16、由于輻射原子與其它粒子（分由于輻射原子與其它粒子（分子、原子、離子和電子等）間子、原子、離子和電子等）間的相互作用而產(chǎn)生的譜線變寬的相互作用而產(chǎn)生的譜線變寬 壓力變寬通常隨壓力增大而增壓力變寬通常隨壓力增大而增大大 2022-1-4在壓力變寬中在壓力變寬中凡是凡是同種粒子碰撞同種粒子碰撞引起的變寬叫引起的變寬叫HoltzmarkHoltzmark（赫爾茲馬克）變赫爾茲馬克）變寬寬1010- -5 5nmnm凡是由凡是由異種粒子異種粒子引起的變寬叫引起的變寬叫LorentzLorentz（羅倫茲）變寬羅倫茲）變寬 10 10-3-3nmnm2022-1-44，自吸變寬，自吸變寬 由自吸現(xiàn)象而引起

17、的譜線變寬稱為由自吸現(xiàn)象而引起的譜線變寬稱為自吸變寬自吸變寬 空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象，種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象，從而使譜線變寬從而使譜線變寬 燈電流越大，自吸變寬越嚴(yán)重?zé)綦娏髟酱?，自吸變寬越?yán)重2022-1-45，場致變寬，場致變寬 在外電場或磁場作用下，引起能級在外電場或磁場作用下，引起能級的分裂，從而導(dǎo)致譜線變寬的分裂，從而導(dǎo)致譜線變寬斯塔克變寬斯塔克變寬(Stark): 由于外部的電場或等離子體中離子、電由于外部的電場或等離子體中離子、電子所形成的電場引起子所形成的電場引起齊曼變寬齊曼變寬(Zeeman): 由于外部的

18、磁場影響，導(dǎo)致譜線的分由于外部的磁場影響，導(dǎo)致譜線的分裂，在單色器分辨率無裂，在單色器分辨率無法分辨時，也產(chǎn)生譜線法分辨時，也產(chǎn)生譜線變寬變寬2022-1-4三、三、 原子吸收的測量原子吸收的測量1，積分吸收，積分吸收 f-f-振子強(qiáng)度振子強(qiáng)度, , N-N-單位體積內(nèi)的原子數(shù)，單位體積內(nèi)的原子數(shù)， e-e-為電子電荷為電子電荷, , m-m-電子的質(zhì)量電子的質(zhì)量NfmcedKr22022-1-4f f 振子強(qiáng)度，即能被入射輻射振子強(qiáng)度，即能被入射輻射激發(fā)的每個原子的平均電子激發(fā)的每個原子的平均電子數(shù)，它正比于原子對特定波數(shù)，它正比于原子對特定波長輻射的吸收幾率長輻射的吸收幾率這是原子吸收光譜

19、分析法的重這是原子吸收光譜分析法的重要理論依據(jù)要理論依據(jù)2022-1-4 若能測定積分吸收，則可求出原子若能測定積分吸收，則可求出原子濃度濃度 測定譜線寬度僅為測定譜線寬度僅為1010-3-3nmnm的積分吸的積分吸收，需要高分辨率的色散儀器和高收，需要高分辨率的色散儀器和高靈敏度的檢測器，難以實現(xiàn)靈敏度的檢測器，難以實現(xiàn) 一百多年前已發(fā)現(xiàn)，但一直難以運(yùn)一百多年前已發(fā)現(xiàn)，但一直難以運(yùn)用用2022-1-42，峰值吸收，峰值吸收一般采用測量峰值吸收系數(shù)的方法代一般采用測量峰值吸收系數(shù)的方法代替測量積分吸收系數(shù)的方法替測量積分吸收系數(shù)的方法如果采用發(fā)射線半寬度比吸收線半寬如果采用發(fā)射線半寬度比吸收線

20、半寬度小得多的銳線光源，并且發(fā)射線度小得多的銳線光源，并且發(fā)射線的中心與吸收線中心一致，就不需的中心與吸收線中心一致，就不需要用高分辨率的單色器，而只要將要用高分辨率的單色器，而只要將其與其它譜線分離，就能測出峰值其與其它譜線分離，就能測出峰值吸收系數(shù)吸收系數(shù)2022-1-42022-1-4 19551955年年Walsh AWalsh A提出提出 在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下，在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下，峰值吸收系數(shù)與火焰中被測元素的峰值吸收系數(shù)與火焰中被測元素的原子濃度也成正比原子濃度也成正比 在一般原子吸收測量條件下，原子在一般原子吸收測量條件下，原子吸收輪廓取決于吸收輪廓取決于 Do

21、ppler Doppler （熱變寬）熱變寬）寬度寬度2022-1-42ln)(2exp200DKKDKdK002ln212022-1-4DKfNmce022ln21fNmceKD202ln22022-1-42022-1-43，銳線光源，銳線光源 發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源源 在使用銳線光源時，光源發(fā)射線半寬度在使用銳線光源時，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率一致。這時發(fā)射線的輪廓可看作一個很一致。這時發(fā)射線的輪廓可看作一個很窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)K K 在此輪廓在此輪廓內(nèi)

22、不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣，一定的輪廓內(nèi)。這樣，一定的K K0 0即可測出一定即可測出一定的原子濃度的原子濃度2022-1-44，實際測量，實際測量在實際工作中，對于原子吸收值的測量，在實際工作中，對于原子吸收值的測量，是以一定光強(qiáng)的單色光是以一定光強(qiáng)的單色光I0通過原子蒸氣，通過原子蒸氣，然后測出被吸收后的光強(qiáng)然后測出被吸收后的光強(qiáng)I，此一吸收過此一吸收過程符合朗伯程符合朗伯-比耳定律，即比耳定律，即 I = I0e-K N L式中式中K為吸收系數(shù)，為吸收系數(shù)，N為自由原子總數(shù)（基為自由原子總數(shù)（基態(tài)原子數(shù)），態(tài)原子數(shù)），L為吸收層厚度為吸

23、收層厚度2022-1-4當(dāng)用線光源時當(dāng)用線光源時, 可用可用K0 代替代替 K ,用吸用吸光度表示光度表示: A = lgI0 / I = 2.303 K N L 在實際分析過程中，當(dāng)實驗條件一在實際分析過程中，當(dāng)實驗條件一定時，定時，NN正比于待測元素的濃度正比于待測元素的濃度2022-1-4第二節(jié)第二節(jié) 儀器裝置儀器裝置 原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光光度計光度計 由光源、原子化器、單色器和檢測由光源、原子化器、單色器和檢測器等四部分組成器等四部分組成 單道單光束單道單光束 單道雙光束單道雙光束2022-1-42022-1-4一、光源（空心陰極燈）一、光源（空

24、心陰極燈） 光源的作用光源的作用：發(fā)射被測元素的特征共振：發(fā)射被測元素的特征共振輻射輻射 對光源的基本要求對光源的基本要求： 發(fā)射的共振輻射的半寬度要明顯小于吸發(fā)射的共振輻射的半寬度要明顯小于吸收線的半寬度收線的半寬度 輻射的強(qiáng)度大輻射的強(qiáng)度大 輻射光強(qiáng)穩(wěn)定輻射光強(qiáng)穩(wěn)定 使用壽命長等使用壽命長等2022-1-4空心陰極燈空心陰極燈2022-1-4 構(gòu)造構(gòu)造陰極陰極: :空心圓柱形，由待測元素的高純金屬空心圓柱形，由待測元素的高純金屬和合和合金直接制成，貴重金屬以其箔襯在陰極內(nèi)壁作金直接制成，貴重金屬以其箔襯在陰極內(nèi)壁作成圓筒形，筒內(nèi)熔入被測元素成圓筒形，筒內(nèi)熔入被測元素陽極陽極: : 鎢棒裝有

25、鈦、鋯、鎢棒裝有鈦、鋯、 鉭金屬作成的陽極鉭金屬作成的陽極鎢鎢棒，上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑棒，上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑燈的光窗材料燈的光窗材料根據(jù)所發(fā)射的共振線波長而定，在根據(jù)所發(fā)射的共振線波長而定，在可見波段用硬質(zhì)玻璃，在紫外波段用石英玻璃可見波段用硬質(zhì)玻璃，在紫外波段用石英玻璃 2022-1-4 管內(nèi)充氣管內(nèi)充氣：充入壓強(qiáng)約為充入壓強(qiáng)約為102 Pa的少量的少量氖或氬等惰性氣體，其作用是載帶電流、氖或氬等惰性氣體，其作用是載帶電流、使陰極產(chǎn)生濺射及激發(fā)原子發(fā)射特征的使陰極產(chǎn)生濺射及激發(fā)原子發(fā)射特征的銳線光譜。銳線光譜。氬或氖稱載氣氬或氖稱載氣 極間加壓極間加壓300-500300-

26、500伏，要求穩(wěn)流電源供電伏，要求穩(wěn)流電源供電2022-1-4. . 銳線光產(chǎn)生原理銳線光產(chǎn)生原理 由于受宇宙射線等外界電離源的作用，空心陰由于受宇宙射線等外界電離源的作用，空心陰極燈中總是存在極少量的帶電粒子。當(dāng)極間加極燈中總是存在極少量的帶電粒子。當(dāng)極間加上上300 500V電壓后，管內(nèi)氣體中存在著的、電壓后，管內(nèi)氣體中存在著的、極少量陽離子向陰極運(yùn)動，并轟擊陰極表面，極少量陽離子向陰極運(yùn)動，并轟擊陰極表面，使陰極表面的電子獲得外加能量而逸出使陰極表面的電子獲得外加能量而逸出 逸出的電子在電場作用下，向陽極作加速運(yùn)動，逸出的電子在電場作用下，向陽極作加速運(yùn)動，在運(yùn)動過程中與充氣原子發(fā)生非彈

27、性碰撞，產(chǎn)在運(yùn)動過程中與充氣原子發(fā)生非彈性碰撞，產(chǎn)生能量交換，使惰性氣體原子電離產(chǎn)生二次電生能量交換，使惰性氣體原子電離產(chǎn)生二次電子和正離子子和正離子2022-1-4 在電場作用下，這些質(zhì)量較重、速度較快的正在電場作用下，這些質(zhì)量較重、速度較快的正離子向陰極運(yùn)動并轟擊陰極表面，不但使陰極離子向陰極運(yùn)動并轟擊陰極表面，不但使陰極表面的電子被擊出，而且還使陰極表面的原子表面的電子被擊出，而且還使陰極表面的原子獲得能量從晶格能的束縛中逸出而進(jìn)入空間，獲得能量從晶格能的束縛中逸出而進(jìn)入空間，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為陰極的陰極的“濺射濺射” “濺射濺射”出來的陰極元素的原子，在陰極區(qū)再出來的陰極元素的原

28、子，在陰極區(qū)再與電子、惰性氣體原子、離子等相互碰撞，而與電子、惰性氣體原子、離子等相互碰撞，而獲得能量被激發(fā)，從而發(fā)射陰極物質(zhì)的線光譜獲得能量被激發(fā)，從而發(fā)射陰極物質(zhì)的線光譜2022-1-4 空心陰極燈發(fā)射的光譜，主要是陰極元空心陰極燈發(fā)射的光譜，主要是陰極元素的光譜素的光譜 若陰極物質(zhì)只含一種元素，則制成的是若陰極物質(zhì)只含一種元素，則制成的是單元素?zé)魡卧責(zé)?若陰極物質(zhì)含多種元素，則可制成多元若陰極物質(zhì)含多種元素，則可制成多元素?zé)羲責(zé)?多元素?zé)舻陌l(fā)光強(qiáng)度一般都較單元素?zé)舳嘣責(zé)舻陌l(fā)光強(qiáng)度一般都較單元素?zé)羧跞?022-1-4空心陰極燈是性能優(yōu)良的銳線光源空心陰極燈是性能優(yōu)良的銳線光源 由于元素

29、可以在空心陰極中多次濺由于元素可以在空心陰極中多次濺射和被激發(fā)，氣態(tài)原子平均停留時射和被激發(fā)，氣態(tài)原子平均停留時間較長，激發(fā)效率較高，因而發(fā)射間較長，激發(fā)效率較高，因而發(fā)射的的譜線強(qiáng)度較大譜線強(qiáng)度較大 由于采用的工作電流一般只有幾毫由于采用的工作電流一般只有幾毫安或幾十毫安，燈內(nèi)溫度較低，因安或幾十毫安，燈內(nèi)溫度較低，因此此熱變寬很小熱變寬很小2022-1-4 由于燈內(nèi)充氣壓力很低，激發(fā)原子與不由于燈內(nèi)充氣壓力很低，激發(fā)原子與不同氣體原子碰撞而引起的同氣體原子碰撞而引起的壓力變寬可忽壓力變寬可忽略不計略不計 由于陰極附近的蒸氣相金屬原子密度較由于陰極附近的蒸氣相金屬原子密度較小，同種原子碰撞而

30、引起的小，同種原子碰撞而引起的共振變寬也共振變寬也很小很小 此外，由于蒸氣相原子密度低、溫度低，此外，由于蒸氣相原子密度低、溫度低，自吸變寬幾乎不存在自吸變寬幾乎不存在2022-1-4 使用空心陰極燈可以得到使用空心陰極燈可以得到強(qiáng)度大、強(qiáng)度大、譜線很窄譜線很窄的待測元素的的待測元素的特征共振特征共振線線2022-1-4l銳線光源有著眾所周知的諸多優(yōu)點，但因每分析一個元素就要更換一個元素?zé)?，再加上燈工作電流、波長等參數(shù)的選擇和調(diào)節(jié)，使原子吸收分析的速度、信息量和使用的方便性等方面受到了限制l分析速度慢和依賴空心陰極燈的固有特性成了原子吸收光譜的致命弱點l克服這些缺點的最有效方法，就是采用連續(xù)光

31、源進(jìn)行多元素測定l連續(xù)光源原子吸收成為分析工作者的一個長期夢想 2022-1-4連續(xù)光源原子吸收儀連續(xù)光源原子吸收儀(ContrAA,德國德國)2022-1-41.高聚焦短弧氙燈高聚焦短弧氙燈 可滿足全波長可滿足全波長(189900 nm)所有元素的原所有元素的原子吸收測定需子吸收測定需求，并可以選求，并可以選擇任何一條譜擇任何一條譜線進(jìn)行分析線進(jìn)行分析 可測量元素周可測量元素周期表中七十余期表中七十余個元素個元素2022-1-42.連續(xù)光源原子吸收光路原理圖*德國耶拿公司技術(shù)資料德國耶拿公司技術(shù)資料2022-1-4二、原子化器二、原子化器 原子化器的功能是提供能量，使試樣干原子化器的功能是提

32、供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化燥、蒸發(fā)和原子化 入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為也可把它視為“吸收池吸收池” 常用的原子化器有火焰原子化器和非火常用的原子化器有火焰原子化器和非火焰原子化器焰原子化器2022-1-4 對原子化器的基本要求：對原子化器的基本要求： 必須具有足夠高的原子化效率必須具有足夠高的原子化效率 必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性 操作簡單及低的干擾水平操作簡單及低的干擾水平2022-1-4（一）火焰原子化器（一）火焰原子化器構(gòu)造：噴霧器、霧化室、燃燒器構(gòu)造：噴霧器、霧化室、燃燒器2022-1-41，霧化

33、器（噴霧器），霧化器（噴霧器） 將試液變成細(xì)霧將試液變成細(xì)霧。霧粒越細(xì)、越多，在火焰中。霧粒越細(xì)、越多，在火焰中生成的基態(tài)自由原子就越多。應(yīng)用最廣的是生成的基態(tài)自由原子就越多。應(yīng)用最廣的是氣氣動同心型噴霧器動同心型噴霧器 噴霧器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產(chǎn)生進(jìn)一噴霧器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產(chǎn)生進(jìn)一步細(xì)化作用。步細(xì)化作用。生成的霧滴粒度和試液的吸入率生成的霧滴粒度和試液的吸入率，影響影響測定的精密度和化學(xué)干擾的大小測定的精密度和化學(xué)干擾的大小 噴霧器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制噴霧器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制成成2022-1-42，預(yù)混合室（霧化室），預(yù)混合室（霧化室）預(yù)混合室

34、的作用主要是預(yù)混合室的作用主要是 除大霧滴，并使燃除大霧滴，并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌蠚夂椭細(xì)獬浞只旌希员阍谌紵龝r得，以便在燃燒時得到穩(wěn)定的火焰到穩(wěn)定的火焰其中的擾流器可其中的擾流器可使霧滴變細(xì)，同時可以阻使霧滴變細(xì)，同時可以阻擋大的霧滴進(jìn)入火焰擋大的霧滴進(jìn)入火焰一般的噴霧裝置的霧化效率為一般的噴霧裝置的霧化效率為5 15%2022-1-43，燃燒器，燃燒器試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過程后，產(chǎn)干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過程后，產(chǎn)生大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)生大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子原子、離子和分

35、子通常要求燃燒器的通常要求燃燒器的原子化程度高、火焰穩(wěn)原子化程度高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長、噪聲小定、吸收光程長、噪聲小等等2022-1-4 燃燒器有單縫和三縫兩種燃燒器有單縫和三縫兩種 燃燒器的縫長和縫寬，應(yīng)根據(jù)所用燃料燃燒器的縫長和縫寬，應(yīng)根據(jù)所用燃料確定確定 單縫燃燒器應(yīng)用最廣單縫燃燒器應(yīng)用最廣 燃燒器多為不銹鋼制造。燃燒器的高度燃燒器多為不銹鋼制造。燃燒器的高度應(yīng)能上下調(diào)節(jié)，以便選取適宜的火焰部應(yīng)能上下調(diào)節(jié)，以便選取適宜的火焰部位測量。為了改變吸收光程，擴(kuò)大測量位測量。為了改變吸收光程，擴(kuò)大測量濃度范圍，燃燒器可旋轉(zhuǎn)一定角度濃度范圍，燃燒器可旋轉(zhuǎn)一定角度2022-1-4 單縫燃燒器產(chǎn)生的

36、火焰較窄，使部分光單縫燃燒器產(chǎn)生的火焰較窄，使部分光束在火焰周圍通過而未能被吸收，從而束在火焰周圍通過而未能被吸收，從而使測量靈敏度降低使測量靈敏度降低 采用三縫燃燒器，由于縫寬較大，產(chǎn)生采用三縫燃燒器，由于縫寬較大，產(chǎn)生的原子蒸氣能將光源發(fā)出的光束完全包的原子蒸氣能將光源發(fā)出的光束完全包圍，外側(cè)縫隙還可以起到屏蔽火焰作用，圍，外側(cè)縫隙還可以起到屏蔽火焰作用，并避免來自大氣的污染物并避免來自大氣的污染物 三縫燃燒器比單縫燃燒器穩(wěn)定三縫燃燒器比單縫燃燒器穩(wěn)定2022-1-44，火焰的基本特性，火焰的基本特性（1）燃燒速度）燃燒速度 燃燒速度是指由著火點向可燃燒混合氣燃燒速度是指由著火點向可燃燒混

37、合氣其它點其它點傳播傳播的速度的速度 影響火焰的安全操作和燃燒的穩(wěn)定性影響火焰的安全操作和燃燒的穩(wěn)定性 要使火焰穩(wěn)定，可燃混合氣體的供應(yīng)速要使火焰穩(wěn)定，可燃混合氣體的供應(yīng)速度應(yīng)大于燃燒速度度應(yīng)大于燃燒速度2022-1-42022-1-4（2）火焰溫度）火焰溫度不同類型的火焰，其溫度不同不同類型的火焰，其溫度不同2022-1-4（3）火焰的燃?xì)夂椭細(xì)獗壤┗鹧娴娜細(xì)夂椭細(xì)獗壤椿鹧嫒細(xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌?，按火焰燃?xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌?，可將火焰分為三類：可將火焰分為三類：化化學(xué)學(xué)計計量量助助燃燃?xì)鈿馊既細(xì)鈿?貧燃火焰貧燃火焰中性火焰中性火焰富燃火焰富燃火焰2022-1-4 化學(xué)計量火焰（化學(xué)計

38、量火焰（中性火焰中性火焰） 燃?xì)馊細(xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)計量反應(yīng)關(guān)系與助燃?xì)庵扰c化學(xué)計量反應(yīng)關(guān)系相近相近 火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低，適合于許多元素的測定低，適合于許多元素的測定2022-1-4 富燃火焰（富燃火焰（還原性火焰還原性火焰） 燃?xì)獯笕細(xì)獯笥诨瘜W(xué)計量的火焰于化學(xué)計量的火焰 火焰呈黃色，層次模糊，溫度稍低，火焰呈黃色，層次模糊，溫度稍低，火焰的還原性較強(qiáng)，適合于易形成火焰的還原性較強(qiáng)，適合于易形成難離解氧化物元素的測定難離解氧化物元素的測定 干擾較多，背景高干擾較多，背景高 2022-1-4 貧燃火焰（貧燃火焰（氧化性火焰氧化性火焰） 助燃助燃?xì)獯?/p>

39、于化學(xué)計量的火焰氣大于化學(xué)計量的火焰 火焰呈藍(lán)色，氧化性較強(qiáng)，溫度較火焰呈藍(lán)色，氧化性較強(qiáng)，溫度較低，適于易離解、易電離元素的原低，適于易離解、易電離元素的原子化，如堿金屬等子化，如堿金屬等 重現(xiàn)性差重現(xiàn)性差2022-1-4選擇火焰的溫度應(yīng)使待測元素恰能分解成選擇火焰的溫度應(yīng)使待測元素恰能分解成基態(tài)自由原子為宜。若溫度過高，會增基態(tài)自由原子為宜。若溫度過高，會增加原子電離或激發(fā)，而使基態(tài)自由原子加原子電離或激發(fā)，而使基態(tài)自由原子減少，導(dǎo)致分析靈敏度降低減少，導(dǎo)致分析靈敏度降低選擇火焰時，還應(yīng)考慮火焰本身對光的吸選擇火焰時，還應(yīng)考慮火焰本身對光的吸收。烴類火焰在短波區(qū)有較大的吸收，收。烴類火焰在

40、短波區(qū)有較大的吸收，而氫火焰的透射性能則好得多。對于分而氫火焰的透射性能則好得多。對于分析線位于短波區(qū)的元素的測定，在選擇析線位于短波區(qū)的元素的測定，在選擇火焰時應(yīng)考慮火焰透射性能的影響火焰時應(yīng)考慮火焰透射性能的影響2022-1-4乙炔乙炔-空氣火焰空氣火焰是原子吸收測定中最常用的火焰，是原子吸收測定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收紫外區(qū)有較大的吸收氫氫-空氣火焰空氣火焰是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔-空

41、空氣火焰快，但溫度較低，優(yōu)點是背景發(fā)射較弱，氣火焰快，但溫度較低，優(yōu)點是背景發(fā)射較弱，透射性能好透射性能好乙炔乙炔-一氧化二氮火焰一氧化二氮火焰的優(yōu)點是火焰溫度高，而的優(yōu)點是火焰溫度高，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，用它可測定用它可測定70多種元素多種元素2022-1-42022-1-45 5，火焰原子化器特點，火焰原子化器特點優(yōu)：優(yōu)：簡單快速低成本簡單快速低成本 火焰穩(wěn)定火焰穩(wěn)定 重現(xiàn)性好重現(xiàn)性好 精密度高精密度高 應(yīng)用范圍廣應(yīng)用范圍廣缺：缺：原子化效率低，只能液體進(jìn)樣原子化效率低，只能液體進(jìn)樣2022-1-4（二）非火焰原子化器（二）

42、非火焰原子化器 非火焰原子化器常用的是非火焰原子化器常用的是石墨爐原石墨爐原子化器（電熱原子化器）子化器（電熱原子化器） 石墨爐原子化法的過程是將試樣注石墨爐原子化法的過程是將試樣注入石墨管中間位置，用入石墨管中間位置，用大電流大電流通過通過石墨管以產(chǎn)生高達(dá)石墨管以產(chǎn)生高達(dá)2000 3000的的高溫使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化高溫使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化2022-1-4與火焰原子化法相比，石墨爐原與火焰原子化法相比，石墨爐原子化法具有如下特點：子化法具有如下特點： a a，靈敏度高、檢測限低，絕對靈敏度達(dá)靈敏度高、檢測限低，絕對靈敏度達(dá)1010-12-12 1010-15-15克克b b，用樣量少

43、，用樣量少，特別適用于微量樣品的分析特別適用于微量樣品的分析 通常固體樣品為通常固體樣品為0.10.1 1010毫克，液體試毫克，液體試樣為樣為5 5 5050微升微升c c，試樣直接注入原子化器，從而減少溶液試樣直接注入原子化器，從而減少溶液一些物理性質(zhì)對測定的影響，也可直接一些物理性質(zhì)對測定的影響，也可直接分析固體樣品分析固體樣品2022-1-4d， 排除了火焰原子化法中存在的火焰組排除了火焰原子化法中存在的火焰組份與被測組份之間的相互作用，減少了份與被測組份之間的相互作用，減少了由此引起的化學(xué)干擾由此引起的化學(xué)干擾e， 可以測定共振吸收線位于真空紫外區(qū)可以測定共振吸收線位于真空紫外區(qū)的非

44、金屬元素的非金屬元素I、P、S等等f， 石墨爐原子化器在工作中比火焰原子石墨爐原子化器在工作中比火焰原子化系統(tǒng)安全化系統(tǒng)安全2022-1-4g，石墨爐原子化法所用設(shè)備比較復(fù)雜，石墨爐原子化法所用設(shè)備比較復(fù)雜，成本比較高成本比較高h(yuǎn)， 石墨爐產(chǎn)生的總能量比火焰小，因此石墨爐產(chǎn)生的總能量比火焰小，因此基體干擾較嚴(yán)重，測量的精密度比火焰基體干擾較嚴(yán)重，測量的精密度比火焰原子化法差，原子化法差，通常約為通常約為2 2 5%5%2022-1-4 2022-1-4商品儀器的石墨爐結(jié)構(gòu)多樣，但實際上用商品儀器的石墨爐結(jié)構(gòu)多樣，但實際上用得最多的是得最多的是Massmann（馬斯曼）爐的馬斯曼）爐的HGA系列

45、和系列和Varin-Trchtron（瓦里安瓦里安 - 特克特朗）公司生產(chǎn)的特克特朗）公司生產(chǎn)的CRA系列系列石墨爐的基本結(jié)構(gòu)包括：石墨爐的基本結(jié)構(gòu)包括：石墨管（杯）、石墨管（杯）、爐體（保護(hù)氣系統(tǒng)）、電源爐體（保護(hù)氣系統(tǒng)）、電源等三部分組等三部分組成成工作是經(jīng)歷工作是經(jīng)歷干燥、灰化、原子化和凈化干燥、灰化、原子化和凈化（除殘）（除殘）等四個階段，即完成一次分析等四個階段，即完成一次分析過程過程2022-1-4+-2022-1-4 石墨管，管中央開有一向上小孔，直徑石墨管，管中央開有一向上小孔，直徑為為2 mm，是液體試樣的進(jìn)樣口及保護(hù)氣是液體試樣的進(jìn)樣口及保護(hù)氣體的出氣口，進(jìn)樣時用精密微量注

46、射器體的出氣口，進(jìn)樣時用精密微量注射器注入，每次幾微升到注入，每次幾微升到20微升或微升或50微升以微升以下，固體試樣從石英窗（可卸式）一側(cè)，下，固體試樣從石英窗（可卸式）一側(cè)，用專門的加樣器加進(jìn)石墨管中央，每根用專門的加樣器加進(jìn)石墨管中央，每根石墨管可使用約石墨管可使用約50 200次次 石墨管兩端的電極接到一個低壓、大電石墨管兩端的電極接到一個低壓、大電流的電源上，這一電源可以給出流的電源上，這一電源可以給出3.6千瓦千瓦功率于管壁處。爐體周圍有一金屬套管功率于管壁處。爐體周圍有一金屬套管作為冷卻水循環(huán)用作為冷卻水循環(huán)用 石墨管兩端的可卸石英窗，透光、密封石墨管兩端的可卸石英窗，透光、密封

47、防止空氣進(jìn)入防止空氣進(jìn)入2022-1-4 內(nèi)外保護(hù)氣：氬氣，分別控制內(nèi)外保護(hù)氣：氬氣，分別控制 內(nèi)：內(nèi)：干燥、灰化、除殘時干燥、灰化、除殘時氬氣通過管的末端流氬氣通過管的末端流進(jìn)石墨管，再從樣品入口處逸出。帶走基體組進(jìn)石墨管，再從樣品入口處逸出。帶走基體組份的蒸氣、水蒸汽、試樣煙氣，不產(chǎn)生強(qiáng)的背份的蒸氣、水蒸汽、試樣煙氣，不產(chǎn)生強(qiáng)的背景信號；景信號；原子化時原子化時不通，讓原子蒸氣留在石墨不通，讓原子蒸氣留在石墨管內(nèi)且使已原子化了的原子不再被氧化，提高管內(nèi)且使已原子化了的原子不再被氧化，提高靈敏度靈敏度 外：在金屬套管左上方持續(xù)通入氬氣使它在石外：在金屬套管左上方持續(xù)通入氬氣使它在石墨管周圍（

48、在金屬套管內(nèi)）流動，避免石墨管墨管周圍（在金屬套管內(nèi)）流動，避免石墨管氧化，保護(hù)石墨管氧化，保護(hù)石墨管2022-1-42022-1-4爐體的結(jié)構(gòu)對石墨爐原子分析法的性能有爐體的結(jié)構(gòu)對石墨爐原子分析法的性能有重要的影響，因此要求：重要的影響，因此要求： 接觸良好接觸良好 石墨管（杯）與爐座間接觸應(yīng)十分石墨管（杯）與爐座間接觸應(yīng)十分吻合，而且要有彈性伸縮，以適應(yīng)石墨吻合，而且要有彈性伸縮，以適應(yīng)石墨管熱脹伸縮的位置管熱脹伸縮的位置 2022-1-4 惰性氣體保護(hù)惰性氣體保護(hù)通常使用的惰性氣體主要是氬氣。氮氣亦可，但通常使用的惰性氣體主要是氬氣。氮氣亦可，但對某些元素測定其背景值增大，而且靈敏度不對

49、某些元素測定其背景值增大，而且靈敏度不如用氬氣高如用氬氣高石墨爐的氣路分為外氣路和內(nèi)氣路且單獨控制方石墨爐的氣路分為外氣路和內(nèi)氣路且單獨控制方式，外氣路用于保護(hù)整個爐體內(nèi)腔的石墨部件，式，外氣路用于保護(hù)整個爐體內(nèi)腔的石墨部件，是連續(xù)進(jìn)氣的。內(nèi)氣路從石墨管兩端進(jìn)氣，由是連續(xù)進(jìn)氣的。內(nèi)氣路從石墨管兩端進(jìn)氣，由加樣孔出氣，并設(shè)置可控制氣體流量和停氣等加樣孔出氣，并設(shè)置可控制氣體流量和停氣等程序程序2022-1-4 水冷保護(hù)水冷保護(hù) 石墨爐在石墨爐在2 4秒內(nèi)，可使溫度上升到秒內(nèi)，可使溫度上升到3000 C，有些稀土元素，甚至要更高的有些稀土元素，甚至要更高的溫度溫度 爐體表面溫度不能超過爐體表面溫度

50、不能超過60 80 C 整個爐體有水冷卻保護(hù)裝置整個爐體有水冷卻保護(hù)裝置2022-1-4Closeup of graphite furnaceCloseup of graphite furnace2022-1-4Controls for graphite furnaceControls for graphite furnace2022-1-42. 石墨爐電源石墨爐電源 石墨爐電源是一種低壓（石墨爐電源是一種低壓（812V）、）、大電流大電流（300 600A）的穩(wěn)定交流電源。設(shè)有能自動的穩(wěn)定交流電源。設(shè)有能自動完成干燥、灰化、原子化、凈化階段的操作程完成干燥、灰化、原子化、凈化階段的操作程序序

51、 石墨管溫度取決于流過的電流強(qiáng)度。石墨管石墨管溫度取決于流過的電流強(qiáng)度。石墨管在使用過程中，石墨管本身的電阻和接觸電阻在使用過程中，石墨管本身的電阻和接觸電阻會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致石墨管溫度的變化。因會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致石墨管溫度的變化。因此電路結(jié)構(gòu)應(yīng)有此電路結(jié)構(gòu)應(yīng)有“穩(wěn)流穩(wěn)流”裝置裝置2022-1-43. 石墨管石墨管 普通石墨管（普通石墨管（GT）與熱解石墨管（與熱解石墨管（PGT） 普通石墨管升華點低（普通石墨管升華點低（3200 C ），易），易氧化，使用溫度必須低于氧化，使用溫度必須低于2700 C 2022-1-4熱解石墨管（熱解石墨管（ PGT ）是在普通石墨管中是在普通石墨管中通

52、入甲烷蒸氣（通入甲烷蒸氣（10%甲烷與甲烷與90 % 氬氣氬氣混合）在低壓下熱解，使熱解石墨（碳）混合）在低壓下熱解，使熱解石墨（碳）沉積在石墨管（棒）上，沉積不斷進(jìn)行，沉積在石墨管（棒）上，沉積不斷進(jìn)行，結(jié)果在石墨管壁上沉積一層致密堅硬的結(jié)果在石墨管壁上沉積一層致密堅硬的熱解石墨熱解石墨 2022-1-4 熱解石墨具有很好的耐氧化性能，升華溫度高，熱解石墨具有很好的耐氧化性能，升華溫度高，可達(dá)可達(dá)3700 C。致密性能好不滲透試液，對熱致密性能好不滲透試液，對熱解石墨其滲氣速度是解石墨其滲氣速度是10-6cm/s 熱解石墨還具有良好的惰性，因而不易與高溫?zé)峤馐€具有良好的惰性，因而不易與高

53、溫元素（如元素（如V、Ti、Mo等）形成碳化物而影響原等）形成碳化物而影響原子化子化 熱解石墨具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命明顯熱解石墨具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命明顯優(yōu)于普通石墨管優(yōu)于普通石墨管2022-1-4方法方法 原子化原子化熱源熱源 原子化原子化溫度溫度 原子化原子化效率效率 進(jìn)樣體積進(jìn)樣體積 訊號形狀訊號形狀 檢出限檢出限 重現(xiàn)性重現(xiàn)性 基體效應(yīng)基體效應(yīng) 火焰火焰 化學(xué)火化學(xué)火焰能焰能 相對較相對較低低 (一一般般3000) 較低較低 (90%) 較少較少 (150l) 尖峰狀尖峰狀 低低 Cd：o.oo2ng/ml Al：1.0ng/ml 較差較差 RSD 為為1.55% 較大較大

54、 火焰原子化法與石墨爐原子化法比較火焰原子化法與石墨爐原子化法比較 2022-1-4 (三三) 低溫原子化法低溫原子化法 化學(xué)原子化法化學(xué)原子化法 其原子化溫度為室溫至攝氏數(shù)百度其原子化溫度為室溫至攝氏數(shù)百度 常用的有汞低溫原子化法及氫化物常用的有汞低溫原子化法及氫化物法法2022-1-4（1 1）汞低溫原子化法）汞低溫原子化法 汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點為為357 C 。只要對試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理。只要對試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（還原出汞原子，由載氣（Ar或或N2）將汞）將汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測定蒸氣送入吸收池內(nèi)測定2022-1-4（2 2）氫

55、化物原子化法）氫化物原子化法 適用于適用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和和Te等元素。在一定的酸度下，將被等元素。在一定的酸度下，將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，如如AsH3 、SnH4 、BiH3等。這些氫化物等。這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進(jìn)行原子化與測經(jīng)載氣送入石英管后，進(jìn)行原子化與測定定 氫化物法可將被測元素從大量的溶劑中氫化物法可將被測元素從大量的溶劑中分離出來，其檢測限比火焰原子化法低分離出來，其檢測限比火焰原子化法低1 13 3個數(shù)量級，且選擇性好，干擾少個數(shù)量級，且選擇性好，干擾少2022-1-4三、單色器三、單色器比發(fā)

56、射光譜簡單比發(fā)射光譜簡單 光譜通帶光譜通帶 W = DSW = DS S S 縫寬度（縫寬度（mmmm） 倒線色散率倒線色散率 D = d/dlD = d/dl 被測元素共振吸收線與干擾線近，選用被測元素共振吸收線與干擾線近，選用W W要小；干擾線較遠(yuǎn)，可用大的要小；干擾線較遠(yuǎn)，可用大的W W 一般單色器色散率一定，僅調(diào)狹縫確定一般單色器色散率一定，僅調(diào)狹縫確定W W2022-1-4四、檢測器四、檢測器 原子吸收光譜法中檢測器通常使用原子吸收光譜法中檢測器通常使用光電倍增管光電倍增管 光電倍增管的工作電源應(yīng)有較高的光電倍增管的工作電源應(yīng)有較高的穩(wěn)定性。如工作電壓過高、照射光穩(wěn)定性。如工作電壓過

57、高、照射光過強(qiáng)或光照時間過長，都會引起疲過強(qiáng)或光照時間過長，都會引起疲勞效應(yīng)勞效應(yīng)2022-1-4五、儀器的類型五、儀器的類型 按光束分為按光束分為單光束與雙光束型原子吸收單光束與雙光束型原子吸收分光光度計分光光度計 按調(diào)制方法分為按調(diào)制方法分為直流與交流型原子吸收直流與交流型原子吸收分光光度計分光光度計 按波道分為按波道分為單道、雙道和多道型原子吸單道、雙道和多道型原子吸收分光光度計收分光光度計2022-1-4第三節(jié) 干擾及消除方法 物理干擾物理干擾 化學(xué)干擾化學(xué)干擾 電離干擾電離干擾 光譜干擾光譜干擾 背景干擾等背景干擾等2022-1-4一、物理干擾一、物理干擾物理干擾是指物理干擾是指試液

58、與標(biāo)準(zhǔn)溶液試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液 物理性質(zhì)有物理性質(zhì)有差異而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力差異而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧化和提升量，進(jìn)而影響蒸發(fā)和原子化效化和提升量，進(jìn)而影響蒸發(fā)和原子化效率，引起原子吸收強(qiáng)度的變化而引起的率，引起原子吸收強(qiáng)度的變化而引起的干擾干擾非選擇性干擾，負(fù)干擾非選擇性干擾，負(fù)干擾消除辦法：消除辦法：配制與被測試樣組成相近的標(biāo)配制與被測試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液準(zhǔn)溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液的濃度高，還可采用稀釋法的濃度高，還可采用稀釋法2022-1-4二、化學(xué)干擾二、化學(xué)干擾化學(xué)干

59、擾是由于化學(xué)干擾是由于被測元素原子與共存被測元素原子與共存組份組份 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，影響被測元素的原子化，而引物，影響被測元素的原子化，而引起的干擾起的干擾選擇性干擾選擇性干擾2022-1-4消除化學(xué)干擾的方法消除化學(xué)干擾的方法（1）選擇合適的原子化方法）選擇合適的原子化方法 提高原子化溫度，減小化學(xué)干擾。使提高原子化溫度，減小化學(xué)干擾。使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解可使難離解的化合物分解 采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化物還原、分解法，可使

60、難離解的氧化物還原、分解2022-1-4（2）加入釋放劑）加入釋放劑 釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質(zhì)能釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測元素更穩(wěn)定的化合物，使被生成比被測元素更穩(wěn)定的化合物，使被測元素釋放出來測元素釋放出來 例如，磷酸根干擾鈣的測定，可在試?yán)?，磷酸根干擾鈣的測定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，就相當(dāng)于先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，就相當(dāng)于把鈣釋放出來把鈣釋放出來2022-1-4（3）加入保護(hù)劑）加入保護(hù)劑 保護(hù)劑作用是它可與被測元素生成易保護(hù)劑作用是它可與被測元素生成易分解的或更穩(wěn)定的配合物，防止被測元