原子發(fā)射光譜

原子發(fā)射光譜概述原子發(fā)射光譜法，是利用物質(zhì)在熱激發(fā)或電激發(fā)下，每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質(zhì)的組成，而進(jìn)行元素的定性與定量分析的方法。原子發(fā)射光譜法是光學(xué)分析法中產(chǎn)生與發(fā)展最早的一種。在近代各種材料的定

性、定量分析中，原子發(fā)射光譜法發(fā)揮了重要作用。特別是新型光源的研制與電

子技術(shù)的不斷更新和應(yīng)用，使原子發(fā)射光譜分析獲得了新的發(fā)展，成為儀器分析

中最重要的方法之一。（1） 原子發(fā)射光譜分析的優(yōu)點(diǎn)：具有多元素同時(shí)檢測能力?？赏瑫r(shí)測定一個(gè)樣品中的多種元素。分析速度快。若利用光電直讀光譜儀，可在幾分鐘內(nèi)同時(shí)對(duì)幾十種元素進(jìn)行定量分析。分析試樣不經(jīng)化學(xué)處理，固體、液體樣品都可直接測定（電弧火花法）。檢出限低。一般光源可達(dá)10?0.1mg/mL，絕對(duì)值可達(dá)1?0.01mg。電感耦合高頻等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）檢出限可達(dá)ng/mL級(jí)。準(zhǔn)確度較高。一般光源相對(duì)誤差約為5%~10%，ICP-AES相對(duì)誤差可達(dá)1%以下。試樣消耗少。ICP光源校準(zhǔn)曲線線性范圍寬可達(dá)4?6個(gè)數(shù)量級(jí)。（2） 原子發(fā)射光譜分析的缺點(diǎn)：高含量分析的準(zhǔn)確度較差；常見的非金屬元素如氧、硫、氮、鹵素等譜線在遠(yuǎn)紫外區(qū).一般的光譜儀尚無法檢測；還有一些非金屬元素，如P、Se、Te等，由于其激發(fā)電位高，靈敏度較低。原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生通常情況下，原子處于基態(tài)，在激發(fā)光作用下，原子獲得足夠的能量，外層電子由基態(tài)躍遷到較高的能級(jí)狀態(tài)即激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，其壽命小于10-8s，外層電子就從高能級(jí)向較低能級(jí)或基態(tài)躍遷。多余能量以電磁輻射的形式發(fā)射出去，這樣就得到了發(fā)射光譜。原子發(fā)射光譜是線狀光譜。譜線波長與能量的關(guān)系如下：入=hc/（E2—E1）式中E2、E1分別為高能級(jí)與低能級(jí)的能量，入為波長，h為Planck常數(shù)，c為光速。處于高能級(jí)的電子經(jīng)過幾個(gè)中間能級(jí)躍遷回到原能級(jí)，可產(chǎn)生幾種不同波長的光，在光譜中形成幾條譜線。一種元素可以產(chǎn)生不同波長的譜線，它們組成該元素的原子光譜。不同元素的電子結(jié)構(gòu)不同，其原子光譜也不同，具有明顯的特征。由于待測元素原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)不同，因此發(fā)射譜線的特征不同，據(jù)此可對(duì)樣品進(jìn)行定性分析；而根據(jù)待測元素原子的濃度不同，因此發(fā)射強(qiáng)度不同，可實(shí)現(xiàn)元素的定量測定。原子發(fā)射光譜法包括了三個(gè)主要的過程：由光源提供能量使樣品蒸發(fā)、形成氣態(tài)原子、并進(jìn)一步使氣態(tài)原子激發(fā)而產(chǎn)生光輻射；

將光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)單色器分解成按波長順序排列的譜線，形成光譜；用檢測器檢測光譜中譜線的波長和強(qiáng)度。原子發(fā)射光譜激發(fā)光源激發(fā)光源的基本功能是提供使試樣中被測元素原子化和原子激發(fā)發(fā)光所需要的能量。對(duì)激發(fā)光源的要求是：靈敏度高，穩(wěn)定性好，光譜背景小，結(jié)構(gòu)簡單，操作安全。常用的激發(fā)光源:電弧光源。（交流電弧、直流電?。╇娀鸹ü庠?。電感耦合高頻等離子體光源（ICP光源）等。幾種光源的比較光源蒸發(fā)溫度激發(fā)溫度蟲.放電穩(wěn)定性應(yīng)用范圍直流電孤高400G—7000稍差定性分析，礦物、純物質(zhì)、難揮發(fā)元素的定量?分析交流電弧中4000-7000較好試樣中低含量組分的定量分析 ；火化低瞬間10000'i.金屬與合金、難激發(fā)元素的定量分析ICP很高6000-8000最好（瘩液的定量分眉.靄電感耦合高頻等離子體（ICP）光源InductiveCoupledPlasma（ICP）等離子體是一種由自由電子、離子、中性原子與分子所組成的在總體上呈中性的氣體，利用電感耦合高頻等離子體（ICP）作為原子發(fā)射光譜的激發(fā)光源始于上世紀(jì)60年代。ICP形成原理ICP裝置由：高頻發(fā)生器和感應(yīng)線圈。炬管和供氣系統(tǒng)。進(jìn)樣系統(tǒng)。三部分組成,高頻發(fā)生器的作用是產(chǎn)生高頻磁場以供給等離子體能量。應(yīng)用最廣泛的是利用石英品體壓電效應(yīng)產(chǎn)生高頻振蕩的他激式高頻發(fā)生器，其頻率和功率輸出穩(wěn)定性高。頻率多為27-50MHz，最大輸出功率通常是2-4kW。

冷卻氣二米光柵掃描儀進(jìn)祥弟.統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換03}4 _|計(jì)算機(jī)控制意統(tǒng)工CF冷卻氣二米光柵掃描儀進(jìn)祥弟.統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換03}4 _|計(jì)算機(jī)控制意統(tǒng)工CF光源RF慶卒叛叫匕f一、轄助氣或D載氣www. CnICP形成原理感應(yīng)線圈由高頻電源耦合供電，產(chǎn)生垂直于線圈平面的磁場。如果通過高頻裝置使氬氣電離，則氬離子和電子在電磁場作用下又會(huì)與其它氬原子碰撞產(chǎn)生更多的離子和電子，形成渦流。強(qiáng)大的電流產(chǎn)生高溫，瞬間使氬氣形成溫度可達(dá)10000k的等離子焰炬。

ICP火焰ICP火焰命現(xiàn)最信息匚www. c&mcnICP火焰溫度分布ICP焰明顯地分為三個(gè)區(qū)域：焰心區(qū)呈白色，不透明，是高頻電流形成的渦流區(qū)，等離子體主要通過這一區(qū)域與高頻感應(yīng)線圈耦合而獲得能量。該區(qū)溫度高達(dá)10000K。內(nèi)焰區(qū)位于焰心區(qū)上方，一般在感應(yīng)圈以上10-20mm左右，略帶淡藍(lán)色，呈半透明狀態(tài)。溫度約為6000-8000K，是分析物原子化、激發(fā)、電離與輻射的主要區(qū)域。尾焰區(qū)在內(nèi)焰區(qū)上方，無色透明，溫度較低，在6000K以下，只能激發(fā)低能級(jí)的譜線。WWWWWW-. C&m.CnICP-AES的進(jìn)樣系統(tǒng)霧化裝置：利用載氣流將液體試樣霧化成細(xì)微氣溶膠狀態(tài)并輸入到等離子中。它有同芯玻璃霧化器和玻璃霧化室組成。

用照相法在感光板上記錄譜線用照相法在感光板上記錄譜線單道順序掃描直讀光譜儀光柵公式：kA=（a+b）sinpk為一級(jí)光譜時(shí)等于1,a+b為光柵常數(shù)。通過改變光柵閃耀P，使光柵在不同閃耀P時(shí)衍射出對(duì)應(yīng)的A（波長）。發(fā)射光譜儀（順序掃描儀內(nèi)部）

工UP光譜儀發(fā)射光譜定量分析方法光譜定量分析的依據(jù)是:I=ACI：譜線強(qiáng)度。C：待測元素的濃度。A：常數(shù)。b:分析線的自吸系數(shù)，在ICP-AES中為1。在順序掃描光譜儀中分析線的譜線強(qiáng)度是以譜線峰高值表示.配制一組有濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次測量壽準(zhǔn)溶液藥強(qiáng)度罹T作次標(biāo)難工作畝線Mg-285.213測量樣品中待測元素的譜線強(qiáng)度值，利用已作出的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算出樣品中該元素的濃魔。30&.2233.304930&.223