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仪器分析第8章原子荧光光谱分析法

A、火焰气体的荧光猝灭效应小。 目的:获得较高的荧光效率 B、尽量不用燃料气体中含碳的火焰。 目的:防止荧光猝灭(CO、CO2、N2) 如空气-乙炔火焰(×)、氢-氩火焰(√)、氢-氧火焰(√) 石墨炉原子化器不能用N2为载气
6/22/2020
3、分光系统
常用的色散元件是光栅,色散系统对分辨能力要求 不高,但要求有较大的集光本领 4、检测器
对于多数元素来说其共振荧光线是相应 于原子激发态和基态间的共振跃迁。
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共振荧光强度大,分析中应用最多。在一定条件下, 共振荧光强度与样品中某元素浓度成正比。该法的 优点是灵敏度高,目前已有20多种元素的检出限优 于原子吸收光谱法和原子发射光谱法;谱线简单; 在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级, 特别是用激光做激发光源时更佳。
主要用于金属元素的测定,在环境科学、高纯物质、 矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广 泛的应用。
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热助共振荧光
元素的原子经热激发后处在较低的亚稳态,通过 吸收激发光源发射的特定的非共振线后,被进一 步激发,然后再发射出相同波长的共振荧光线。
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直跃线荧光
是激发态原子直接跃迁到高于基态的亚稳态时所发射 的荧光,如Pb405.78nm。只有基态是多重态时,才 能产生直跃线荧光。
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二、原子荧光光谱的类型
共振荧光 resonance fluorescence
非共振荧光 nonresonance fluorescence
敏化荧光
直跃线 阶跃线 荧光 荧光
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共振荧光
自由原子吸收激发光源的特征波长辐射,成为 激发态原子,并立即发射出相同波长的辐射, 回到原来的能级,所发辐射为共振荧光。
阶跃线荧光
激发态原子先以非辐射形式去活化方式回到较低的 激发态,再以辐射形式去活化回到基态而发射的荧 光,如Na589.6nm
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anti-Stokes荧光 当自由原子跃迁至某一能级,其 获得的能量一部分是由光源激发 能供给,另一部分是热能供给, 然后返回低能级所发射的荧光。 其荧光能大于激发能,荧光波长小于激发线波长。 例如铟吸收热能后处于一较低的亚稳能级,再吸收 51.13nm的光后,发射410.18nm的荧光
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敏化原子荧光 激发原子通过碰撞将其激发能转移给另一个原子 使其激发,后者再以辐射方式去活化而发射荧光。 火焰原子化器中的原子浓度很低,主要以非辐射方式 去活化,因此观察不到敏化量分析关系式
当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略 ,发射
荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的
一、原子荧光光谱的产生
气态自由原子吸收光源的特征辐射后,原子的外层 电子跃迁到较高能级,然后又跃迁返回基态或较低 能级,同时发射出与激发波长相同或不同的发射即 为原子荧光。
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原子荧光光谱与原子发射光谱的区别 原子荧光光谱是光致发光,也是二次发光,吸收 具有选择性,不遵循波尔兹曼定律,谱线简单。 原子发射光谱是原子受热运动粒子非弹性碰撞而 被激发,遵循波尔兹曼定律,谱线复杂
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优点 (1)有较低的检出限,灵敏度高。特别对Cd、Zn 等元素有相当低的检出限,Cd可达0.001ng·cm-3、 Zn为0.04ng·cm-3。 (2)干扰较少,谱线比较简单。 (3)分析校准曲线线性范围宽,可达3~5个数量级。 (4)能实现多元素同时测定。
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第一节 基本原理 basic principle of AES
要求灵敏度高,噪声小
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吸收强度 Ia :
If = Ia
在低浓度时:I f Φ I0 A l N K c
I0 ——原子化火焰单位面积接受到的光源强度; A——受光照射在检测器中观察到的有效面积; ε——吸光系数;φ——荧光量子效率 N——单位体积内的基态原子数; l ——为吸收光程
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第二节 原子荧光分析技术 一、仪器装置 色散型:带分光系统; 非色散型:采用滤光器分离分析线和邻近线;
第八章
原子荧光光谱法
atomic emission spectrometry,AES
第一节 基本原理
第二节 原子荧光光谱分析 技术
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原子荧光光谱分析法(AFS)是利用原子荧 光谱线的波长和强度进行物质的定性及定量分析 方法,是介于原子发射光谱(AES)和原子吸收 光谱(AAS)之间的光谱分析技术。它的基本原 理是原子蒸气吸收特征波长的光辐射之后,原子 被激发至高能级,在跃迁至低能级的过程中,原 子所发射的光辐射称为原子荧光。
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色散型原子荧光光谱仪通常由四部分构成:激发光 源、原子化器、分光系统、检测系统
1、光源 连续光源:氙弧灯,光源稳定,操作简便,寿命长, 能用于多元素同时分析,但检出限较差 锐线光源:高强度空心阴极灯。光源辐射强度高, 稳定,可得到更好的检出限。
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2、原子化器
原子荧光分析仪对原子化器的要求与原子吸收光谱仪 基本相同 。但要求不一样:
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