1、2020年7月13日11時(shí)1分,第十章 原子吸收光譜法,10.1 概述 10.2 原子吸收光譜法基本原理 10.3 原子吸收光譜儀 10.4 定量分析方法 10.5 原子吸收光譜法中的 干擾及其抑制 10.6 測(cè)定條件的選擇 10.7 原子發(fā)射光譜法簡(jiǎn)介,Atomic Absorption Spectrometry AAS,2020年7月13日11時(shí)1分,2020年7月13日11時(shí)1分,10.1 概述,原子吸收現(xiàn)象：原子蒸氣對(duì)共振輻射吸收的現(xiàn)象； 1802年人們已發(fā)現(xiàn)了原子吸收現(xiàn)象； 1955年以前，一直未用于分析化學(xué)，為什么？ 澳大利亞物理學(xué)家 Walsh A (瓦爾西)發(fā)表了著名論文：,原

2、子吸收光譜法在分析化學(xué)中的應(yīng)用 奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ)，之后迅速發(fā)展。成為微量、痕量金屬元素的重要分析方法。,2020年7月13日11時(shí)1分,特點(diǎn)：,(1)靈敏度高，10-910-12 gmL-1； (2)選擇性好，準(zhǔn)確度高，1%5%； 一般情況下共存元素不干擾； (3)應(yīng)用廣，可測(cè)定70多個(gè)元素（各種樣品中）； (4)操作簡(jiǎn)便，分析速度快。 局限性：難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、不能同時(shí)測(cè)定多元素,2020年7月13日11時(shí)1分,10.2 原子吸收光譜法基本原理,試樣所產(chǎn)生的原子蒸氣中基態(tài)原子對(duì)其特征譜線的吸收，以定量測(cè)定化學(xué)元素的分析方法。 10.2.1 共振線和吸收線 1.原子的能級(jí)

3、與躍遷 基態(tài)第一激發(fā)態(tài),吸收一定頻率的輻射能量。 產(chǎn)生共振吸收線（簡(jiǎn)稱共振線） 吸收光譜 激發(fā)態(tài)基態(tài) 發(fā)射出一定頻率的輻射。 產(chǎn)生共振吸收線（也簡(jiǎn)稱共振線） 發(fā)射光譜,2020年7月13日11時(shí)1分,2.元素的特征譜線,(1) 各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同 基態(tài)第一激發(fā)態(tài): 躍遷吸收能量不同, 具有特征性。 (2) 各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài) 最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏線。特征譜線。 (3) 利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析,2020年7月13日11時(shí)1分,K 元素的能級(jí)圖,2020年7月13日11時(shí)1分,3.吸收峰形狀,(1) 原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。 (2)

4、實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時(shí), 獲得一峰形吸收(具有一定寬度)。,(3) 原子對(duì)不同頻率入射光的吸收具有選擇性，因而I 和吸收系數(shù)Kv 隨著入射光的頻率而變化。,2020年7月13日11時(shí)1分,4.表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù),入射頻率為0處，透過光強(qiáng)度最小，即吸收最大，原子蒸氣在頻率0處有吸收線。 半寬度：最大吸收系數(shù)一半（K/2）處所對(duì)應(yīng)的頻率差或波長差，用或表示。 中心頻率或中心波長：最大吸收系數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率 或波長稱為中心頻率或中心波長。 峰值吸收系數(shù)（K0）： 中心頻率或中心波長處的最大 吸收系數(shù)又稱為峰值吸收系數(shù)。,2020年7月13日11時(shí)1分,5.吸收峰變寬原因,(1) 照射

5、光具有一定的寬度。 (2) 多普勒變寬（溫度變寬） D 多普勒效應(yīng)：一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā)出的光，如果運(yùn)動(dòng)方向離開觀察者（接受器），則在觀察者看來，其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低，反之，高。 (3) 勞倫茲變寬和赫魯茲馬克變寬 勞倫茲變寬：待測(cè)原子和其他原子碰撞。 赫魯茲馬克變寬：同種原子碰撞。,2020年7月13日11時(shí)1分,在一般分析條件下D為主。,0 ：譜線的中心頻率； T ：熱力學(xué)溫度。 M ：原子的相對(duì)質(zhì)量。 待測(cè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量越小，溫度越高，則吸收線輪廓變寬越顯著。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.2.2 熱激發(fā)時(shí)基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子的分配,在高溫過程中，待測(cè)元素由分子離解成的

6、原子，不可能全部成為基態(tài)原子，必有部分為激發(fā)態(tài)原子。,原子蒸氣中基態(tài)原子與待測(cè)元素原子總數(shù)之間有什么關(guān)系？其分布狀況如何？,2020年7月13日11時(shí)1分,在一定溫度下，熱力學(xué)平衡時(shí)，激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)之比服從玻茨曼分布定律：,Nj 激發(fā)態(tài)原子數(shù)； N0 基態(tài)原子數(shù) Pj 激發(fā)態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重；P0 基態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重 k 玻茨曼常數(shù)； T 熱力學(xué)溫度 Ej、E0 分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)能級(jí)的能量 在原子光譜中, 對(duì)一定波長的譜線，已知Pj/P0和Ej , 火焰溫度確定后，可求得 Nj/N0 值。,2020年7月13日11時(shí)1分,表10-1 幾種元素共振線的Nj/N0值,2020年7月13日11時(shí)1分,

7、10.2.3 原子吸收法的定量基礎(chǔ),1.積分吸收 原子蒸氣所吸收的全部能量，在原子吸收光譜法中稱為積分吸收，圖中吸收線下面所包括的整個(gè)面積。,c 光速 e 電子電荷 m 電子質(zhì)量 N 基態(tài)原子數(shù) f 振子強(qiáng)度,一種絕對(duì)測(cè)量方法，現(xiàn)在的分光裝置無法實(shí)現(xiàn)。,2020年7月13日11時(shí)1分,2.峰值吸收,鎢絲燈光源和氘燈，經(jīng)分光后，光譜通帶0.2 nm。而原子吸收線的半寬度：10-3 nm。圖示。 用一般光源照射時(shí),吸收光強(qiáng)度變化僅為0.5%。靈敏度極差。,1955年瓦爾什提出用測(cè)定峰值吸收系數(shù) K0 來代替積分吸收系數(shù)K的測(cè)定。 并采用銳線光源測(cè)量譜線的峰值吸收。,2020年7月13日11時(shí)1分,

8、峰值吸收系數(shù)的測(cè)量,吸收系數(shù)K隨入射光峰值吸收系數(shù)波長改變； 峰值吸收系數(shù)K0 ：常數(shù)。,如何測(cè)定峰值吸收系數(shù)K0？ 采用銳線光源，為什么？,2020年7月13日11時(shí)1分,K0值測(cè)量的前提條件:,(1)發(fā)射線的中心頻率 = 吸收線的中心頻率 (2)發(fā)射線的半寬度 吸收線的半寬度,銳線光源發(fā)射線的半寬度只有吸收線半寬度的1/51/10,其積分吸收與峰值吸收非常接近，因此可以用K0代替K 如何產(chǎn)生銳線光源？,空心陰極燈,2020年7月13日11時(shí)1分,3. 定量基礎(chǔ),在一定實(shí)驗(yàn)條件下： N c,2020年7月13日11時(shí)1分,10.3 原子吸收光譜儀,單光束型和雙光束型兩種,2020年7月13日

9、11時(shí)1分,10.3.1 結(jié)構(gòu)流程,請(qǐng)注意單色器的位置。 是否可放在原子化系統(tǒng)前。 為什么？,2020年7月13日11時(shí)1分,10.3.2 光源空心陰極燈,1.作用 提供待測(cè)元素的特征譜線。為獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，光源應(yīng)滿足如下要求：,（1）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線； （2）能發(fā)射銳線； （3）輻射光強(qiáng)度大， 穩(wěn)定性好。 2.空心陰極燈 結(jié)構(gòu)如圖所示,2020年7月13日11時(shí)1分,3.空心陰極燈的原理,施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極； 與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊；,使陰極表面的金屬原子濺射出來，濺射出來的金屬原子再與電子、惰

10、性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。,2020年7月13日11時(shí)1分,用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。 空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。,優(yōu)缺點(diǎn)： （1）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。 （2）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.3.3 原子化系統(tǒng),作用 待測(cè)離子轉(zhuǎn)變成原子蒸氣。,原子化方法 火焰法：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便， 準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性較好， 霧化效率低，試樣用量大。 無火焰法：原子化效率和測(cè)定靈敏度高； 精密度不如火焰法，復(fù)雜。 原子化系統(tǒng)是原子吸收光譜儀的核心,2020年7月13日11時(shí)1分,

11、1. 火焰原子化裝置,(1) 霧化器 作用：將試液霧化。 要求：噴霧穩(wěn)定、霧滴細(xì)小、均勻和霧化效率高。 結(jié)構(gòu)：同心霧化器。,（動(dòng)畫）,2020年7月13日11時(shí)1分,2020年7月13日11時(shí)1分,(2) 燃燒器,作用：形成火焰，使進(jìn)入火焰的試樣微粒原子化。 過程：試液霧化后進(jìn)入霧室，與燃?xì)獬浞只旌?，進(jìn)入火焰中。,（動(dòng)畫）,2020年7月13日11時(shí)1分,(3) 火焰,試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解(還原)等過程產(chǎn)生大量基態(tài)原子。 火焰溫度的選擇： （a）保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰； （b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多； （c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助

12、燃?xì)忸愋停?常用空氣-乙炔，最高溫度2600K，能測(cè)35種元素。,2020年7月13日11時(shí)1分,火焰類型：,化學(xué)計(jì)量火焰： 溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。 富燃火焰： 還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 貧燃火焰： 氧化性火焰，火焰溫度低，適用于堿金屬測(cè)定。,2020年7月13日11時(shí)1分,空氣乙炔火焰：,用途最廣的一類火焰； 最高溫度約2600K，能測(cè)定35種以上的元素； 燃燒速度穩(wěn)定，重復(fù)性好，噪聲低， 易形成難離解氧化物的元素時(shí)靈敏度度較低， 不宜使用； 在短波范圍內(nèi)對(duì)紫外線吸收較強(qiáng)，易使信噪比變低； 乙炔可用高壓乙炔鋼瓶供應(yīng)。,2020年7月

13、13日11時(shí)1分,氧化亞氮乙炔火焰：,最高溫度達(dá)3300K左右。 可形成強(qiáng)還原氣氛； 可以測(cè)定約70多種元素； 特別能用于測(cè)定空氣乙炔火焰所不能分析的難離解元素，如Al、B、Be、Ti、V、W、Si等， 可消除在其他火焰中可能存在的化學(xué)干擾現(xiàn)象。,2020年7月13日11時(shí)1分,表10-2 火焰溫度及燃燒速度,2020年7月13日11時(shí)1分,2. 無火焰原子化裝置,(1) 石墨爐原子化器 電源、爐體和石墨管組成,2020年7月13日11時(shí)1分,原子化過程:,原子化過程分為干燥、灰化 (去除基體)、原子化、凈化(去除殘?jiān)? 四個(gè)階段，待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子。,2020年7月13日11時(shí)1分

14、,(2)氫化物原子化裝置,主要應(yīng)用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等 (火焰法中，火焰分子對(duì)其共振線有吸收，靈敏度很低) 原理： 在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物 (原子化溫度700900 C ) : AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 將待測(cè)試樣在專門的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子化器中檢測(cè)。 特點(diǎn)：原子化溫度低，靈敏度高, 干擾小； 氫化物均有毒；精密度差；,2020年7月13日11時(shí)1分,10.3.4 分光系統(tǒng),1.作用 將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開。 2.組件 色散元件（棱鏡

15、、光柵），凹凸鏡、狹縫等。 3.單色器性能參數(shù) （1）線色散率（D） 兩條譜線間的距離與波長差的比值 X /。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) /X （2）分辨率 儀器分開相鄰兩條譜線的能力。用該兩條譜線的平均波長與其波長差的比值/表示。 （3）通帶寬度（W） 指通過單色器出射狹縫的某標(biāo)稱波長處的輻射范圍。當(dāng)?shù)股⒙剩―）一定時(shí)，可通過選擇狹縫寬度（S）來確定： W=D S,2020年7月13日11時(shí)1分,10.3.5 檢測(cè)系統(tǒng),主要由檢測(cè)器（光電倍增管、光電二極管陣列）、放大器、讀數(shù)和記錄系統(tǒng)等組成。,原子吸收計(jì)算機(jī)工作站： 參數(shù)設(shè)定 條件優(yōu)化 數(shù)據(jù)處理 結(jié)果打印,2020年7月13日11時(shí)1分,10.

16、4 定量分析方法,10.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 適于共存組分互不干擾的試樣。(1)一組濃度合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液；(2)由低到高分別測(cè)定吸光度；,(3)以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱作標(biāo)作圖； (4)在相同條件下，測(cè)定試樣溶液吸光度； (5)由標(biāo)準(zhǔn)曲線內(nèi)插求得試樣溶液中待測(cè)元素濃度。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.4.2 標(biāo)準(zhǔn)加入法,若試樣基體組成復(fù)雜, 且基體成分對(duì)測(cè)定又有明顯干擾時(shí)采用。,(1) 取若干份體積相同的試液（cx），依次按比例加入不同量的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液（cO）； (2) 定容后濃度依次為： cx , cx +cO , cx +2cO , ； (3) 分別測(cè)得吸光度為： AX，A1，A

17、2，； (4) 以A對(duì)濃度c 做圖，圖中cx點(diǎn)即待測(cè)溶液濃度。,2020年7月13日11時(shí)1分,使用標(biāo)準(zhǔn)加入法時(shí)的注意點(diǎn)：,（1）此法可消除基體效應(yīng)帶來的影響，但不能消除分子吸收、背景吸收的影響； （2）應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性，否則曲線外推易造成較大的誤差。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.5 原子吸收光譜法中的干擾及其抑制,四種：電離干擾、化學(xué)干擾、物理干擾和光譜干擾 10.5.2 電離干擾 1. 產(chǎn)生的原因：基態(tài)原子電離； (1) 該干擾造成火焰中待測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)量減少，使測(cè)定結(jié)果偏低。 (2) 火焰溫度越高,元素電離電位越低,元素越易電離。 2. 消除與抑制方法:(1) 降低火焰

18、溫度； (2) 加電離緩沖劑。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.5.2 化學(xué)干擾,1.產(chǎn)生的原因：待測(cè)元素與試樣中共存組分或火焰成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引起原子化程度改變所造成的干擾。 (1) 原子吸收光譜分析中主要干擾來源； (2) 產(chǎn)生的原因是多方面的； (3) 典型的化學(xué)干擾是待測(cè)元素與共存元素之間形成更加穩(wěn)定的化合物，使基態(tài)原子數(shù)目減少。 2.消除與抑制方法：加釋放劑、保護(hù)劑或基體改進(jìn)劑,2020年7月13日11時(shí)1分,(1) 加入釋放劑與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物，使待測(cè)元素釋放出來。 例：鍶和鑭可有效消除磷酸根對(duì)鈣的干擾。,(2) 加入保護(hù)劑與待測(cè)元素形成穩(wěn)定的化合物，防止干擾元素與

19、它作用。 例：加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根與鈣作用。 (3) 加入基體改進(jìn)劑與基體形成易揮發(fā)的化合物，在原子化前除去，避免與待測(cè)元素共揮發(fā)。 例：石墨爐法測(cè)鎘，加入硝酸銨,氯化鈉氯化銨,硝酸鈉去除。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.5.3 物理干擾,1.產(chǎn)生的原因：試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中物理因素變化引起的干擾。 主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小等。 2. 消除或抑制方法： (1)通過控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致。 (2)標(biāo)準(zhǔn)加入法或稀釋法來減小和消除。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.5.4 光譜干擾,光譜發(fā)射和吸收有關(guān)的干擾，主要來自光源和原子化裝

20、置。 1. 譜線干擾 (1) 產(chǎn)生的原因：共振線附近存在有非待測(cè)元素的譜線，或試樣中待測(cè)元素共振線與另一元素吸收線十分接近時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生譜線干擾。 (2) 消除或抑制方法：通過采用調(diào)小狹縫的方法。,2020年7月13日11時(shí)1分,2.背景干擾,(1) 產(chǎn)生的原因：分子吸收和光散射引起的干擾。 分子吸收：原子化過程中生成的氣態(tài)分子、氧化物和鹽類分子等對(duì)光源共振輻射產(chǎn)生吸收而引起的干擾； 光散射：在原子化過程中，產(chǎn)生的固體微粒對(duì)光產(chǎn)生散射而引起的干擾。 (2) 消除或抑制方法：多采用氘燈扣背景和塞曼效應(yīng)扣背景的方法來消除這種干擾。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.6 靈敏度、檢出極限、測(cè)定條件

21、的選擇,10.6.1 靈敏度 分析前，注意該元素的靈敏度和檢出極限能否達(dá)到要求。 靈敏度定義：校正曲線的斜率(用S 表示)，IUPAC。 S = dA / dc 火焰法和石墨爐法中也常用特征濃度和特征質(zhì)量來表示元素的靈敏度（產(chǎn)生1%的吸收或 0.0044 吸光度時(shí)待測(cè)元素的濃度c0或質(zhì)量m0）。,g(mL1%)-1,g(1%)-1,2020年7月13日11時(shí)1分,10.6.2 檢出極限,檢出極限：儀器能與適當(dāng)?shù)闹眯哦葯z出的待測(cè)元素的最小濃度或最小量（指空白溶液吸光度信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對(duì)應(yīng)的待測(cè)元素濃度或質(zhì)量）。 火焰原子吸收法中:,石墨爐原子吸收法中(用絕對(duì)檢出極限mDL表示):,Sm ：靈

22、敏度,Sc：靈敏度 Sb：標(biāo)準(zhǔn)偏差,靈敏度只考慮檢測(cè)信號(hào)的大小，而檢出極限考慮了儀器噪聲。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.6.3 測(cè)定條件的選擇,1. 分析線 通常選擇待測(cè)元素的共振線作為分析線。但測(cè)量濃度較高或穩(wěn)定性差時(shí)，可選用次靈敏線。 2. 空心陰極燈電流 在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光強(qiáng)度的情況下，盡量選用較低的燈電流，以延長空心陰極燈的壽命。 3. 狹縫寬度 無鄰近干擾線時(shí)，可選擇較寬的狹縫，否則選擇較小的狹縫。,2020年7月13日11時(shí)1分,4. 火焰,(1)易原子化的元素: 選低溫火焰(空氣-氫火焰)。 As、Se等 (2)較難離解的元素: 選中溫火焰(空氣-乙炔火焰)。

23、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Pb、Co、Mn等 (3)難離解的元素: 選高溫火焰(氧化亞氮乙炔)。 V、Ti、Al、Si等 (4)在火焰中易生成難離解氧化物的元素:選富燃火焰 Cr、Mo、W、V、Al等 (5)在火焰中易于電離的元素: 選貧燃火焰。K、Na等,2020年7月13日11時(shí)1分,5. 觀測(cè)高度,觀測(cè)高度: 燃燒器高度。 調(diào)節(jié)燃燒器高度，控制光束通過自由原子濃度最大的火焰區(qū)，提高靈敏度和測(cè)量穩(wěn)定性。 旋轉(zhuǎn)燃燒器的角度(改變吸收光程)，降低靈敏度，如測(cè)定高濃度試樣溶液。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.7 原子發(fā)射光譜法簡(jiǎn)介,10.7.1 基本原理和特點(diǎn) 元素在受到熱或電激發(fā)時(shí)

24、，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征光譜，依據(jù)特征光譜進(jìn)行定性、定量的分析方法。,特征輻射,基態(tài)元素M,激發(fā)態(tài)M*,熱能、電能,E,2020年7月13日11時(shí)1分,原子發(fā)射光譜分析法的特點(diǎn):,(1)可多元素同時(shí)檢測(cè) 各元素同時(shí)發(fā)射各自的特征光譜； (2)分析速度快 試樣不需處理，同時(shí)對(duì)幾十種元素進(jìn)行定量分析(光電直讀儀)； (3)選擇性高 各元素具有不同的特征光譜； (4)檢出限較低 100.1gg-1(一般光源)；ngg-1(ICP） (5)準(zhǔn)確度較高 5%10% (一般光源）； 1% (ICP) ； (6)ICP-AES性能優(yōu)越 線性范圍46數(shù)量級(jí)，可測(cè)高、中、低不同含量試樣；

25、缺點(diǎn)：非金屬元素不能檢測(cè)或靈敏度低。,2020年7月13日11時(shí)1分,10.7.2 原子發(fā)射光譜儀,原子發(fā)射光譜分析過程： 試樣蒸發(fā)、激發(fā)和發(fā)射、復(fù)合光分光以及譜線記錄檢測(cè)三個(gè)過程。,原子發(fā)射光譜儀組成： 激發(fā)光源 攝譜儀 檢測(cè)系統(tǒng)。,2020年7月13日11時(shí)1分,1.激發(fā)光源,提供試樣蒸發(fā)、離解、原子化和激發(fā)所需的能量。 激發(fā)光源應(yīng)滿足如下條件： (1) 能夠提供足夠的能量。 (2) 光譜背景小，穩(wěn)定性好。 (3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。 激發(fā)光源: 直流電弧、交流電弧、火花放電及電感耦合等離子炬（ICP）等。,2020年7月13日11時(shí)1分,電感耦合等離子炬（ICP）,目前性能最好、應(yīng)用較

26、廣泛的新型光源。 組成：高頻發(fā)生器、等離子體矩管和霧化系統(tǒng)。,2020年7月13日11時(shí)1分,高頻發(fā)生器：,產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，供給等離子體能量。感應(yīng)線圈通常用銅管繞成25匝的水冷線圈。 ICP矩管： ICP的核心部件。三層同心石英管制成的玻璃管。 霧化系統(tǒng)： 霧化裝置有氣動(dòng)霧化器、超聲霧化器、電熱氣化裝置等。,2020年7月13日11時(shí)1分,ICP原理：,當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源后，高頻電流 I 通過感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(綠色)。 開始時(shí)，管內(nèi)為Ar氣，不導(dǎo)電，需要用高壓電火花觸發(fā)，使氣體電離后，在高頻交流電場(chǎng)的作用下，帶電粒子高速運(yùn)動(dòng), 碰撞，形成“雪崩”式放電，產(chǎn)生等離子體氣流。在垂直于磁場(chǎng)方向?qū)?/p>

27、產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦電流，粉色)，其電阻很小，電流很大(數(shù)百安)，產(chǎn)生高溫。又將氣體加熱、電離，在管口形成穩(wěn)定的等離子體焰炬。,2020年7月13日11時(shí)1分,ICP的特點(diǎn)：,(1) ICP光源具有溫度高、穩(wěn)定、環(huán)狀軸向通道等特點(diǎn)； (2)原子在通道內(nèi)停留時(shí)間長，原子化完全，有利于難激發(fā)元素解離； (3)化學(xué)干擾小，基體效應(yīng)低，譜線強(qiáng)度大； (4)工作曲線線性范圍可達(dá)68個(gè)數(shù)量級(jí)，可同時(shí)分析試樣中高、中、低含量組分； (5)不足之處是氬氣消耗量較大，運(yùn)行費(fèi)用較高。,2020年7月13日11時(shí)1分,2.攝譜儀,攝譜儀是將待測(cè)元素的發(fā)射譜線用照相方式記錄下來的裝置。 經(jīng)色散后的譜線在感光板上聚焦、成像，最后經(jīng)顯影、定影,制得光譜底片。,2020年7月13日11時(shí)1分,3.檢測(cè)器,(1)映譜儀 又稱光譜投影儀。用來放大光譜圖。 (2)測(cè)微光度計(jì) 又稱黑度計(jì),測(cè)量譜線底片上記錄的譜線黑度。試樣中待測(cè)組分含量越高，譜線線條越黑。,(3)光電直讀光譜儀 用光柵做分光元件,光電倍增管作檢測(cè)器直接測(cè)出譜線強(qiáng)度。,2020年7月13日11時(shí)1分,2020年7月13日11時(shí)1分,10.7.