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  757664460 2008-01-01 00:00:00

  原子吸收分光光度法又稱為原子吸收光譜分析，是二十世紀五十年代提出而在六十年代有較大發(fā)展的一種儀器分析新方法。是基于從光源輻射出待測元素的特征光波，通過樣品的蒸汽時，被蒸汽中的待測元素的基態(tài)原子所吸收，由輻射光波強度減弱的程度，可以求出樣品中待測元素的含量。它可應(yīng)用于地質(zhì)礦物原料、冶金材料和成品、農(nóng)業(yè)、石油、化工、醫(yī)藥、食品工業(yè)、生化及環(huán)境污染監(jiān)測等多方面，能測定幾乎全部金屬元素和一些半金屬元素。而且具有準(zhǔn)確、快速、設(shè)備較為簡單、操作人員容易掌握等特點。 原子熒光光譜分析法是本世紀60年代中期以后發(fā)展起來的一種新的痕量分析方法。 物質(zhì)吸收電磁輻射后受到激發(fā)，受激原子或分子以輻射去活化，再發(fā)射波長與激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射。當(dāng)激發(fā)光源停止輻照試樣之后，再發(fā)射過程立即停止，這種再發(fā)射的光稱為熒光；若激發(fā)光源停止輻照試樣之后，再發(fā)射過程還延續(xù)一段時間，這種再發(fā)射的光稱為磷光。熒光和磷光都是光致發(fā)光。 原子熒光光譜分析法具有很高的靈敏度，校正曲線的線性范圍寬，能進行多元素同時測定。這些優(yōu)點使得它在冶金、地質(zhì)、石油、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、地球化學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各個領(lǐng)域內(nèi)獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。 1原子熒光光譜的產(chǎn)生及其類型 當(dāng)自由原子吸收了特征波長的輻射之后被激發(fā)到較高能態(tài)，接著又以輻射形式去活化，就可以觀察到原子熒光。原子熒光可分為三類：共振原子熒光、非共振原子熒光與敏化原子熒光。 1.1共振原子熒光 原子吸收輻射受激后再發(fā)射相同波長的輻射，產(chǎn)生共振原子熒光。若原子經(jīng)熱激發(fā)處于亞穩(wěn)態(tài)，再吸收輻射進一步激發(fā)，然后再發(fā)射相同波長的共振熒光，此種共振原子熒光稱為熱助共振原子熒光。如In451.13nm就是這類熒光的例子。只有當(dāng)基態(tài)是單一態(tài)，不存在中間能級，沒有其它類型的熒光同時從同一激發(fā)態(tài)產(chǎn)生，才能產(chǎn)生共振原子熒光。共振原子熒光產(chǎn)生的過程如圖3.15（a）所示。 1.2非共振原子熒光 當(dāng)激發(fā)原子的輻射波長與受激原子發(fā)射的熒光波長不相同時，產(chǎn)生非共振原子熒光。非共振原子熒光包括直躍線熒光、階躍線熒光與反斯托克斯熒光，它們的發(fā)生過程分別見圖3.15（b）、（c）、（d）。 直躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子直接躍遷到高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時所發(fā)射的熒光，如Pb405.78nm。只有基態(tài)是多重態(tài)時，才能產(chǎn)生直躍線熒光。階躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子先以非輻射形式去活化方式回到較低的激發(fā)態(tài)，再以輻射形式去活化回到基態(tài)而發(fā)射的熒光；或者是原子受輻射激發(fā)到中間能態(tài)，再經(jīng)熱激發(fā)到高能態(tài)，然后通過輻射方式去活化回到低能態(tài)而發(fā)射的熒光。前一種階躍線熒光稱為正常階躍線熒光，如Na589.6nm，后一種階躍線熒光稱為熱助階躍線熒光，如Bi293.8nm。反斯托克斯熒光是發(fā)射的熒光波長比激發(fā)輻射的波長短，如In 410.18nm。 1.3 敏化原子熒光 激發(fā)原子通過碰撞將其激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另一個原子使其激發(fā)，后者再以輻射方式去活化而發(fā)射熒光，此種熒光稱為敏化原子熒光?；鹧嬖踊髦械脑訚舛群艿?，主要以非輻射方式去活化，因此觀察不到敏化原子熒光。 在上述各類原子熒光中，共振原子熒光Z強，在分析中應(yīng)用Z廣。 2 原子熒光測量的基本關(guān)系式 對于指定頻率n0的共振原子熒光，其強度 If = F I0 k0 L (3.12 ) 式中φ為熒光量子效率，表示發(fā)射熒光光量子數(shù)與吸收激發(fā)光量子數(shù)之比；I0為激發(fā)光強；k0為ZX吸收系數(shù)；L為吸收層厚度。 根據(jù)原子吸收理論，將（3.3）式代入（3.11）式，且基態(tài)原子數(shù)N0近似等于總原子數(shù)N，于是有 （3.13） 由式（3.13）可知，原子熒光分析的靈敏度隨激發(fā)光強度增加而增加。但是，當(dāng)激發(fā)光源強度達到一定值之后，共振熒光的低能級與高能級之間的躍遷原子數(shù)達到動態(tài)平均，出現(xiàn)飽和效應(yīng)，原子熒光強度不再隨激發(fā)光源強度增大而增大。同時，隨著原子濃度的增加，熒光再吸收作用加強，導(dǎo)致熒光強度減弱，校正曲線彎曲，破壞原子熒光強度與被測元素含量之間的線性關(guān)系。當(dāng)激發(fā)態(tài)原子以非輻射方式去活化，例如將激發(fā)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、化學(xué)能等，導(dǎo)致原子熒光量子效率降低，熒光強度減弱，這種現(xiàn)象稱為原子熒光猝滅效應(yīng)。 3 原子熒光分析儀器 原子熒光分析儀分非色散型原子熒光分析儀與散型原子熒光分析儀。這兩類儀器的結(jié)構(gòu)基本相似，差別在于單色器部分。 （1）激發(fā)光源：可用連續(xù)光源或銳線光源。常用的連續(xù)光源是氙弧燈，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續(xù)光源穩(wěn)定，操作簡便，壽命長，能用于多元素同時分析，但檢出限較差。銳線光源輻射強度高，穩(wěn)定，可得到更好的檢出限。 （2）原子化器：原子熒光分析儀對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。 （3）光學(xué)系統(tǒng)：光學(xué)系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)光源的能量和接收有用的熒光信號，減少和除去雜散光。色散系統(tǒng)對分辨能力要求不高，但要求有較大的集光本領(lǐng)，常用的色散元件是光柵。非色散型儀器的濾光器用來分離分析線和鄰近譜線，降低背景。非色散型儀器的優(yōu)點是照明立體角大，光譜通帶寬，集光本領(lǐng)大，熒光信號強度大，儀器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。缺點是散射光的影響大。 （4）檢測器：常用的是光電倍增管，在多元素原子熒光分析儀中，也用光導(dǎo)攝象管、析象管做檢測器。檢測器與激發(fā)光束成直 角配置，以避免激發(fā)光源對檢測原子熒光信號的影響。

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