原子吸收和原子荧光光谱基本原理和分析技术

1、原子吸收和原子荧光光谱基本原理和分析技术,一、基本原理,1.光的吸收和发射 能级图 Na: 3 2S 32P3/2 32P1/2 ：589.0nm 589.5 nm,吸收和辐射 E=Ei-E0=hv 受激吸收： dNoi=Boi(v)Nodt 自发辐射: dNio=AioNidt 受激辐射: dNio=Bio (v)Nidt,E0,Ei,2. 原子谱线的轮廓 V0= E/h 中心频率:（ v0） 宽度（半宽）:（ v） 自然宽度 多普勒宽度 络伦兹宽度 共振宽度,K0,v0, v,K0,二、光谱仪器,1.组成： 光源 原子化器 分光系统 检测系统,原子吸收仪,原子荧光仪,1. 光源 空心阴极灯

2、： 结构： 阴极：纯金属 阳极：环状W、Ni、Ta 光窗：石英或紫外玻璃 原理： Ar+e Ar+ Ar+Mn M+Ar+ M+e M*+e M* M+hv 特点： 发出原子谱线(锐线),2.原子化器 火焰原子化： 乙炔空气火焰 T：2500K S：158cm/s 230nm 有吸收 乙炔氧化亚氮 T: 2990K S: 180cm/s 氢-氩扩散火焰 T：850,离子 溶液 雾滴 雾粒 分子蒸气 基态原子 激发态 分子,Ar,Ar+H2+S,M+ M+X- MX-aH2O MnXm MX M M* 干燥热解原子化 MY,电热原子化： 主要反应： 热解反应 还原反应 碳化物生成 易挥发化合物生

3、成,3.检测,光电倍增管 倍增极：N2/N1 如： =4，n=10 K=Io/Ii=410=106,三、分析技术,1.原子吸收光谱 原子吸收的测量 比尔定律 吸收值： 单色光： AC 积分吸收： 峰值吸收：,Iv,vo,Kv,ko,类型： 分子吸收： 气体分子 氧化物 氢氧化物 盐类分子 光散射 氘灯法背景校正 A空=Aa+Ab A氘=Ab A= A空A氘= Aa 波长范围：200360nm 自吸法背景校正,光谱背景干扰,测试条件的选择,火焰法 分析线 灵敏度 Zn 213.9nm 02ppm; 307.5nm 01000ppm 稳定性 Pb 217.0nm f=0.48; 283.3nm f

4、=0.22 灯电流 通带宽度 0.2nm 0.4nm 火焰 类型: 空气-乙炔；氧化亚氮乙炔 配比: 富燃火焰；中性火焰；贫燃火焰,石墨炉法 石墨管 热解涂层管 平台石墨管 进样体积 540 加热程序 保护气体 Ar(99.9%) N2 AlN 2000 ,应用,适合于金属元素分析 碱金属 Li Na K 易电离 采用低温火焰 加消电离剂 碱土金属 Be Mg Ca 灵敏度高 存在阴离子干扰 有色金属 Cu Zn Pb 灵敏度高 波长短 背景干扰较重 黑色金属 Fe Co Ni 谱线复杂 选择窄光谱通带 贵金属 Ag Au Pt 易原子化 贫燃火焰 难原子化元素 稀土元素 Si Ta W 灵敏

5、度差 高温火焰 金属涂层石墨管,2.氢化物发生原子荧光分析,定量关系 荧光强度与光源的辐射强度 ：If=Ia 根据比尔-朗伯定律可得: 按泰勒级数展开，N很小时：If=I0klN 当实验条件固定时： If=C,原子荧光光度计原理图 1.气路系统 2.自动进样器 3.氢化物发生系统 4.原子化器 5.激发光源 6.光电倍增管 7.数据处理系统 8.打印机 A.光学系统,氢化物发生技术,原理： 砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素KBH4反应可形成气态氢化物 氢化物特点： 常温下是气体 原子化温度低,AFS,GLS,分析技术,1. 配制溶液： 2%(w/v)KBH4: 溶解1克NaOH 于去离子水中，然后加入4克KBH4，加去离子水稀释至200ml。 5%HCl: 先在烧杯中加入100ml去离子水，然后慢慢加入10ml优级纯浓盐酸，再加去离子水至200ml, 作为载流溶液。 砷标准溶液：0、2、4、8、12g/L,酸度为5%HCl。 样品溶液：在50ml容量瓶加入10ml水样、2.5ml浓盐酸和10ml5%硫脲5%抗坏血酸混合溶液, 定容。 2分析测试: 将配制好的溶液按