原子吸收分析技術(shù)

1、原子吸收分析技術(shù)原子吸收分析技術(shù) 一、原子吸收分析技術(shù)簡介 二、原子吸收光譜儀的基本結(jié)構(gòu) 三、原子吸收的干擾類型及消除方法 四、樣品的處理 五、定量方法 六、原子吸收光譜儀的保養(yǎng)和維護(hù) 七、原子吸收光譜儀常見故障的處理方法 一、原子吸收分析技術(shù)簡介一、原子吸收分析技術(shù)簡介 是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種儀器 分析法，它是利用待測元素原子蒸汽中 基態(tài)原子對該元素的共振線的吸收來測 定試樣中該元素含量的一種分析方法。 按試樣原子化方式可分為火焰原子吸 收法（FAAS）和石墨爐原子吸收 （GFAAS）兩種。 主要優(yōu)點 1、靈敏度高：火焰原子化方式，大多元素的靈敏度 可達(dá)ppm級，少數(shù)元素可達(dá)ppb

2、級；石墨爐原子 化其絕對靈敏度可達(dá)10-10-10-14g。 2、操作過程簡便，快速，準(zhǔn)確。測定的相對誤差火 焰原子吸收法可控制在3以內(nèi)，非火焰原子吸收 法一般可控制在15以內(nèi)。 、選擇性好，原子吸收光譜是元素的固有特征， 這是其選擇性好的根本原因。 、測定元素范圍廣，可直接或間接測定70多種元 素。 、可以測定微量試樣，采用電熱石墨爐原子吸收 法僅需試液5100L ，固體則僅需1-30mg 原子吸收分析技術(shù)基本原理 對大多數(shù)元素來 說，主共振線是最 靈敏度的譜線，也 是各元素的特征譜 線 原子吸收分析技術(shù)的定量基礎(chǔ) 理論上滿足積分吸收 實際用峰值吸收代替積分吸收（必須滿足兩個條件） 在實驗條

3、件一定時，對于特定元素的測定，吸光度和濃度的 關(guān)系符合比耳定律 原子吸收光譜儀的基本結(jié)構(gòu) 原子吸收光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖 基本要求： 、輻射強(qiáng)度大； 、輻射穩(wěn)定； 、譜線寬度窄； 、背景小。 （一）光 源 光源的種類光源的種類 1、氣體放電燈； 2、空心陰極燈； 3、無極放電燈； 4、氘燈；作為背景校正光源使用，是一種弧 光放電光源。 空心陰極燈空心陰極燈 空心陰極燈工作示意圖 燈內(nèi)充入的工作氣體一般為氬氣或氖氣，既增強(qiáng)陰極燈內(nèi)充入的工作氣體一般為氬氣或氖氣，既增強(qiáng)陰極 濺射，又產(chǎn)生有利于光路調(diào)節(jié)的指示光，氖氣發(fā)橙紅濺射，又產(chǎn)生有利于光路調(diào)節(jié)的指示光，氖氣發(fā)橙紅 色光，氬氣發(fā)淡藍(lán)紫色光。色光，氬氣發(fā)

4、淡藍(lán)紫色光。 （二）原子化器（二）原子化器 1、火焰原子化器 火焰中形成自由原子的過程火焰中形成自由原子的過程 樣品原子化過程 原子化器火焰示意圖 不同火焰的溫度 原子化器霧化室示意圖 不同類型火焰適應(yīng)的元素 2、石墨爐原子化器 基本結(jié)構(gòu) 、石墨管，縱向加熱管、橫向加熱管 、供電電源，功率不小于3.5kW，瞬時（ 幾秒）電流應(yīng)能達(dá)到600-800A，石墨爐端 電壓為7-11。 、電流與溫度控制系統(tǒng)，通過精確控制整 流器的導(dǎo)通角來控制大電流輸出的穩(wěn)定性 。 石墨爐測量樣品的過程 石墨管內(nèi)部溫度變化曲線 石墨管的類型 （三）分光系統(tǒng)（三）分光系統(tǒng) （四）單色器（分光器）（四）單色器（分光器） 作用

5、是分離譜線，把共振線與光源發(fā)作用是分離譜線，把共振線與光源發(fā) 射的其它譜線分離開并將其聚焦到光電倍射的其它譜線分離開并將其聚焦到光電倍 增管上。目前的儀器一般采用光柵進(jìn)行分增管上。目前的儀器一般采用光柵進(jìn)行分 光。光。 分光系統(tǒng)常用的一些組件 、狹縫，入射狹縫和出射狹縫 、準(zhǔn)直鏡，用光學(xué)元件將發(fā)散光束變成平行光束的功能叫 準(zhǔn)直 、棱鏡，基于光線入射透明介質(zhì)時，在空氣與透明介質(zhì)的 界面發(fā)生折射現(xiàn)象，光線的變向遵守折射定律，面透明介 質(zhì)的折射率是波長的函數(shù)，因此，一束復(fù)合平行光入射到 用透明介質(zhì)的棱鏡表面后，不同波長的光線因折射角不同 ，將沿不同方向從棱鏡鏡中射出，展開成以波長為序的單 色光空間排

6、列。 、光柵，光柵是基于單縫衍射現(xiàn)象和多縫干涉現(xiàn)象疊加作 用。當(dāng)入射光射到一條窄縫或窄槽，而窄縫或窄槽寬度值 小到可以和波長值相比時，將產(chǎn)生光的衍射。光柵的分光 是多級次的，即將一束復(fù)合光的能量重新分配在多級次的 單色光中。 （五）檢測系統(tǒng)（光電倍增管）（五）檢測系統(tǒng)（光電倍增管） 光電倍增管的結(jié)構(gòu)圖 （六）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（六）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 原子吸收光譜中，產(chǎn)生于光源的光信號 ，通過光學(xué)系統(tǒng)、原子化器、光路系統(tǒng)、 檢測系統(tǒng)后，經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入計算機(jī)做進(jìn)一步 處理。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括信號處理系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、分析數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和分 析數(shù)據(jù)質(zhì)量控制系統(tǒng)。 三、原子吸

7、收的干擾類型及消除方法三、原子吸收的干擾類型及消除方法 （一）物理干擾（一）物理干擾 原因：干擾來自樣品的流體特性：如 黏度，表面張力等。 （二）化學(xué)干擾（二）化學(xué)干擾 （二）化學(xué)干擾 （二）化學(xué)干擾 （三）分光干擾（三）分光干擾 光譜線干擾 分光干擾 扣背景技術(shù) 四、樣品處理 樣品處理前的準(zhǔn)備工作樣品處理前的準(zhǔn)備工作 實驗室用水和試劑實驗室用水和試劑 實驗中用水為去離子水，電阻值達(dá)到18兆歐。 化學(xué)試劑為優(yōu)級純或更高級別。 實驗器皿 玻璃器皿要用10%硝酸溶液浸泡24，或加熱玻 璃器皿使硝酸溶液回流，達(dá)到充分洗凈的目的。 再用自來水清洗三次，最后用去離子水清洗三次 后晾干備用。臨用時用去離子

8、水沖洗干凈，避免 放置時被空氣中灰塵顆粒污染，降低空白值。 樣品前處理的基本要求樣品前處理的基本要求 樣品的消解樣品的消解 消解方法有濕法消解、干法消解、微波消 解。目前一些廠家的推出了直接進(jìn)樣的原子吸 收儀。 消解方法試劑優(yōu)點缺點 干法 鹽 酸 適合消解一些不易被 濕法溶解的樣品，如 塑料、有機(jī)物粉末、 油脂含量高的食品等。 砷、汞、銻等低 沸點的元素不能 用此法。 濕法硝酸、高氯酸、鹽酸 硫酸、氫氟酸 設(shè)備簡單，適合處理 大批量樣品 操作難度大，試 劑消耗量大，消 解周期長，勞動 條件較差。 微波消解 硝酸、鹽酸、過氧化氫 （絕對不能用高氯酸） 酸消耗小，空白低、 消解速度快 儀器的價格高

9、， 不適合處理大批 量樣品 不同消解方法的優(yōu)缺點 五、定量方法五、定量方法 （一）標(biāo)準(zhǔn)曲線法 又稱校準(zhǔn)曲線法，是用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)系列，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，測定 各標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度值A(chǔ)i，以吸光度值A(chǔ)i(i=3-6)對被測元素的含量Ci (i=3-6) 建立校正曲線A=f(c)，在同樣條件下，測定樣品的吸光度Ax從校正曲線求得 其含量Cx。一般用于常規(guī)的樣品分析。 （二）標(biāo)準(zhǔn)加入法 標(biāo)準(zhǔn)加入法是指在幾份等量的被分析試樣中分別加入0、C1、C2、C3、 C4和C5等不同量的被測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次在標(biāo)準(zhǔn)條件下測定它們的吸光 度值A(chǔ)0、A1、A2、A3、A4和A5，建立吸光度值A(chǔ)i和對加入量Ci的校正曲

10、線。 因為基體組成是相同的，可以自動補(bǔ)償樣品基體的物理干擾，提高測定的準(zhǔn) 確度。校正曲線不通過原點，其截距的大小相當(dāng)于被分析試樣中所含被測元 素所產(chǎn)生的響應(yīng)。此法應(yīng)用于樣品量比較多，而且要求非常準(zhǔn)確給出結(jié)果的 情況，不適合大批量樣品的檢測。 六、原子吸收光譜儀的保養(yǎng)和維護(hù) 元素?zé)羰褂玫淖⒁馐马椩責(zé)羰褂玫淖⒁馐马?1、窗玻璃應(yīng)十分干凈，若弄臟則會影響透光， 此時應(yīng)用醮有無水酒精和丙酮混合物（1：1） 的脫酯棉輕輕擦去污物。 2、插撥燈時應(yīng)一手捏住腳座，一手捏住燈管 金屬殼部插入或撥出，不可在玻璃殼體上用 力，小心斷裂。 3、絕對避免使用最大燈電流工作，燈不用時 應(yīng)裝入燈盒內(nèi)。 燃燒頭燃燒頭 長期分析含有大量有機(jī)物的溶液后，在燃燒 頭縫口上會形成許多固體污物，嚴(yán)重時會使 火焰部分分叉。清洗辦法是拆下燃燒頭，用 去污粉和毛刷將其刷干凈，然后用水沖洗干 凈。 測量后的保養(yǎng)測量后的保養(yǎng) 每次測量完畢后繼續(xù)吸入純水3-5分鐘， 將霧化器混合室內(nèi)殘存的樣品溶液沖洗出來 以避免它們長期停留在混合室內(nèi)腐蝕內(nèi)壁。 如果測量過有機(jī)溶劑的樣品后，應(yīng)先用 酒精和丙酮混合溶液（1：1）吸噴數(shù)分鐘， 再用純水吸噴5-10分鐘，然后關(guān)火。這樣做 的目的是為了將有機(jī)溶劑從