原子熒光光譜法

1、關于原子熒光光譜法現在學習的是第一頁，共24頁 概述 原子熒光光譜法是1964年以后發(fā)展起來的分析方法。原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強度進行定量分析的發(fā)射光譜分析法。但所用儀器與原子吸收光譜法相近?，F在學習的是第二頁，共24頁 原子熒光光譜法的優(yōu)點：（1）有較低的檢出限，靈敏度高。特別對Cd、Zn等元素有相當低的檢 出 限 ，C d可達0001n g cm- 3、Zn為0.04ngcm-3?，F已有2O多種元素低于原子吸收光譜法的檢出限。由于原子熒光的輻射強度與激發(fā)光源成比例，采用新的高強度光源可進一步降低其檢出限。（2）干擾較少，譜線比較簡單，采用一些裝置，可以制成非色散原子

2、熒光分析儀。這種儀器結構簡單，價格便宜。（3）分析校準曲線線性范圍寬，可達35個數量級。（4）由于原子熒光是向空間各個方向發(fā)射的，比較容易制作多道儀器，因而能實現多元素同時測定?，F在學習的是第三頁，共24頁一.原理1. 原子熒光光譜的產生原子熒光光譜的產生 氣態(tài)自由原子吸氣態(tài)自由原子吸收特征輻射后躍遷到較高能級，然后收特征輻射后躍遷到較高能級，然后又躍遷回到基態(tài)或較低能級。同時發(fā)又躍遷回到基態(tài)或較低能級。同時發(fā)射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光。輻射即原子熒光。 原子熒光為光致發(fā)光光致發(fā)光，二次發(fā)光二次發(fā)光，激發(fā)光源停止時，再發(fā)射過程立即停止?，F在學

3、習的是第四頁，共24頁現在學習的是第五頁，共24頁2原子熒光的類型 原子熒光分為共振熒光共振熒光，非共非共振熒光振熒光與敏化熒光敏化熒光等三種類型，如圖所示為熒光產生的過程（見圖）。 （1）共振熒光共振熒光 發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光為共振熒光共振熒光。 （2）非共振熒光非共振熒光 熒光的波長與激發(fā)光不同時，稱非共振熒光非共振熒光。 ( i. 直躍線熒光，ii. 階躍線熒光，iii. antistores熒光。i和ii均為Stores熒光。） （3）敏化熒光敏化熒光 受激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時，把激發(fā)能傳遞給另一個原子使其激發(fā)，后者再從輻射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光?，F在學習的是第

4、六頁，共24頁（1）共振熒光共振熒光 氣態(tài)原子吸收共振線被激發(fā)后，再發(fā)射與原氣態(tài)原子吸收共振線被激發(fā)后，再發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光即是共振熒光。吸收線波長相同的熒光即是共振熒光。它的特點是激發(fā)線與熒光線的高低能級相同，其產生過程見圖（a）中之A。 如鋅原子吸收213.86nm的光，它發(fā)射熒光的波長也為213.86nm。若原子受熱激發(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，此種原子熒光稱為熱助共振熒光見圖（a）中之B?，F在學習的是第七頁，共24頁（2）非共振熒光非共振熒光 當熒光與激發(fā)光的波長不相同時，產生非共振熒光。非共振熒光又分為直躍線熒光、階躍線熒光、anti

5、Stokes（反斯托克斯）熒光?，F在學習的是第八頁，共24頁 1. 直躍線熒光直躍線熒光 激發(fā)態(tài)原子躍遷回至高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時所發(fā)射的熒光稱為直躍線熒光，見圖(b). 由于熒光的能級間隔小于激發(fā)線的能線間隔，所以熒光的波長大于激發(fā)線的波長。如鉛原子吸收 28331nm的光，而發(fā)射 40578nm的熒光。它是激發(fā)線和熒光線具有相同的高能級，而低能級不同。如果熒光線激發(fā)能大于熒光能，即如果熒光線激發(fā)能大于熒光能，即熒光線的波長大于激發(fā)線的波長稱為熒光線的波長大于激發(fā)線的波長稱為Stokes熒熒光；反之，稱為光；反之，稱為antiStokes熒光。直躍線熒熒光。直躍線熒光為光為Stokes熒光。熒光

6、?，F在學習的是第九頁，共24頁 2. 階躍線熒光階躍線熒光 有兩種情況，正常階躍熒光為被光照激發(fā)的原子，以非輻射形式去激發(fā)返回到較低能級，再以輻射形式返回基態(tài)而發(fā)射的熒光。很顯然，熒光波長大于激發(fā)線波長。例鈉原子吸收 33030nm光，發(fā)射出 5 8 899nm的熒光。非輻射形式為在原子化器中原子與其他粒子碰撞的去激發(fā)過程。熱助階躍線熒光為被光照激發(fā)的原子，躍遷至中間能級，又發(fā)生熱激發(fā)至高能級，然后返回至低能級發(fā)射的熒光。例如鉻原子被35935nm的光激發(fā)后，會產生很強的3 5 7 8 7nrn熒光。階躍線熒光的產生見圖（c）?，F在學習的是第十頁，共24頁 3anti -Stokes熒光熒光

7、當自由原子躍遷至某一能級，其獲得的能量一部分是由光源激發(fā)能供給，另一部分是熱能供給，然后返回低能級所發(fā)射的熒光為anti-Stokes熒光。其熒光能大于激發(fā)能，熒光波長小于激發(fā)線波長。例如銦吸收熱能后處于一較低的亞穩(wěn)能級，再吸收450.13nm的光后，發(fā)射410.18nm的熒光，見圖(d).現在學習的是第十一頁，共24頁（3）敏化熒光敏化熒光 受光激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時，把激發(fā)能傳遞給另一個原子使其激發(fā)，后者再以輻射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光?；鹧嬖踊髦杏^察不到敏化熒光，在非火焰原子化器中才能觀察到。 在以上各種類型的原子熒光中，共振熒光強度最大，最為常用?，F在學習的是第十二頁

8、，共24頁現在學習的是第十三頁，共24頁2. 熒光強度 I If f = Ia = Ia If熒光強度,為熒光量子效率, Ia吸收光的強度.現在學習的是第十四頁，共24頁)1 (0lNaeAII)1 (0lNfeAII現在學習的是第十五頁，共24頁A為有效面積, I0 為單位面積上光的強度, l為吸收光程長,N為基態(tài)原子數,為峰值吸收系數. 展開方程, 忽略高次時, 可得： If = AI0N I If f = kC = kC現在學習的是第十六頁，共24頁4量子效率與熒光猝滅量子效率量子效率： = = f f/A A f f 單位時間時內發(fā)射的熒光光子數 A A單位時間內吸收激發(fā)光的光子數 一般小于1?，F在學習的是第十七頁，共24頁熒光猝滅熒光猝滅 受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量變成熱運動與其他形式的能量，因而發(fā)生無輻射的去激發(fā)過程。 A* + B = A + B + H可用氬氣來稀釋火焰，減小猝滅現象。現在學習的是第十八頁，共24頁二儀器 熒光儀分為兩類，色散型和非色散色散型和非色散型型。 熒光儀與原子吸收儀相似，但光源與其他部件不在一條直線上，而是900 直角，而避免激發(fā)光源發(fā)射的輻射對原子熒光檢測信號的影響。 (見圖)現在學習的是第十九頁，共24頁現在學習的是第二十頁，共24頁現在學習的是第二十一頁，共24頁 激發(fā)光源 可用線光源或連續(xù)光源 空心陰極燈或氙弧燈