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氫化物(蒸氣)發(fā)生-原子熒光講義北京吉天儀器有限公司陳紅軍電話:8008102488010-6435042113501060643個(gè)人郵箱:titanchj@126.com第一頁,共八十三頁。一、原子熒光原理1、原子熒光的定義:基態(tài)的原子蒸氣吸收一定波長(zhǎng)的輻射而被激發(fā)到較高的激發(fā)態(tài),然后去活化回到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)便發(fā)射出一定波長(zhǎng)的輻射———原子熒光E2E1E0第二頁,共八十三頁。2、原子熒光的種類:

兩種基本類型:共振熒光和非共振熒光1)共振熒光:熒光線的波長(zhǎng)與激發(fā)線的波長(zhǎng)相同。2)非共振熒光:熒光線的波長(zhǎng)與激發(fā)線的波長(zhǎng)不相同,大多數(shù)是熒光線的波長(zhǎng)比激發(fā)線的波長(zhǎng)為長(zhǎng)。

第三頁,共八十三頁。3、熒光猝滅:

定義:處于激發(fā)態(tài)的原子,隨時(shí)可能在原子化器中與其他分子、原子或電子發(fā)生非彈性碰撞而喪失其能量,熒光將減弱或完全不產(chǎn)生的現(xiàn)象。熒光猝滅的程度與被測(cè)元素以及猝滅劑的種類有關(guān)。猝滅劑:火焰燃燒的產(chǎn)物最嚴(yán)重。第四頁,共八十三頁。4、熒光強(qiáng)度與濃度的關(guān)系:

原子熒光強(qiáng)度與分析物濃度以及激發(fā)光的輻射強(qiáng)度等參數(shù)存在以下函數(shù)關(guān)系:

If=I(1)根據(jù)比爾-朗伯定律:

I=I0[1-e–KLN](2)

I=I0[1-e–KLN](3)式中::原子熒光量子效率I:被吸收的光強(qiáng)

L:吸收光程I0:光源輻射強(qiáng)度K:峰值吸收系數(shù)N:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)基態(tài)原子數(shù)第五頁,共八十三頁。將(3)式按泰勒級(jí)數(shù)展開,并考慮當(dāng)N很小時(shí),忽略高次項(xiàng),則原子熒光強(qiáng)度If表達(dá)式簡(jiǎn)化為:

If=I0KLN(4)

當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件固定時(shí),原子熒光強(qiáng)度與能吸收輻射線的原子密度成正比。當(dāng)原子化效率固定時(shí),If便與試樣濃度C成正比。即:

If=C(5)為常數(shù)。(5)式的線性關(guān)系,只在低濃度時(shí)成立。當(dāng)濃度增加時(shí),(4)式帶二次項(xiàng)、三次項(xiàng)…,If與C的關(guān)系為曲線關(guān)系。第六頁,共八十三頁。5、原子熒光儀器

1)、儀器的構(gòu)成:原子熒光儀器由三部分組成:激發(fā)光源、原子化器、檢測(cè)電路。

激發(fā)光源

原子化器檢測(cè)電路第七頁,共八十三頁。2)、激發(fā)光源:HCLEDL

對(duì)光源的要求:高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性3)、原子化器:

高原子化效率、低背景。4)、檢測(cè)系統(tǒng):包括光路及電路兩部分。

光路:分有色散系統(tǒng)和非色散系統(tǒng)兩種電路:高可靠性,高信噪比第八頁,共八十三頁。二、

氫化物原子熒光法

1、原理:As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge8個(gè)元素可形成氣態(tài)氫化物,Cd、Zn形成氣態(tài)組分,Hg形成原子蒸氣。氣態(tài)氫化物、氣態(tài)組分通過原子化器原子化形成基態(tài)原子,基態(tài)原子蒸氣被激發(fā)而產(chǎn)生原子熒光第九頁,共八十三頁。2、氫化物反應(yīng)的種類:1)、金屬酸還原體系(Marsh反應(yīng))2)、硼氫化物酸還原體系3)、電解法硼氫化物酸還原體系酸化過的樣品溶液中的砷、鉛、銻、硒等元素與還原劑(一般為硼氫化鉀或鈉)反應(yīng)在氫化物發(fā)生系統(tǒng)中生成氫化物:

BH-+3H2O+H+=H3BO3+Na++8H*+Em+=EHn+H2(氣體)

式中Em+代表待測(cè)元素,EHn為氣態(tài)氫化物(m可以等于或不等于n)。使用適當(dāng)催化劑,在上述反應(yīng)中還可以得到了鎘和鋅的氣態(tài)組分。第十頁,共八十三頁。3、氫化物元素的價(jià)態(tài)

元素價(jià)態(tài)

As3+

Sb3+

Bi

3+

Se2+、4+Te4+Ge4+

Pb4+Sn4+第十一頁,共八十三頁。4、干擾1)、種類液相干擾(化學(xué)干擾)------氫化反應(yīng)過程中氣相干擾(物理)------傳輸過程中散射干擾------檢測(cè)過程中第十二頁,共八十三頁。2)、干擾的消除液相干擾:絡(luò)合掩蔽、分離(沉淀、萃?。⒓尤肟垢蓴_元素、改變酸度、改變還原劑的濃度、改變干擾元素的價(jià)態(tài)等。氣相干擾:分離(吸收、改變傳輸速度)改善傳輸管道散射干擾:清潔原子化室、煙囪、排氣罩第十三頁,共八十三頁。5、氫化物發(fā)生法的主要優(yōu)點(diǎn)

(1)分析元素能夠與可能引起干擾的樣品基體分離,消除了部分干擾。(2)與溶液直接噴霧進(jìn)樣相比,氫化物法能將待測(cè)元素充分預(yù)富集,進(jìn)樣效率近乎100%。(3)連續(xù)氫化物發(fā)生裝置宜于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(4)不同價(jià)態(tài)的元素氫化物發(fā)生實(shí)現(xiàn)的條件不同,可進(jìn)行價(jià)態(tài)分析。第十四頁,共八十三頁。氫化物(蒸氣)發(fā)生-原子熒光

光度計(jì)

氫化物(蒸氣)發(fā)生—無色散原子熒光光度計(jì)儀器裝置由五大部分組成:a氫化物(蒸氣)發(fā)生系統(tǒng)b光源系統(tǒng)c光學(xué)系統(tǒng)d原子化系統(tǒng)e檢測(cè)系統(tǒng)第十五頁,共八十三頁。三、AFS系列雙道原子熒光儀

氫化物發(fā)生雙道原子熒光光度計(jì)原理圖第十六頁,共八十三頁。氫化物發(fā)生原子熒光光度計(jì)的原理圖部件說明1.氣路系統(tǒng) 2.氫化物發(fā)生系統(tǒng) 3.原子化器 4.激發(fā)光源 5.光電倍增管6.前放7.負(fù)高壓 8.燈電源9.爐溫控制 10.控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11.打印機(jī) A.光學(xué)系統(tǒng)第十七頁,共八十三頁。氫化物發(fā)生原子熒光光度計(jì)儀器的關(guān)鍵部件

氣路系統(tǒng):轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁閥控制流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)樣器:半自動(dòng)進(jìn)樣器、三維自動(dòng)進(jìn)樣器、極坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)樣器氫化物發(fā)生系統(tǒng):蠕動(dòng)泵、順序注射泵原子化器:低溫氬氫火焰原子化器(單層石英爐芯、雙層屏蔽式石英爐芯)激發(fā)光源:特制高強(qiáng)度空心陰極燈(Hg為陽極燈)。所有的燈均不能反擊激發(fā)。第十八頁,共八十三頁。主流產(chǎn)品分類蠕動(dòng)泵(連續(xù)流動(dòng)、斷續(xù)流動(dòng)、間歇泵)為進(jìn)樣氫化物反應(yīng)系統(tǒng)的原子熒光光度計(jì)以順序注射泵為進(jìn)樣氫化物反應(yīng)系統(tǒng)的雙道原子熒光光度計(jì)第十九頁,共八十三頁。原子熒光的衍生產(chǎn)品有:形態(tài)分析儀(As、Hg、Se、Pb、Sn、Ge等)血鉛測(cè)定儀(還可以測(cè)Cd)N+D原子熒光分析儀(可測(cè)Cr)第二十頁,共八十三頁。AFS-8X原子熒光光度計(jì)間歇泵示意圖第二十一頁,共八十三頁。AFS-8X系列原子熒光光度計(jì)

氫化物反應(yīng)系統(tǒng)連接圖第二十二頁,共八十三頁。AFS-9X原子熒光光度計(jì)

順序注射進(jìn)樣裝置圖第二十三頁,共八十三頁。多功能轉(zhuǎn)換閥第二十四頁,共八十三頁。四原子熒光儀器使用常識(shí)各種分析檢測(cè)儀器應(yīng)用的領(lǐng)域、檢測(cè)內(nèi)容各不相同。而同一種類儀器,在使用中又存在著差異,應(yīng)用同一種類儀器,但得到的分析結(jié)果也可能五花八門。因此需要我們對(duì)所使用的儀器進(jìn)行了解,對(duì)儀器需要的外界環(huán)境條件有所了解,對(duì)相應(yīng)的分析方法有所了解.分七部分介紹:1儀器條件參數(shù)2影響測(cè)量的因素3儀器使用注意事項(xiàng)4測(cè)量誤差產(chǎn)生原因5影響測(cè)量穩(wěn)定性主要因素6測(cè)量無信號(hào)的原因7雙道同測(cè)技術(shù)第二十五頁,共八十三頁。1、儀器條件參數(shù)儀器的主要參數(shù)光電倍增管負(fù)高壓、燈電流、原子化器溫度、原子化器高度、載氣流量、屏蔽氣流量、讀數(shù)時(shí)間、延遲時(shí)間等是所有原子熒光儀器的共性的東西,它們對(duì)測(cè)量有著一定的影響。第二十六頁,共八十三頁。1.1光電倍增管負(fù)高壓(PMT)

指加于光電倍增管兩端的電壓。光電倍增管是原子光譜儀器的光電檢測(cè)器,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的原子熒光光度計(jì)均使用日盲光電倍增管(碲化銫光電陰極,波長(zhǎng)范圍165nm~320nm)。光電倍增管的作用是把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并通過放大電路將信號(hào)放大。放大倍數(shù)與加在光電倍增管兩端的電壓(負(fù)高壓)有關(guān),在一定范圍內(nèi)負(fù)高壓與熒光信號(hào)(熒光強(qiáng)度If)成正比,見圖1。第二十七頁,共八十三頁。負(fù)高壓越大,放大倍數(shù)越大,但同時(shí)暗電流等噪聲也相應(yīng)增大。圖1熒光強(qiáng)度與負(fù)高壓的關(guān)系

第二十八頁,共八十三頁。據(jù)文獻(xiàn)介紹,當(dāng)光電倍增管負(fù)高壓在200V~500V之間時(shí),光電倍增管的信號(hào)(S)/噪聲(N)比是恒定的,見圖2。因此,在滿足分析要求的前提下,盡量不要將光電倍增管的負(fù)高壓設(shè)置太高。

圖2光電倍增管的信噪比(S/N)與負(fù)高壓的關(guān)系第二十九頁,共八十三頁。1.2燈電流

原子熒光光譜儀的激發(fā)光源其供電電源采用集束脈沖供電方式,以脈沖燈電流的大小決定激發(fā)光源發(fā)射強(qiáng)度的大小,在一定范圍內(nèi)隨燈電流增加熒光強(qiáng)度增大。但燈電流過大,會(huì)發(fā)生自吸現(xiàn)象,而且噪聲也會(huì)增大,同時(shí)燈的壽命縮短。雙陰極燈的主、輔陰極電流配比影響其激發(fā)強(qiáng)度,使用時(shí)應(yīng)引起注意。通常情況下輔陰極電流略小于主陰極電流時(shí)燈的激發(fā)強(qiáng)度較佳。汞燈實(shí)際上是陽極汞燈,汞燈燈電流不宜過高,適宜范圍為15~50mA。而且汞燈易受外界因素如溫度的影響。第三十頁,共八十三頁。不同元素?zé)舻臒綦娏髋c熒光強(qiáng)度的關(guān)系不盡相同,見下圖:

不同元素?zé)舻臒綦娏髋c熒光強(qiáng)度的關(guān)系第三十一頁,共八十三頁。1.3原子化器溫度原子化器溫度是指石英爐芯內(nèi)的溫度,即預(yù)加熱溫度。當(dāng)氫化物通過石英爐芯進(jìn)入氬氫火焰原子化之前,適當(dāng)?shù)念A(yù)加熱溫度,可以提高原子化效率、減少猝滅效應(yīng)和氣相干擾。石英爐芯內(nèi)的溫度為200℃,即預(yù)加熱溫度為200℃原子化器溫度不同于原子化溫度(即氬氫火焰溫度),氬氫火焰溫度大約在780℃左右。第三十二頁,共八十三頁。1.4原子化器高度

原子熒光光度計(jì)的原子化器高度是指原子化器頂端到透鏡中心水平線的垂直距離。其指示的高度數(shù)值越大,原子化器高度越低,氬氫火焰的位置越低,見下圖:氬氫火焰的高度示意圖第三十三頁,共八十三頁。1.5氣流量

吉天儀器公司生產(chǎn)的原子熒光光度計(jì)專用的原子化器,其屏蔽式石英爐芯由雙層結(jié)構(gòu)的同軸石英管構(gòu)成,見下圖:第三十四頁,共八十三頁。氫化反應(yīng)產(chǎn)生的氫化物、氫氣及少量的水蒸氣在載氣(氬氣)的“推動(dòng)”下進(jìn)入屏蔽式石英爐芯的內(nèi)管,即載氣管。其外管和內(nèi)管之間通有氬氣,稱為屏蔽氣,做為氬氫火焰的外圍保護(hù)氣體,起到保持火焰形狀穩(wěn)定,防止原子蒸氣被周圍空氣氧化的作用。氫氣、氬氣的混合氣體經(jīng)點(diǎn)火爐絲點(diǎn)燃形成氬氫火焰,氬氫火焰將氫化物原子化形成原子蒸氣。第三十五頁,共八十三頁。載氣流量、屏蔽氣流量的影響:載氣流量小,氬氫火焰不穩(wěn)定,測(cè)量的重現(xiàn)性差,載氣流量極小時(shí),由于氬氫火焰很小,有可能測(cè)量不到信號(hào);載氣流量大,原子蒸氣被稀釋,測(cè)量的熒光信號(hào)降低,過大的載氣流量還可能導(dǎo)致氬氫火焰被沖斷,無法形成氬氫火焰,使測(cè)量沒有信號(hào)。屏蔽氣流量小時(shí),氬氫火焰肥大,信號(hào)不穩(wěn)定;屏蔽氣流量大時(shí),氬氫火焰細(xì)長(zhǎng),信號(hào)不穩(wěn)定且靈敏度降低。第三十六頁,共八十三頁。1.6讀數(shù)時(shí)間、延遲時(shí)間

讀數(shù)時(shí)間[t(r)]是指進(jìn)行測(cè)量采樣的時(shí)間,即元素?zé)粢允孪仍O(shè)定的燈電流發(fā)光照射原子蒸氣使之產(chǎn)生熒光的整個(gè)過程。操作者可根據(jù)屏幕上的If-T關(guān)系曲線形狀來確定讀數(shù)時(shí)間,該時(shí)間的長(zhǎng)短與蠕動(dòng)(注射)泵的泵速、還原劑的濃度、進(jìn)樣體積的大小等有關(guān)。讀數(shù)時(shí)間的確定非常重要,以峰面積積分計(jì)算時(shí)以將整個(gè)峰形全部采入為最佳。延遲時(shí)間[t(d)]是指當(dāng)樣品與還原劑開始反應(yīng)后,產(chǎn)生的氫化物進(jìn)入原子化器需要一個(gè)過程,其所用時(shí)間即為延遲時(shí)間。延遲時(shí)間設(shè)置準(zhǔn)確,可以有效地延長(zhǎng)燈的使用壽命,并減少空白噪聲。在讀數(shù)時(shí)間固定的情況下,如果延遲時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)采樣滯后,損失測(cè)量信號(hào);延遲時(shí)間過短,會(huì)減少燈的使用壽命,增加空白噪聲。第三十七頁,共八十三頁。讀數(shù)時(shí)間、延遲時(shí)間與熒光強(qiáng)度的關(guān)系圖:

第三十八頁,共八十三頁。2影響測(cè)量的因素影響分析檢測(cè)的因素很多,主要的因素包括外部因素、儀器條件、分析方法等幾方面。2.1外部因素氫化物發(fā)生-無色散雙道原子熒光儀器的工作環(huán)境條件,日常檢測(cè)用的水、試劑等。2.1.1工作環(huán)境條件:工作溫度15℃~30℃濕度≤75%電源220V±10%50Hz或110V±10%60Hz電源要有良好的接地,周圍無強(qiáng)磁場(chǎng),無大功率用電設(shè)備,室內(nèi)無腐蝕性氣第三十九頁,共八十三頁。2.1.2實(shí)驗(yàn)條件

(1)氬氣:純度不小于99.99%,帶(氬)氧氣減壓表(2)硼氫化鈉(鉀),含量95%以上(3)鹽酸、硝酸等(優(yōu)級(jí)純以上)(4)純凈水(18MΩ)(5)器皿:要經(jīng)過技術(shù)監(jiān)督部門的校準(zhǔn)鑒定。2.2儀器條件參數(shù)(包括負(fù)高壓、燈電流、氣流量、原子化器高度等見第1部分)

第四十頁,共八十三頁。2.3分析方法:吉天公司的產(chǎn)品-AFS系列雙道原子熒光光度計(jì)可以分為兩大類,即AFS-8X系列和AFS-9X系列。AFS-8X是以間歇泵為進(jìn)樣氫化物反應(yīng)系統(tǒng)的雙道原子熒光光度計(jì)AFS-9X是以順序注射泵為進(jìn)樣氫化物反應(yīng)系統(tǒng)的雙道原子熒光光度計(jì)大家所用的儀器的型號(hào)不同,同型號(hào)的儀器也條件各不相同,甚至還原劑的條件也不盡相同。所以有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及各種文獻(xiàn)資料介紹的方法中的儀器條件以及其它參數(shù)如還原劑濃度均無太大的參考價(jià)值,這些條件參數(shù)應(yīng)以儀器廠家提供的參數(shù)為準(zhǔn)。而有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及各種文獻(xiàn)資料中有價(jià)值的是樣品處理方法、試劑的配制方法、干擾的消除方法等內(nèi)容。第四十一頁,共八十三頁。原子熒光儀器的特點(diǎn)決定了每臺(tái)儀器的工作條件不是統(tǒng)一的。儀器工作條件的選擇原則是:首先要初步判斷樣品中待測(cè)元素的大致含量,依你所使用的儀器的檢測(cè)范圍(即最高限和最低限),通過樣品之稱樣量及定容體積來控制待測(cè)試溶液中待測(cè)元素的大致濃度范圍;其次依待測(cè)元素的大致濃度范圍來確定工作曲線的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度;然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度范圍設(shè)置儀器的各項(xiàng)參數(shù),高濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列要把儀器的各項(xiàng)參數(shù)(如燈電流、負(fù)高壓等)降低,反之,則要提高。第四十二頁,共八十三頁。3氫化物發(fā)生-雙道原子熒光光度計(jì)儀器的使用注意事項(xiàng)3.1儀器的開關(guān)機(jī)順序:開機(jī)順序?yàn)?打開計(jì)算機(jī)的電源開關(guān),待計(jì)算機(jī)進(jìn)入Win98(Me/2000/XP)并檢測(cè)完畢后,再打儀器的主機(jī)電源開關(guān),蠕動(dòng)泵(順序注射)的電源開關(guān)。等待儀器完全處于復(fù)位待機(jī)狀態(tài)時(shí),在執(zhí)行操作軟件。關(guān)機(jī)順序?yàn)?退出操作軟件,關(guān)儀器的主機(jī)電源,斷續(xù)流動(dòng)(順序注射)的電源,微機(jī)電源.第四十三頁,共八十三頁。3.2光路的調(diào)節(jié)方法:打開主機(jī)電源后,燈室內(nèi)燈應(yīng)該點(diǎn)亮(注意Hg燈可能不亮,用電子脈沖槍激發(fā)或用海綿輕擦燈殼)。用調(diào)光器調(diào)光路,使燈發(fā)出的光斑落在原子化器的石英爐芯的中心線與透鏡的水平中心線的交匯點(diǎn)上。(調(diào)整光斑的位置是靠調(diào)節(jié)燈架上的四個(gè)螺絲釘進(jìn)行的)。第四十四頁,共八十三頁。

3.3更換元素?zé)?/p>

在關(guān)掉主機(jī)電源之后,先把元素?zé)舴旁跓艏苌?,輕按下燈架上蓋,旋轉(zhuǎn)滑扣鎖緊燈,再把元素?zé)舻牟孱^的凸出之處與燈插座的凹處相對(duì),輕輕插入,即裝上元素?zé)?。換下元素?zé)魰r(shí),要先關(guān)掉主機(jī)電源,再拔出插頭,然后用手按住燈架上蓋,旋轉(zhuǎn)滑扣,慢慢放開上蓋,把燈取下。嚴(yán)禁帶電插拔燈第四十五頁,共八十三頁。3.4儀器的日常維護(hù)每次測(cè)試結(jié)束后要用純凈水清洗進(jìn)樣系統(tǒng)及反應(yīng)器。清洗儀器表面,儀器周圍不能放置酸堿等物品。元素?zé)舨荒荛L(zhǎng)期放置不用,要隔半個(gè)月就上機(jī)使用一下。儀器也要至少每隔半月開機(jī)預(yù)熱半小時(shí)。反應(yīng)時(shí)液體及氣泡不應(yīng)噴出一級(jí)氣液分離器的上部出口。原子化器的石英爐芯要經(jīng)常清洗。第四十六頁,共八十三頁。3.5原子熒光分析中的注意事項(xiàng)3.5.1試劑的純度及配制方法水:建議使用18MΩ以上的純凈水。酸:在鹽酸、硝酸等酸中常含有雜質(zhì)(砷、汞、鉛等),因此實(shí)驗(yàn)中必須采用較高純度的酸。在實(shí)驗(yàn)之前必須認(rèn)真挑選,可將待使用的酸按標(biāo)準(zhǔn)空白的酸度在儀器上進(jìn)行測(cè)試。挑選較低熒光強(qiáng)度值的酸,如果空白值過高,會(huì)影響工作曲線的線性,方法的檢出限和測(cè)定的準(zhǔn)確度。硼氫化鉀:要求含量≥95%。硼氫化鉀溶液中要含有一定量的氫氧化鉀,是為了保證溶液的穩(wěn)定性。建議氫氧化鉀的濃度為0.2%~0.5%,過低的濃度不能有效防止硼氫化鉀的分解,過高的濃度會(huì)影響氧化還原反應(yīng)的總體酸度。配制后的硼氫化鉀溶液應(yīng)避免陽光照射,密閉保存,以免引起還原劑分解產(chǎn)生較多的氣泡,影響測(cè)定精度。建議現(xiàn)用現(xiàn)配。其它試劑:注意試劑中純度,要考慮到試劑中被測(cè)元素的含量以及干擾元素的含量。第四十七頁,共八十三頁。3.5.2污染污染是影響氫化物原子熒光儀器測(cè)量準(zhǔn)確性的重要因素,產(chǎn)生污染的原因、污染的種類很多,下面介紹幾種主要的污染。容器污染:實(shí)驗(yàn)室所用容器如容量瓶、燒杯、比色管、移液管等由于曾經(jīng)盛裝過某種物質(zhì)而未清洗干凈造成沾污。還有洗凈的器皿長(zhǎng)時(shí)間放置而吸附了空氣中的污染物。容易造成污染的元素有汞、砷、鉛、鋅等。解決辦法:玻璃器皿要在1:1的硝酸溶液中浸泡12小時(shí)以上,使用前用自來水沖洗,再用純凈水沖洗5、6遍。沾污嚴(yán)重的器皿可考慮采用超聲清洗、用氧化性強(qiáng)的溶劑、加溫等手段清洗。不論是什么器皿,切記用前一定要再清洗。試劑污染:試劑由于使用、保存不當(dāng),造成外界的污染物進(jìn)入試劑中。解決辦法:用移液管吸取試劑前要把移液管清洗干凈并保持干燥,盛放試劑的器皿要用完即刻密封好。盛放試劑的容器本身的材質(zhì)應(yīng)不含污染物或不易溶出污染物。第四十八頁,共八十三頁。

環(huán)境污染:室內(nèi)空氣、水源等被污染。由于樣品、試劑存放不當(dāng)或長(zhǎng)期積累造成實(shí)驗(yàn)環(huán)境的污染。解決辦法:平時(shí)注意實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng),實(shí)驗(yàn)室的清潔,不存放易污染、揮發(fā)性強(qiáng)的物質(zhì)。已經(jīng)造成污染的可以請(qǐng)有關(guān)專家進(jìn)行處理。建議在污染物未清理干凈的情況下更換實(shí)驗(yàn)室房間。儀器使用中產(chǎn)生的污染:氫化物原子熒光儀器是用來進(jìn)行痕量分析的儀器,如果進(jìn)行了很高含量的樣品的測(cè)試,勢(shì)必會(huì)造成儀器的污染。如化妝品、化工產(chǎn)品、環(huán)境樣品等,可能其中大量含有某種被測(cè)元素或干擾元素。解決辦法:盡量事先排查樣品,盡量在未上機(jī)測(cè)試前把樣品稀釋。如已發(fā)生污染,要停止測(cè)試,立即清洗反應(yīng)系統(tǒng)的管道、原子化器等。第四十九頁,共八十三頁。4、測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因

4.1、樣品處理的原因:樣品在采樣、儲(chǔ)存過程存在問題。樣品處理過程中由于方法不當(dāng)造成測(cè)量元素的損失,導(dǎo)致回收率偏低。樣品處理過程中由于環(huán)境和器皿污染,導(dǎo)致回收率偏高。樣品處理過程中所用試劑含有較高的被測(cè)元素。樣品空白處理不好。4.2、測(cè)量溶液的介質(zhì)條件與標(biāo)準(zhǔn)溶液的介質(zhì)條件不一致:由于介質(zhì)不一樣,氫化物的產(chǎn)生效率也就不一樣。未知樣品中干擾元素的存在,可能產(chǎn)生正干擾或負(fù)干擾,導(dǎo)致測(cè)量偏差。第五十頁,共八十三頁。4.3、儲(chǔ)備液保存不當(dāng)使含量偏低、標(biāo)準(zhǔn)溶液配置有誤、標(biāo)準(zhǔn)溶液受污染。4.4、工作曲線線性和截距不好

測(cè)量溶液中未知元素的濃度不在工作曲線的范圍內(nèi);或測(cè)量溶液中未知元素的濃度雖在工作曲線的范圍內(nèi),但標(biāo)準(zhǔn)系列的范圍太大,曲線擬合后低(或高)濃度點(diǎn)的偏差較大,如果測(cè)量溶液中未知元素的濃度在低(或高)濃度點(diǎn)的附近,就很容易造成測(cè)量誤差偏大。4.5、燈漂移:長(zhǎng)時(shí)間工作由于燈會(huì)產(chǎn)生漂移,使空白和工作曲線發(fā)生變化,產(chǎn)生測(cè)量偏差。4.6、測(cè)量時(shí)穩(wěn)定性差(見第5部分)第五十一頁,共八十三頁。

5、影響測(cè)量穩(wěn)定性主要因素

測(cè)量不穩(wěn),有兩種現(xiàn)象:漂移和波動(dòng)5.1、漂移熱漂移—電子元器件未達(dá)到熱平衡、點(diǎn)火時(shí)間短原子化器溫度未達(dá)平衡解決方案:點(diǎn)火預(yù)熱15~20分鐘燈漂移—燈(特別是汞燈)解決方案:用大電流空啟動(dòng)預(yù)熱,用小電流實(shí)測(cè)泵管疲勞引起漂移—進(jìn)樣量逐漸減少解決方案:調(diào)節(jié)好泵的壓力、更換新泵管

5.2、波動(dòng)1)儀器波動(dòng)大電路噪聲大、燈波動(dòng)大2)光路調(diào)節(jié)不好3)氫化反應(yīng)系統(tǒng)4)氫化物的傳輸過程(堵塞、漏)5)氣路系統(tǒng)(流量、漏)6)污染(管道、氣液分離器、原子化器)第五十二頁,共八十三頁。6、測(cè)量無信號(hào)的原因6.1、儀器電路故障判斷方法:在儀器條件窗口用鼠標(biāo)雙擊顯示燈能量處,用一反射桿在石英爐芯的上面反射,觀察顯示燈能量有無燈能量帶變化,如下圖,若有變化,說明儀器檢測(cè)電路正常。否則,儀器電路不正常。6.2、反應(yīng)系統(tǒng)管道堵、漏,水封無水、未進(jìn)或進(jìn)不足樣品和還原劑,氫化物未進(jìn)入原子化器.6.3、未形成氬氫火焰還原劑濃度、酸度不夠,產(chǎn)生的氫氣量太少,點(diǎn)火爐絲位置與石英爐芯的出口相距遠(yuǎn).6.4、反應(yīng)條件不正確6.5、光路調(diào)節(jié)不好第五十三頁,共八十三頁。7、雙道同測(cè)技術(shù)7.1雙道同時(shí)測(cè)量某兩種元素的條件7.1.1儀器具備雙通道同測(cè)的功能北京吉天儀器有限公司制造的原子熒光儀均為雙道儀器,它采用集束脈沖供電、雙道交替測(cè)量及信號(hào)采集的專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩通道(可以是同元素也可以是不同元素)的同時(shí)測(cè)量。通道之間的干擾小于1%。第五十四頁,共八十三頁。1.2同測(cè)的兩種元素具有相似的氫化反應(yīng)條件,如酸度、還原劑濃度、同樣的預(yù)還原劑、同樣的氧化劑、同樣的掩蔽劑等。1.3同測(cè)的兩種元素之間基本不存在化學(xué)干擾(液相干擾)和氣相干擾。1.4可以用統(tǒng)一的樣品預(yù)處理方法。1.5目前的原子熒光儀器大多為非色散原子熒光,只要保證元素?zé)舻募兌?,就不?huì)有光譜干擾。第五十五頁,共八十三頁。2雙道同測(cè)的意義:一次處理樣品,一次測(cè)量,得到兩個(gè)元素的結(jié)果,可以提高工作效率,節(jié)約試劑,降低測(cè)試成本.3實(shí)際工作中可以雙道同測(cè)的元素組合:理論上可以實(shí)現(xiàn)雙道同測(cè)的元素有很多組合,但許多不具有應(yīng)用價(jià)值,這里只介紹幾組有用的。第五十六頁,共八十三頁。3.1砷和銻:反應(yīng)條件一致,樣品預(yù)處理方法一致,效果很好。3.2砷和硒:樣品預(yù)處理方法一致,酸度以硒為準(zhǔn),還原劑濃度以硒為準(zhǔn),預(yù)還原劑-硫脲對(duì)硒的信號(hào)有一定的抑制。3.3砷和汞:反應(yīng)條件一致,樣品預(yù)處理方法基本一致,以滿足測(cè)砷的條件為主,犧牲一些汞的靈敏度,效果好。銻和汞類似。3.4硒和汞:反應(yīng)條件一致,樣品預(yù)處理方法基本一致,以滿足測(cè)硒的條件(還原劑和酸度)為主,犧牲一些汞的靈敏度,效果好。3.5鉍和汞:同硒和汞第五十七頁,共八十三頁。3.5砷和汞同測(cè)的分析參數(shù)及注意事項(xiàng)3.5.1As、Hg混合標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制移取Hg標(biāo)準(zhǔn)貯備液(ρHg=1.0mg/ml)10ml,用5%(V/V)HNO3—0.5%(m/V)K2Cr2O7固定液定容至100ml,此溶液濃度為ρHg=0.1mg/ml。分別移取As、Hg標(biāo)準(zhǔn)貯備液(ρAs=1.0mg/ml、ρHg=0.1mg/ml)各1ml,用5%(V/V)HNO3定容至100ml,此混合溶液濃度ρAs=10.0μg/ml、ρHg=1.0μg/ml,可貯備(最長(zhǎng)不超過半年)。移取上述混合溶液(ρAs=10.0μg/ml、ρHg=1.0μg/ml)1ml,用去離子水定容至100ml,此溶液即為配制標(biāo)準(zhǔn)系列的使用液,濃度ρAs=0.1μg/ml、ρHg=0.01μg/ml,宜現(xiàn)用現(xiàn)配。第五十八頁,共八十三頁。3.5.2砷和汞同測(cè)主要儀器條件的選擇

雙通道同時(shí)測(cè)定混合元素的儀器操作與單元素測(cè)定僅略微有所差異,即需同時(shí)安裝待測(cè)元素空心陰極燈并調(diào)整好光路,軟件參數(shù)設(shè)定同單元素測(cè)定,雙道同時(shí)輸入即可。儀器條件之中只有燈電流是單獨(dú)設(shè)定的,其它條件如負(fù)高壓、原子化器高度、氣流量等是共用的。所以在設(shè)定儀器條件時(shí)要根據(jù)樣品中砷和汞的含量設(shè)定不同的燈電流,其它參數(shù)折中第五十九頁,共八十三頁。五形態(tài)分析分析化學(xué)的趨勢(shì)是鑒別和定量實(shí)際的化學(xué)形態(tài),而不僅僅是總元素的測(cè)定,其中一個(gè)原因就是同一元素的不同形態(tài)可能具有完全不同的化學(xué)和毒理性質(zhì),一個(gè)典型的例子就是砷元素。砷在自然界中以無機(jī)和有機(jī)的形式存在,無機(jī)砷化合物毒性極強(qiáng),如砷酸鹽(As(V))、亞砷酸鹽(As(III));有機(jī)砷化合物中一甲基砷化合物(MMA)和二甲基砷化合物(DMA)也有毒,但毒性低于無機(jī)砷化合物;而一般認(rèn)為砷甜菜堿(AsB)和砷膽堿(AsC)無毒。第六十頁,共八十三頁。目前測(cè)定砷的各個(gè)形態(tài)的分析方法主要是采用色譜分離原子光譜檢測(cè)的方法.分離系統(tǒng)主要選擇離子色譜、液相色譜、毛細(xì)管電泳檢測(cè)系統(tǒng)主要選擇電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、氫化物發(fā)生原子吸收(HGAAS)、氫化物發(fā)生原子熒光(HGAFS)第六十一頁,共八十三頁。特點(diǎn):ICP-MS可以簡(jiǎn)便地與離子色譜連接、并具有高的靈敏度,但I(xiàn)CP-MS的成本和使用費(fèi)用高昂,難以在常規(guī)分析中推廣;AAS對(duì)于As、Se等元素的檢測(cè)靈敏度較低;而AFS對(duì)于As、Se等元素的檢測(cè)具有較高的靈敏度,完全可以和ICP-MS媲美,檢測(cè)限都能達(dá)到亞ppb級(jí)。并且HGAFS無論是儀器成本還是檢測(cè)成本均遠(yuǎn)低于ICPMS,而且HGAFS儀器在我國(guó)的普及程度遠(yuǎn)高于ICPMS,只需增加一個(gè)簡(jiǎn)單的接口,就可以完成As的形態(tài)分析。所以當(dāng)前最適合于我國(guó)實(shí)際情況的As形態(tài)分析儀器顯然是離子色譜與原子熒光聯(lián)用(IC-HGAFS)系統(tǒng)。第六十二頁,共八十三頁。第六十三頁,共八十三頁。As形態(tài)HGAFS檢測(cè)方法

-色譜法利用各種As形態(tài)在液相色譜柱上保留能力的差異,以流動(dòng)液將各種As形態(tài)依次洗脫,達(dá)到分離的效果。分離后的各種As形態(tài)經(jīng)柱后處理,轉(zhuǎn)化成能夠HG的形態(tài)。處理后的As形態(tài)被HGAFS檢測(cè)。第六十四頁,共八十三頁。色譜法的分類低壓液相色譜法高壓液相色譜法離子對(duì)色譜法離子交換色譜法第六十五頁,共八十三頁。低壓液相色譜法SerifeYalcin,X.ChrisLeTalanta1998,47:787-796S:樣品;A:酸;B:KBH4;P:蠕動(dòng)泵;I:0.2~0.5mL采樣環(huán)C:強(qiáng)陰離子交換SPE柱;F:流量計(jì);GLS:氣液分離器;EC:電熱原子化起;D:檢測(cè)器;W:排廢第六十六頁,共八十三頁。高壓液相色譜法離子對(duì)色譜法采用C18柱,離子對(duì)試劑為洗脫液。柱價(jià)格較低,試劑價(jià)格高。離子交換色譜法采用離子交換柱,離子態(tài)溶液洗脫。柱價(jià)格較高,試劑廉價(jià)。第六十七頁,共八十三頁。柱后處理在線紫外光氧化(UVO)技術(shù)室溫氧化,在線生成高氧化電位的活性中間體,如OH、O、X等。在線微波氧化(MAO)技術(shù)多模腔中的在線微波氧化

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