瓦里安ICP培訓(xùn)課件

SpectroCirOSICP光譜儀:

培訓(xùn)課程Spectro

ShanghaiOfficeSpectroCirOSICP光譜儀:

培訓(xùn)課程InductivelyCoupledPlasma–ICP

（電感耦合等離子體）-ICPInductivelyCoupledPlasma–IInductivelyCoupledPlasma-ICP發(fā)射光譜儀原理檢測器激發(fā)態(tài)原子激發(fā)源透鏡波長選擇器InductivelyCoupledPlasma-I原子理論CirOS儀器方法建立ICP:檢查與維護應(yīng)用InductivelyCoupledPlasma-ICP原子理論InductivelyCoupledPlasmaInductivelyCoupledPlasma-ICP第1部分:原子理論InductivelyCoupledPlasma-IInductivelyCoupledPlasma=ICP原子包括：帶正電荷的質(zhì)子，帶負(fù)電荷的電子和不帶電荷的中子。

中子質(zhì)子電子原子核什么是原子?InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP電子躍遷到更高能級原子核原子核較低能級電子釋放出能量光量子的發(fā)射獲得額外能量的電子會躍遷到更高的能級。當(dāng)它們躍遷回原來的能級時，就會發(fā)射出光量子。

量子躍遷InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICPDE=hv=hc/l

DE = 兩個能級之間的能量差 h = 6.6256x10-27ergsec v = 頻率 c = 光速 l = 波長原子光譜InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP電壓765432102.74.37.62SPDsp1p2p3df1S01P11D23S13P23P13P03D3.2.13F4.3.2單電子鍵三電子鍵3S4S5S6S7S3P3D4D5D6D4P5P6P7P3p13p23p34p14p24p35p15p25p36p16p26p37p17p27p34s5s6s7s8s3d4d5d6d5f4f4571.15500010000150002000025000300003500040000450005000055000600001828.12025.822852.1111828.85711.094703.005528.428806.755183.675172.703332.143329.95167.383336.6915032.73829.363091.073832.313092.973838.293096.917657.515023.315032.710812.914877.14730.16n.cm-1鎂原子的能級InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICPG.F.LarsonandV.A.Fassel.Appl.Spectrosc.33.597(1979)高階掃描:5000μg/mlMg低階掃描:去離子水10-1010-910-410-510-610-710-8光電流[A]波長[nm]220240260280300MgII279.55MgII280.27MgI285.213p3P0

-10d3D3p3P0

-11d3D3p3P0

-9d3D3p3P0

-8d3D3p3P0

-7d3D3p3P0

-6d3DMg溶液波長掃描InductivelyCoupledPlasma=I電磁譜

-射線 X-射線 UV

可見光區(qū) 紅外 無線電波

0.01nm 1nm 100nm 400-700nm 1mm 1米 1kmInductivelyCoupledPlasma=ICP單位 1nm = 10-9m 1? = 10-10m范圍

紅外 > 750nm

可見光:

400-750nm

紫外 < 400nm電磁譜

-射線 X-射線 UV 可見光區(qū) 紅外ICP中的化學(xué)反應(yīng)示意框圖+光子發(fā)射(原子線)光子發(fā)射(離子線)激發(fā)源原子團分子原子離子液體試樣固定試樣霧化固定試樣進樣氣溶膠去溶劑汽化激發(fā)分解激發(fā)離子化InductivelyCoupledPlasma=ICP能級框圖離子激發(fā)態(tài)離子基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)能量原子發(fā)射離子發(fā)射激發(fā)離子化4321ICP中的化學(xué)反應(yīng)示意框圖+光子發(fā)射光子發(fā)射激發(fā)源原子團分子原子及離子線原子線一個電子處于激發(fā)態(tài)的原子離子線已離子化的原子剩余的電子被激發(fā)InductivelyCoupledPlasma=ICP原子及離子線原子線InductivelyCoupledP一些元素的離子化勢能

(eV)Lit.:Zaidel

El. I II III IV V 1 H 13.595 -- -- -- -- 2 He 24.581 54.405 -- -- -- 3 Li 5.390 75.622 122.427 -- -- 4 Be 9.321 18.207 153.85 217.671 -- 5 B 8.296 25.119 37.921 259.31 340.156 6 C 11.265 24.377 47.866 64.478 392.0 7 N 14.545 29.606 47.609 77.4 97.87 8 O 13.615 35.082 55.118 77.28 113.7 9 F 17.422 34.979 62.647 87.142 114.22 10 Ne 21.559 40.958 63.427 96.897 126.43 11 Na 5.138 47.292 71.650 -- -- 12 Mg 7.645 15.032 80.119 109.533 -- 13 Al 5.985 18.824 28.442 119.961 154.28 14 Si 8.149 16.339 33.489 45.131 166.5 15 P 10.977 19.653 30.157 51.356 65.01 16 S 10.357 23.405 35.048 47.294 62.2 17 Cl 12.959 23.799 39.905 54.452 67.8 18 Ar 15.736 27.619 40.68 61 78 19 K 4.340 31.811 45.7 -- -- 20 Ca 6.112 11.868 51.209 67.2 --

El. I II III IV V 21 Sc 6.56 12.9 24.753 73.913 91.8 22 Ti 6.835 13.6 27.5 43.237 99.84 23 V 6.738 14.2 26.5 48.5 64 24 Cr 6.761 16.7 -- -- 73.0 25 Mn 7.429 15.636 -- -- 76.0 26 Fe 7.86 16.240 30.6 -- -- 27 Co 7.876 17.4 -- -- -- 28 Ni 7.633 18.2 -- -- -- 29 Cu 7.723 20.283 -- -- -- 30 Zn 9.392 17.960 39.70 -- -- 31 Ca 5.997 20.509 30.7 64.1 -- 32 Ce 8.126 15.93 34.216 45.7 93.43 33 As 9.81 20.2 27.297 50.123 62.61 34 Se 9.750 21.691 34.078 42.900 73.11 35 Br 11.844 19.2 35.888 -- -- 36 Kr 13.996 26.5 36.94 68 -- 37 Rb 4.176 27.499 47 80 -- 38 Sr 5.693 11.026 -- -- -- 39 Y ~6.6 12.4 20.5 -- ~77 40 Zr 6.951 14.03 24.10 33.972 --InductivelyCoupledPlasma=ICP一些元素的離子化勢能(eV)Lit.:Zaidel ElICP-文獻A.Montaser,D.W.Golightly,Inductivelycoupledplasmasinanalyticalatomicspectrometry,VerlagChemie(1992)P.W.J.M.Boumans,Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry,JohnWiley&Sons(1987)R.K.Winge,V.A.Fasseletal.,ICP-OES:Anatlasofspectralinformation,Elsevier(1985)InductivelyCoupledPlasma=ICPICP-文獻InductivelyCoupledPlas第2部分:CirOS儀器

InductivelyCoupledPlasma-ICP第2部分:CirOS儀器 InductivelyInductivelyCoupledPlasma=ICP從試樣到分析結(jié)果:色散棱鏡衍射光柵進樣:霧化器電極氫化物發(fā)生器檢測感光板PMT發(fā)光二極管陣列(PDA)CCD/CID分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理操作手冊計算機激發(fā)電弧/火花火焰輝光放電燈(GDL)微波等離子體(MIP)ICP激光InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma-ICP氧氣凈化管(@CirOSleft)包含紫外的光學(xué)系統(tǒng)

(@CirOSlefttop)高壓發(fā)生器(@CirOSback)過濾器RF發(fā)生器排氣(@CirOStop)廢液瓶4通道蠕動泵進樣系統(tǒng)CCD控制板紫外區(qū)循環(huán)泵OPI&炬管RF發(fā)生器控制板

(@CirOSrightside)InductivelyCoupledPlasma-I發(fā)生器

(SPECTROCIROSCCD)功能:能量傳遞給等離子氣體

免維護，27.12MHz最短的預(yù)熱時間(~15-20min.)功率范圍:700W-1700W

InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器(SPECTROCIROSCCD)InductivRF功率影響

(SPECTROCIROSCCD)ICP最低持續(xù)需求足夠激發(fā)的能量足夠的背景強度以獲得良好的檢出限包含1350W-1450W能適應(yīng)90%到95%的應(yīng)用相對發(fā)射背景譜線功率InductivelyCoupledPlasma=ICPRF功率影響

(SPECTROCIROSCCD)相對發(fā)射背發(fā)生器功率影響1200W1190W1210W與第一次測量相比[%]InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器功率影響1200W1190W1210W與第一次測

電磁場RF包含電磁場

首次彈性碰撞Ar+e-

Ar++2e-

導(dǎo)致離子化Ar+e-

Ar++2e-M+e-

M++2e-InductivelyCoupledPlasma=ICP電磁場InductivelyCoupledPlasma等離子體火炬

樣品流入磁場電感線圈等離子體發(fā)射區(qū)石英炬管氬氣切線氣流固定模式3個同心石英管可拆卸模式噴管可更換:石英或氧化鋁InductivelyCoupledPlasma=ICP等離子體火炬

樣品流入磁場電感線圈等離子體發(fā)射區(qū)石英炬管氬氣發(fā)生器參數(shù)優(yōu)化冷卻氣流量輔助氣流量霧化氣流量(與霧化器種類有關(guān))額外氣流(如果需要的話)觀測高度(對于側(cè)向/軸向觀測等離子體)發(fā)生器功率泵速級別(相對于泵速)

InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器參數(shù)優(yōu)化冷卻氣流量InductivelyCo

氣體流量的作用

冷卻: 7-20 L/min輔助: 0-3 L/min氣溶膠: 0.5-1.5

L/minInductivelyCoupledPlasma=ICP氣體流量的作用

InductivelyCoupledP霧化器壓力的影響3bar2.9bar3.1bar相對于第一次測定[%]InductivelyCoupledPlasma=ICP霧化器壓力的影響3bar2.9bar3.1bar相對于EOP–

端視等離子體

InductivelyCoupledPlasma=ICPEOP–端視等離子體InductivelyCoupl

端視(或軸向)等離子體36241571–

儀器光路2–

水冷等離子體接口3–

氬氣源4–

羽狀區(qū)5–

分析區(qū)6-RF線圈7–

等離子體炬InductivelyCoupledPlasma=ICPSpectro專利OPI端視(或軸向)等離子體36241571–儀器光路Ind光譜儀入射狹縫光柵出射狹縫檢測器:線性CCD陣列InductivelyCoupledPlasma=ICP光譜儀入射狹縫InductivelyCoupledPlaSPECTROCIROSCCD:

光學(xué)系統(tǒng)19CCDK766nm

Li670nm

Na589nm

次級光柵2400l/mm初級光柵

2924l/mm460nm125nm入射狹縫虛擬入射狹縫SPECTROCIROSCCD:

光學(xué)系統(tǒng)19CCDKCCD陣列雙光柵光譜儀CCD陣列雙光柵光譜儀

光柵方程dbcaa=光柵常數(shù)b=入射角ic=衍射角rd=刻線距離N=衍射級數(shù)

nl=d(sini+sinr)InductivelyCoupledPlasma=ICPCirOS:n=1只收集最強的發(fā)射光光柵方程dbcaa=光柵常數(shù)nl=d(sini線性CCD芯片陣列InductivelyCoupledPlasma=ICP特點

:2,500象素每個最短積分時間:1ms根據(jù)信號高度自動對每個象素優(yōu)化積分時間自動暗電流校正線性CCD芯片陣列InductivelyCoupledP

攙雜質(zhì)的硅晶體吸收電子在定義的芯片區(qū)域(象素)產(chǎn)生電學(xué)充電

CCD芯片功能InductivelyCoupledPlasma=ICP

攙雜質(zhì)的硅晶體吸收電子CCD芯片功能Induc電荷通過晶體的象素轉(zhuǎn)移

CCD芯片功能InductivelyCoupledPlasma=ICP電荷通過晶體的象素轉(zhuǎn)移

每個象素讀數(shù)通過電壓成比例放大及轉(zhuǎn)化CCD芯片功能InductivelyCoupledPlasma=ICP每個象素讀數(shù)CCD芯片功能InductivelyCoupl試樣進樣系統(tǒng)炬管固定式可拆卸式耐HF霧化器同心交叉漿料噴霧室

雙通路噴霧室

氣旋霧化室對于不同用途可以更換:水溶液,有機物,HF,漿料,...InductivelyCoupledPlasma=ICP試樣進樣系統(tǒng)炬管霧化器噴霧室對于不同用途可以更換:Induc同心霧化器大約25mm大約40mm毛細(xì)管外殼噴嘴液體

(試樣)

進入氣體進入

(側(cè)臂)InductivelyCoupledPlasma=ICP同心霧化器大約25mm大約40mm毛細(xì)管外殼噴嘴液體交叉霧化器Ar試樣InductivelyCoupledPlasma=ICP交叉霧化器Ar試樣InductivelyCoupledP改進型Lichte霧化器毛細(xì)管液體(試樣)進入氣體進入噴嘴InductivelyCoupledPlasma=ICP改進型Lichte霧化器毛細(xì)管液體(試樣)進入氣體進入GMK霧化器可調(diào)節(jié)沖擊球氣體溶液到ICP排液InductivelyCoupledPlasma=ICPGMK霧化器可調(diào)節(jié)沖擊球氣體溶液到ICP排液InductBabington霧化器氬氣

(1l/min)V形槽氣溶膠溶液

(2ml/min)內(nèi)徑0.8mmInductivelyCoupledPlasma=ICPBabington霧化器氬氣

(1l/min)V形槽氣溶Burgener霧化器溶液氬氣噴嘴詳細(xì)圖解氬氣試樣InductivelyCoupledPlasma=ICPBurgener霧化器溶液氬氣噴嘴詳細(xì)圖解氬氣試樣Indu霧室–

雙通道

排液霧化器過來的氣溶膠氣溶膠霧氣到炬管

InductivelyCoupledPlasma=ICP霧室–雙通道排液霧化器氣溶膠Inductively霧室–

單通道排液擾流器霧化器過來的氣溶膠氣溶膠到炬管

InductivelyCoupledPlasma=ICP霧室–單通道排液擾流器霧化器氣溶膠Inductivel氣旋式霧化器室霧化器氣溶膠

到炬管排液InductivelyCoupledPlasma=ICP氣旋式霧化器室霧化器氣溶膠

到炬管排液Inductively第3部分:方法開發(fā)

InductivelyCoupledPlasma-ICP第3部分:方法開發(fā) InductivelyCouplICP-OES一般情況比較方法，需要校準(zhǔn)標(biāo)樣與試樣的基本保持一致強度濃度InductivelyCoupledPlasma=ICPICP-OES一般情況比較方法，需要校準(zhǔn)強度濃度Induct背景等效濃度-數(shù)值BEC:背景等效濃度

檢出限

BEC/50強度濃度BECInductivelyCoupledPlasma=ICP背景等效濃度-數(shù)值BEC:背景等效濃度

強度濃度BECIn公式SBR=(強度

(標(biāo)樣)-強度(光譜背景))強度(光譜背景)BEC=c(標(biāo)樣)SBRcDL=3xRSD(光譜背景)xBEC100123cDL=0.03xRSD(光譜背景)xBEC4InductivelyCoupledPlasma=ICP公式SBR=(強度(標(biāo)樣)-強度(光譜背景))常見單位 1 % 10 g/L 1 g/L 1,000 ppm 1 g/kg 1 ppm 1,000 ppb 1 mg/L 1 mg/kg 1 μg/L 1 ppb 1 μg/kg InductivelyCoupledPlasma=ICP常見單位 1 % 10 g/LInductivelyCou掃描空白污染

背景校正

干擾InductivelyCoupledPlasma=ICP掃描空白污染

InductivelyCoupledPla光譜背景連續(xù)背景雜散光分子鍵(如：OH,N2,C,ZrO,WO等)等離子體中原子、離子的譜線(如：Ar,H,O,N等)基體元素的譜線InductivelyCoupledPlasma=ICP光譜背景連續(xù)背景InductivelyCoupledPl雜散光分子鍵(如：OH,N2,C,ZrO,WO等)等離子體中原子、離子的譜線(如：Ar,H,O,N等)基本元素的譜線

InductivelyCoupledPlasma=ICP雜散光分子鍵(如：OH,N2,C,ZrO,WO等)智能分析軟件InductivelyCoupledPlasma=ICP雙擊這個“圖標(biāo)”進入前面窗口主窗口智能分析軟件InductivelyCoupledPlas智能分析軟件:儀器發(fā)生器參數(shù)InductivelyCoupledPlasma=ICP可以通過移動滑動條或者直接輸入，然后點擊按鈕“Apply”所有參數(shù)立即在屏幕上更新智能分析軟件:儀器發(fā)生器參數(shù)InductivelyCo智能軟件:儀器發(fā)生器參數(shù)InductivelyCoupledPlasma=ICP炬管位置優(yōu)化所有參數(shù)立即在屏幕上更新要求的溶液:2ppmMn智能軟件:儀器發(fā)生器參數(shù)InductivelyCoup智能分析軟件:方法開發(fā)InductivelyCoupledPlasma=ICP點擊按鈕…然后…開始方法開發(fā)智能分析軟件:方法開發(fā)InductivelyCoupl智能分析軟件:方法開發(fā)InductivelyCoupledPlasma=ICP點擊“New”生成一個新方法或高亮度顯示一個已有方法名然后點擊“OK”以修改方法智能分析軟件:方法開發(fā)InductivelyCouplInductivelyCoupledPlasma=ICP智能分析軟件:方法開發(fā)請輸入方法名稱*MethodauthorisoptionalInductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯批注…optional從這個方向填表InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:進樣缺省數(shù)值,可以根據(jù)分析要求及試樣管長度來改變InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:儀器參數(shù)缺省數(shù)值,根據(jù)試樣的基體、待分析元素、元素濃度、霧化器及霧室的類型修改InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:測量參數(shù)缺省數(shù)值，根據(jù)方法要求及試樣中元素的濃度來修改InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:定義輸入格式這里所有的東西全部由用戶設(shè)計。當(dāng)確認(rèn)這個格式后，以后打印的數(shù)據(jù)將根據(jù)你設(shè)計的格式。分析時數(shù)據(jù)打印InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:定義輸出格式如果你想將你的數(shù)據(jù)存貯在硬盤上，記住點擊“DataFile”給文件一個文件名InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯選擇的譜線選擇你要測定的元素添加Ar作為監(jiān)控線(NBAr將變成蘭色)如果需要添加內(nèi)標(biāo)元素（s),在從元素周期表中選元素的時候檢查一下“ReferenceLine（干擾線）”(NBtheelement(s)is/aremagentaincolour)Bymouseclick!!雙擊這兒為你選定的元素選擇譜線InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯選擇的譜線對于同樣的元素，可以同時選擇多于一條譜線。為為區(qū)分它們，你可以為它們指定你喜歡的名字雙擊元素可編輯!InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯選擇的譜線點擊按鈕“Scan(掃描）”對一到二個標(biāo)準(zhǔn)溶液掃描，指定峰及背景校正位置(如果需要)InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:開始掃描輸入試樣/標(biāo)準(zhǔn)的名稱，吸入試樣后，點擊“Start”得到掃描圖重復(fù)第1步直到得到所有的掃描圖InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:開始掃描指定峰和背景位置(如果需要)對所有要分析元素重復(fù)第1步完成步驟2后，點擊回到“EditLineSelection（編輯選擇的譜線）”窗口記得點擊“Yes”以便存貯所有修改InductivelyCoupledPlasma=I背景校正標(biāo)樣和試樣的基本不匹配提高檢出限水平的準(zhǔn)確度InductivelyCoupledPlasma=ICP背景校正標(biāo)樣和試樣的基本不匹配InductivelyCouInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:“Pseudo”功能（注：可推算分子含量）如果需要測定Al的氧化物成分而不是Al時，可調(diào)出“Pseudo”功能I生成Al2O3

方程式從Al的測定結(jié)果直接得到f點擊“New”生成Al2O3方程式InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:“Pseudo”功能Al的摩爾質(zhì)量=26.98O的摩爾質(zhì)量=15.99Al2O3的摩爾質(zhì)量=26.98x2+15.99x3Al2O3

的濃度=濃度(Al)xAl2O3的摩爾質(zhì)量Al的摩爾質(zhì)量

輸入方程式

插入方程式:點亮方程式點擊“Select”InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:“Switch（切換）”功能優(yōu)點:*拓寬分析的動態(tài)線性范圍規(guī)則:*選擇一條以上的譜線放在同一個通道中InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:“Switch”功能點亮譜線，指定其低點和高點濃度(也即是濃度范圍)重復(fù)其它可選譜線InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯選擇的譜線全部準(zhǔn)備好后，關(guān)閉“EditLineSelection”窗口，回到“MethodDevelopment”窗口InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯選擇的譜線現(xiàn)在，空白地方已經(jīng)填滿了你選擇譜線的相關(guān)信息Ar監(jiān)控線在430nm3條譜線被指定為內(nèi)標(biāo)元素線，但現(xiàn)在還沒有使用?；氐健癐nternalStandardization（內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化）”部分同一元素的兩條譜線放在同一個元素通道InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:定義標(biāo)樣到“List”生成標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)據(jù)庫當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中可用的標(biāo)樣，可以修改或生成新的ORInductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:定義標(biāo)樣點擊‘Conc.…”進入濃度表InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:定義標(biāo)樣包含所有標(biāo)樣然后關(guān)閉窗口。在進行下一步測量標(biāo)樣前記得保存方法。InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:測量標(biāo)樣InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:測量標(biāo)樣可用標(biāo)液列表點擊‘Yes”開始…InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:編輯回歸數(shù)據(jù)校準(zhǔn)曲線信息InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP方法開發(fā)步驟:完成點擊“exit”回到“MethodDevelopment”窗口記得

“Select”選擇所有通過的譜線用于試樣分析InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP試樣分析InductivelyCoupledPlasma=I試樣分析選擇方法吸入試樣后點擊‘F3’或圖標(biāo)開始InductivelyCoupledPlasma=ICP試樣分析選擇方法吸入試樣后點擊‘F3’或圖標(biāo)開始InduICP-OES:優(yōu)缺點

優(yōu)點多元素同時分析在0.02-50μg/L范圍良好的檢出限精度高(r<1%)化學(xué)干擾及蒸發(fā)干擾少動態(tài)范圍寬(5-6個數(shù)量級)可完全覆蓋紫外區(qū)域每個元素的分析成本低InductivelyCoupledPlasma=ICPICP-OES:優(yōu)缺點

優(yōu)點InductivelyCouICP-OES:優(yōu)缺點缺點需要制備試樣光譜干擾InductivelyCoupledPlasma=ICPICP-OES:優(yōu)缺點缺點InductivelyCoup

內(nèi)標(biāo)元素的選擇Ca II 315.8 6.11 7.05 13.16 II 317.9 7.05 13.16 II 396.8 3.12 9.23Si I 212.4 6.62Be II 313.0 9.32 3.96 13.28Sc II 361.3 6.54 3.45 9.99Y II 371.0 6.51 3.52 10.03Be I 332.1 6.45元素 EI EA EI+EAEI =離子化勢能eVEA =原子化勢能eVInductivelyCoupledPlasma=ICP內(nèi)標(biāo)元素的選擇Ca II 315.8 6.11 7.05內(nèi)標(biāo)在試樣和標(biāo)樣中加入相同濃度的內(nèi)標(biāo)相似......化學(xué)及物理特征...譜線的激發(fā)能量

...離子化能量...波長范圍及強度InductivelyCoupledPlasma=ICP內(nèi)標(biāo)在試樣和標(biāo)樣中加入相同濃度的內(nèi)標(biāo)Inductively

內(nèi)標(biāo)Be-Ca(1=100ms)相對于首次測量(grid=5%)InductivelyCoupledPlasma=ICP內(nèi)標(biāo)Be-Ca(1=100ms)相對于首次測量(

內(nèi)標(biāo)

Y-Cr相對于首次測量(grid=5%)(1=100ms)InductivelyCoupledPlasma=ICP內(nèi)標(biāo)Y-Cr相對于首次測量(grid=5%)(1=內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化提高主要元素的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確加入一個或幾個元素到標(biāo)樣和試樣中提高精度和準(zhǔn)確度

RSD0.1-0.2%原子化能量離子化能量內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化提高主要元素的準(zhǔn)確度內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化對于內(nèi)標(biāo)的要求:必須是試樣中沒有的必須是高純的容易獲得與待測元素具有相近的離子化勢能

常用內(nèi)標(biāo)元素:無機分析:Sc,Sr,Ba,Y有機分析:Sc,Y內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化對于內(nèi)標(biāo)的要求:內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化回到方法開發(fā)窗口，點擊‘EditLineSelection”添加參比元素如IS點擊按鈕“Reference”內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化回到方法開發(fā)窗口，點擊‘EditLineSe內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化根據(jù)濃度范圍、勢能等指定IS（內(nèi)標(biāo)）元素關(guān)閉“EditLineSelection”窗口，回到主窗口“MethodDevelopment”，

可以看到一個柱狀框里顯示指定IS的信息內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化根據(jù)濃度范圍、勢能等指定IS（內(nèi)標(biāo)）元素關(guān)閉“內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化與平常一樣測定標(biāo)樣生成校準(zhǔn)曲線，然后元素的強度變成了強度比(也即是元素強度與內(nèi)標(biāo)元素強度的比值）內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化與平常一樣測定標(biāo)樣生成校準(zhǔn)曲線，然后元素的強度變成標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟

:按下面方法至少準(zhǔn)備三個標(biāo)樣 (例如待測元素：A,B&C)常量=xmLStd0Std1Std2在每個標(biāo)樣中加入相同體積的未知樣品

Std0Std1Std2

多元素的嘗試

(A,B&C)0510ppm多元素標(biāo)樣的體積x*xxmL加入的未知樣品yyymL總體積x+yx+yx+ymL*只有基體空白溶液標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟:常量=xmLStd0Std1S標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟

:選擇“OnlyStdAdd.”生成一個新方法標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟:步驟

:與平常一樣創(chuàng)建方法,但是按下面要求定義標(biāo)樣不要忘記點擊“SPIKE”記得輸入內(nèi)標(biāo)的濃度標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟:不要忘記點擊“SPIKE”記得輸入內(nèi)標(biāo)的濃度標(biāo)準(zhǔn)加步驟

:與平常一樣進標(biāo)樣(Std0,1,2,…)校準(zhǔn)方法

得到校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟:標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟

:測量未知樣品就可以得到結(jié)果.(也即是如圖所示理論圖形)********Advantages:不要匹配復(fù)雜的未知基體可以分析濃度非常低的元素可以同樣方法生成的校正曲線測定其它相同/相近基體的未知樣品標(biāo)準(zhǔn)加入法步驟:Advantages:標(biāo)準(zhǔn)加入法第4部分:ICP維護和檢查表 InductivelyCoupledPlasma-ICP第4部分:ICP維護和檢查表 Inductively用于ICP調(diào)節(jié)的檢查表測量Y(1,000mg/L)通過BEC值看氣流及能量的影響通過發(fā)生器窗口調(diào)節(jié)光軸

InductivelyCoupledPlasma=ICP用于ICP調(diào)節(jié)的檢查表測量Y(1,000mg/L)I測量Y(1,000mg/L)

InductivelyCoupledPlasma=ICP測量Y(1,000mg/L)InductivelyC用于ICP調(diào)節(jié)的檢查表輔助氣流量噴嘴頂端無積鹽或積碳（有機物）

霧化器(載氣流量)載氣流速–

噴管–

附加氣

控制泄漏氣體連接泵管-霧化器InductivelyCoupledPlasma=ICP用于ICP調(diào)節(jié)的檢查表輔助氣流量Inductively更換氧氣凈化管

InductivelyCoupledPlasma=ICP更換氧氣凈化管InductivelyCoupledPl第5部分:應(yīng)用InductivelyCoupledPlasma-ICP第5部分:應(yīng)用InductivelyCoupledP水分析

典型樣品:

應(yīng)用水

地下水

地表水

廢水InductivelyCoupledPlasma=ICP水分析

典型樣品:

應(yīng)用水Inductively水分析的標(biāo)準(zhǔn)步驟美國環(huán)保署EPA200.7及EPA200.1530個元素的測量步驟檢查實驗室條件步驟包括SPECTRO智能分析

德國標(biāo)準(zhǔn)方法DIN38406及DIN3841433個元素的檢測InductivelyCoupledPlasma=ICP水分析的標(biāo)準(zhǔn)步驟美國環(huán)保署InductivelyCoupl鹽的分析NaCl,KCl,FeCl3,...等中的雜質(zhì)

合適的進樣系統(tǒng)InductivelyCoupledPlasma=ICP鹽的分析NaCl,KCl,FeCl3,...等中的雜質(zhì)有機物的分析發(fā)動機油中的磨損金屬添加劑(Ca,Mg,Zn,P)汽油中的Pb殘留燃油中的Na和K用過的油中的Cl和SInductivelyCoupledPlasma=ICP有機物的分析發(fā)動機油中的磨損金屬InductivelyCo有機物分析特殊安排

-更高的能量

-更高的輔助氣

-更高的冷卻氣流 -添加氧氣(最好的輔助氣) -準(zhǔn)確選擇譜線(C-,CH-譜帶)InductivelyCoupledPlasma=ICP有機物分析特殊安排InductivelyCoupledP金屬分析Fe,Cu,Al中痕量元素合金中的元素貴金屬靈敏度合金元素的準(zhǔn)確度選擇合適的譜線InductivelyCoupledPlasma=ICP金屬分析Fe,Cu,Al中痕量元素Inductively金屬分析的精密度和準(zhǔn)確度內(nèi)標(biāo)動態(tài)背景校正定標(biāo)試驗InductivelyCoupledPlasma=ICP金屬分析的精密度和準(zhǔn)確度內(nèi)標(biāo)InductivelyCoup超聲霧化器試樣被泵入變頻器通過晶振霧化加熱:揮發(fā)溶劑冷卻:冷凝除掉溶劑提高:改善基體10倍InductivelyCoupledPlasma=ICP超聲霧化器試樣被泵入變頻器InductivelyCoupl超聲霧化器原理變頻器板滴液口噴霧氣體進樣口滴液口等離子體炬管絕緣層加熱帶帕耳貼部件InductivelyCoupledPlasma=ICP超聲霧化器原理變頻器板滴液口噴霧氣體進樣口滴液口等離子絕緣層氫化物發(fā)生器易形成氫化物的元素:As,Se,Sb,Te,Bi,Sn,Pb化學(xué)過程:

能過添加NaBH4

和HCl的混合溶液把元素還原為易揮發(fā)氣體優(yōu)點 -以氫化物形式可以提高元素的轉(zhuǎn)化率 -把元素與基體分離 -更好的檢出限(10-100倍)InductivelyCoupledPlasma=ICP氫化物發(fā)生器易形成氫化物的元素:As,Se,Sb,Te氫化物發(fā)生技術(shù)的原理NaBH4

溶液進入ICP的氣體Ar載氣排液試樣溶液HCl-溶液InductivelyCoupledPlasma=ICP氫化物發(fā)生技術(shù)的原理NaBH4溶液進入ICPAr載氣排液氫化物技術(shù)的原理氬載氣試樣溶液1%NaBH4

含0.1MNaOH2%HCl進入ICP氣體排液相分離器InductivelyCoupledPlasma=ICP氫化物技術(shù)的原理氬載氣試樣溶液1%NaBH4含0.1M氫化物發(fā)生器優(yōu)點檢出限好50-100倍分離基體缺點試樣處理復(fù)雜化學(xué)干擾(Cu對Se)依賴于不同基體InductivelyCoupledPlasma=ICP氫化物發(fā)生器優(yōu)點InductivelyCoupledPl懸浮漿料分析技術(shù)攪拌器蠕動泵排液氬氣Babington霧化器圓錐形霧室直接噴射管10cmInductivelyCoupledPlasma=ICP懸浮漿料分析技術(shù)攪拌器蠕動泵排液氬氣Babington霧化漿料分析中的典型試樣制備程序1. 試樣研磨2. 稱樣3. 加入水及1滴表面活性劑(TritonX-100)(曲拉通X-100)4. 通過超聲振蕩把懸浮液攪拌均勻InductivelyCoupledPlasma=ICP漿料分析中的典型試樣制備程序1. 試樣研磨InductiveAl2O3懸浮液中V292.402nm的校正曲線xxxxCEK強度比(AU)605040302010000.0050.010.0150.02%氧化物Al266.917nm內(nèi)標(biāo)InductivelyCoupledPlasma=ICPAl2O3懸浮液中V292.402nm的校正曲線xxx漿料分析-結(jié)論

優(yōu)點含固體的漿料霧化可應(yīng)用到很多難處理材料

內(nèi)標(biāo)InductivelyCoupledPlasma=ICP漿料分析-結(jié)論優(yōu)點InductivelyCoupled漿料分析–

結(jié)論

缺點 -需要嚴(yán)格控制顆粒的大小 -懸浮液的穩(wěn)定性 -顆粒的輸送 -ICP中顆粒的分解InductivelyCoupledPlasma=ICP漿料分析–結(jié)論缺點InductivelyCoupleSpectroCirOSICP光譜儀:

培訓(xùn)課程Spectro

ShanghaiOfficeSpectroCirOSICP光譜儀:

培訓(xùn)課程InductivelyCoupledPlasma–ICP

（電感耦合等離子體）-ICPInductivelyCoupledPlasma–IInductivelyCoupledPlasma-ICP發(fā)射光譜儀原理檢測器激發(fā)態(tài)原子激發(fā)源透鏡波長選擇器InductivelyCoupledPlasma-I原子理論CirOS儀器方法建立ICP:檢查與維護應(yīng)用InductivelyCoupledPlasma-ICP原子理論InductivelyCoupledPlasmaInductivelyCoupledPlasma-ICP第1部分:原子理論InductivelyCoupledPlasma-IInductivelyCoupledPlasma=ICP原子包括：帶正電荷的質(zhì)子，帶負(fù)電荷的電子和不帶電荷的中子。

中子質(zhì)子電子原子核什么是原子?InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP電子躍遷到更高能級原子核原子核較低能級電子釋放出能量光量子的發(fā)射獲得額外能量的電子會躍遷到更高的能級。當(dāng)它們躍遷回原來的能級時，就會發(fā)射出光量子。

量子躍遷InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICPDE=hv=hc/l

DE = 兩個能級之間的能量差 h = 6.6256x10-27ergsec v = 頻率 c = 光速 l = 波長原子光譜InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICP電壓765432102.74.37.62SPDsp1p2p3df1S01P11D23S13P23P13P03D3.2.13F4.3.2單電子鍵三電子鍵3S4S5S6S7S3P3D4D5D6D4P5P6P7P3p13p23p34p14p24p35p15p25p36p16p26p37p17p27p34s5s6s7s8s3d4d5d6d5f4f4571.15500010000150002000025000300003500040000450005000055000600001828.12025.822852.1111828.85711.094703.005528.428806.755183.675172.703332.143329.95167.383336.6915032.73829.363091.073832.313092.973838.293096.917657.515023.315032.710812.914877.14730.16n.cm-1鎂原子的能級InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma=ICPG.F.LarsonandV.A.Fassel.Appl.Spectrosc.33.597(1979)高階掃描:5000μg/mlMg低階掃描:去離子水10-1010-910-410-510-610-710-8光電流[A]波長[nm]220240260280300MgII279.55MgII280.27MgI285.213p3P0

-10d3D3p3P0

-11d3D3p3P0

-9d3D3p3P0

-8d3D3p3P0

-7d3D3p3P0

-6d3DMg溶液波長掃描InductivelyCoupledPlasma=I電磁譜

-射線 X-射線 UV

可見光區(qū) 紅外 無線電波

0.01nm 1nm 100nm 400-700nm 1mm 1米 1kmInductivelyCoupledPlasma=ICP單位 1nm = 10-9m 1? = 10-10m范圍

紅外 > 750nm

可見光:

400-750nm

紫外 < 400nm電磁譜

-射線 X-射線 UV 可見光區(qū) 紅外ICP中的化學(xué)反應(yīng)示意框圖+光子發(fā)射(原子線)光子發(fā)射(離子線)激發(fā)源原子團分子原子離子液體試樣固定試樣霧化固定試樣進樣氣溶膠去溶劑汽化激發(fā)分解激發(fā)離子化InductivelyCoupledPlasma=ICP能級框圖離子激發(fā)態(tài)離子基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)能量原子發(fā)射離子發(fā)射激發(fā)離子化4321ICP中的化學(xué)反應(yīng)示意框圖+光子發(fā)射光子發(fā)射激發(fā)源原子團分子原子及離子線原子線一個電子處于激發(fā)態(tài)的原子離子線已離子化的原子剩余的電子被激發(fā)InductivelyCoupledPlasma=ICP原子及離子線原子線InductivelyCoupledP一些元素的離子化勢能

(eV)Lit.:Zaidel

El. I II III IV V 1 H 13.595 -- -- -- -- 2 He 24.581 54.405 -- -- -- 3 Li 5.390 75.622 122.427 -- -- 4 Be 9.321 18.207 153.85 217.671 -- 5 B 8.296 25.119 37.921 259.31 340.156 6 C 11.265 24.377 47.866 64.478 392.0 7 N 14.545 29.606 47.609 77.4 97.87 8 O 13.615 35.082 55.118 77.28 113.7 9 F 17.422 34.979 62.647 87.142 114.22 10 Ne 21.559 40.958 63.427 96.897 126.43 11 Na 5.138 47.292 71.650 -- -- 12 Mg 7.645 15.032 80.119 109.533 -- 13 Al 5.985 18.824 28.442 119.961 154.28 14 Si 8.149 16.339 33.489 45.131 166.5 15 P 10.977 19.653 30.157 51.356 65.01 16 S 10.357 23.405 35.048 47.294 62.2 17 Cl 12.959 23.799 39.905 54.452 67.8 18 Ar 15.736 27.619 40.68 61 78 19 K 4.340 31.811 45.7 -- -- 20 Ca 6.112 11.868 51.209 67.2 --

El. I II III IV V 21 Sc 6.56 12.9 24.753 73.913 91.8 22 Ti 6.835 13.6 27.5 43.237 99.84 23 V 6.738 14.2 26.5 48.5 64 24 Cr 6.761 16.7 -- -- 73.0 25 Mn 7.429 15.636 -- -- 76.0 26 Fe 7.86 16.240 30.6 -- -- 27 Co 7.876 17.4 -- -- -- 28 Ni 7.633 18.2 -- -- -- 29 Cu 7.723 20.283 -- -- -- 30 Zn 9.392 17.960 39.70 -- -- 31 Ca 5.997 20.509 30.7 64.1 -- 32 Ce 8.126 15.93 34.216 45.7 93.43 33 As 9.81 20.2 27.297 50.123 62.61 34 Se 9.750 21.691 34.078 42.900 73.11 35 Br 11.844 19.2 35.888 -- -- 36 Kr 13.996 26.5 36.94 68 -- 37 Rb 4.176 27.499 47 80 -- 38 Sr 5.693 11.026 -- -- -- 39 Y ~6.6 12.4 20.5 -- ~77 40 Zr 6.951 14.03 24.10 33.972 --InductivelyCoupledPlasma=ICP一些元素的離子化勢能(eV)Lit.:Zaidel ElICP-文獻A.Montaser,D.W.Golightly,Inductivelycoupledplasmasinanalyticalatomicspectrometry,VerlagChemie(1992)P.W.J.M.Boumans,Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry,JohnWiley&Sons(1987)R.K.Winge,V.A.Fasseletal.,ICP-OES:Anatlasofspectralinformation,Elsevier(1985)InductivelyCoupledPlasma=ICPICP-文獻InductivelyCoupledPlas第2部分:CirOS儀器

InductivelyCoupledPlasma-ICP第2部分:CirOS儀器 InductivelyInductivelyCoupledPlasma=ICP從試樣到分析結(jié)果:色散棱鏡衍射光柵進樣:霧化器電極氫化物發(fā)生器檢測感光板PMT發(fā)光二極管陣列(PDA)CCD/CID分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理操作手冊計算機激發(fā)電弧/火花火焰輝光放電燈(GDL)微波等離子體(MIP)ICP激光InductivelyCoupledPlasma=IInductivelyCoupledPlasma-ICP氧氣凈化管(@CirOSleft)包含紫外的光學(xué)系統(tǒng)

(@CirOSlefttop)高壓發(fā)生器(@CirOSback)過濾器RF發(fā)生器排氣(@CirOStop)廢液瓶4通道蠕動泵進樣系統(tǒng)CCD控制板紫外區(qū)循環(huán)泵OPI&炬管RF發(fā)生器控制板

(@CirOSrightside)InductivelyCoupledPlasma-I發(fā)生器

(SPECTROCIROSCCD)功能:能量傳遞給等離子氣體

免維護，27.12MHz最短的預(yù)熱時間(~15-20min.)功率范圍:700W-1700W

InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器(SPECTROCIROSCCD)InductivRF功率影響

(SPECTROCIROSCCD)ICP最低持續(xù)需求足夠激發(fā)的能量足夠的背景強度以獲得良好的檢出限包含1350W-1450W能適應(yīng)90%到95%的應(yīng)用相對發(fā)射背景譜線功率InductivelyCoupledPlasma=ICPRF功率影響

(SPECTROCIROSCCD)相對發(fā)射背發(fā)生器功率影響1200W1190W1210W與第一次測量相比[%]InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器功率影響1200W1190W1210W與第一次測

電磁場RF包含電磁場

首次彈性碰撞Ar+e-

Ar++2e-

導(dǎo)致離子化Ar+e-

Ar++2e-M+e-

M++2e-InductivelyCoupledPlasma=ICP電磁場InductivelyCoupledPlasma等離子體火炬

樣品流入磁場電感線圈等離子體發(fā)射區(qū)石英炬管氬氣切線氣流固定模式3個同心石英管可拆卸模式噴管可更換:石英或氧化鋁InductivelyCoupledPlasma=ICP等離子體火炬

樣品流入磁場電感線圈等離子體發(fā)射區(qū)石英炬管氬氣發(fā)生器參數(shù)優(yōu)化冷卻氣流量輔助氣流量霧化氣流量(與霧化器種類有關(guān))額外氣流(如果需要的話)觀測高度(對于側(cè)向/軸向觀測等離子體)發(fā)生器功率泵速級別(相對于泵速)

InductivelyCoupledPlasma=ICP發(fā)生器參數(shù)優(yōu)化冷卻氣流量InductivelyCo

氣體流量的作用

冷卻: 7-20 L/min輔助: 0-3 L/min氣溶膠: 0.5-1.5

L/minInductivelyCoupledPlasma=ICP氣體流量的作用

InductivelyCoupledP霧化器壓力的影響3bar2.9bar3.1bar相對于第一次測定[%]InductivelyCoupledPlasma=ICP霧化器壓力的影響3bar2.9bar3.1bar相對于EOP–

端視等離子體

InductivelyCoupledPlasma=ICPEOP–端視等離子體InductivelyCoupl

端視(或軸向)等離子體36241571–

儀器光路2–

水冷等離子體接口3–

氬氣源4–

羽狀區(qū)5–

分析區(qū)6-RF線圈7–

等離子體炬InductivelyCoupledPlasma=ICPSpectro專利OPI端視(或軸向)等離子體36241571–儀器光路Ind光譜儀入射狹縫光柵出射狹縫檢測器:線性CCD陣列InductivelyCoupledPlasma=ICP光譜儀入射狹縫InductivelyCoupledPlaSPECTROCIROSCCD:

光學(xué)系統(tǒng)19CCDK766nm

Li670nm

Na589nm

次級光柵2400l/mm初級光柵

2924l/mm460nm125nm入射狹縫虛擬入射狹縫SPECTROCIROSCCD:

光學(xué)系統(tǒng)19CCDKCCD陣列雙光柵光譜儀CCD陣列雙光柵光譜儀

光柵方程dbcaa=光柵常數(shù)b=入射角ic=衍射角rd=刻線距離N=衍射級數(shù)

nl=d(sini+sinr)InductivelyCoupledPlasma=ICPCirOS:n=1只收集最強的發(fā)射光光柵方程dbcaa=光柵常數(shù)nl=d(sini線性CCD芯片陣列InductivelyCoupledPlasma=ICP特點

:2,500象素每個最短積分時間:1ms根據(jù)信號高度自動對每個象素優(yōu)化積分時間自動暗電流校正線性CCD芯片陣列InductivelyCoupledP

攙雜質(zhì)的硅晶體吸收電子在定義的芯片區(qū)域(象素)產(chǎn)生電學(xué)充電

CCD芯片功能InductivelyCoupledPlasma=ICP

攙雜質(zhì)的硅晶體吸收電子CCD芯片功能Induc電荷通過晶體的象素轉(zhuǎn)移

CCD芯片功能InductivelyCoupledPlasma=ICP電荷通過晶體的象素轉(zhuǎn)移

每個象素讀數(shù)通過電壓成比例放大及轉(zhuǎn)化CCD芯片功能InductivelyCou