原子吸收光譜分析培訓(xùn)技巧班講稿(2012年)

原子吸收光譜分析技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)班

中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)

二O一二年三月杭州浙江大學(xué)化學(xué)系徐光明(xugmhz@)

第一講

原子吸收光譜分析基本原理

原子吸收光譜分析方法(AAS)始于二十世紀(jì)五十年代中期。該方法根據(jù)被測(cè)元素的氣態(tài)基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來(lái)測(cè)定試樣中被測(cè)元素的含量。因其具有靈敏度高、分析精度好、分析速度快、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),目前已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、冶金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。

一、原子吸收光譜分析發(fā)展歷史1860年基爾霍夫證實(shí)了發(fā)自鈉蒸氣的光通過(guò)溫度稍低的鈉蒸氣時(shí)的鈉發(fā)射譜線(xiàn)被吸收現(xiàn)象。1902年伍德森用汞弧燈發(fā)射的譜線(xiàn)可被汞蒸氣吸收的現(xiàn)象測(cè)定了空氣中汞含量。1955年沃爾什發(fā)表了著名論文“原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用”，文中首次對(duì)原子吸收光譜分析原理及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的可能性進(jìn)行了的論述，從而奠定了原子吸收光譜分析方法的基礎(chǔ)；沃爾什設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的儀器進(jìn)行了多種痕量金屬元素的分析，開(kāi)創(chuàng)了原子吸收光譜分析方法。

在沃爾什設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，Perkin-Elmer、VarianTechtron、Hilger等公司先后于1950年代末1960年代初推出了實(shí)用的原子吸收光譜商品儀器。1960年代中期，原子吸收光譜分析開(kāi)始進(jìn)入迅速發(fā)展的時(shí)期。1959年,里沃夫在火焰原子吸收光譜分析的基礎(chǔ)上首次提出了電熱原子化方法，使用電熱原子吸收光譜分析的絕對(duì)靈敏度可達(dá)到10-12-10-14g,該技術(shù)的出現(xiàn)，使原子吸收光譜分析方法得到了進(jìn)一步的發(fā)展。塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的發(fā)展,使在很高的的背景下亦可順利地實(shí)現(xiàn)原子吸收測(cè)定。基體改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺(tái)及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的穩(wěn)定溫度平臺(tái)石墨爐技術(shù)(STPF)的應(yīng)用,可以對(duì)許多復(fù)雜組成的試樣有效地實(shí)現(xiàn)原子吸收光譜分析測(cè)定。

近年來(lái)，原子吸收光譜分析技術(shù)以及現(xiàn)代微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料科學(xué)、光學(xué)、精密機(jī)械等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促使了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展。使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、光電二極管陣列多元素分析檢測(cè)器，設(shè)計(jì)出了微機(jī)控制的原子吸收分光光度計(jì)，為解決多元素同時(shí)測(cè)定開(kāi)辟了新的前景。微機(jī)控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)，提高了儀器的自動(dòng)化程度，改善了測(cè)定準(zhǔn)確度，使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。聯(lián)用技術(shù)(色譜-原子吸收聯(lián)用、流動(dòng)注射-原子吸收聯(lián)用)日益受到人們的重視。色譜-原子吸收聯(lián)用，不僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測(cè)定有機(jī)化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著重要的用途，是一個(gè)很有前途的發(fā)展方向。

二、原子吸收光譜的產(chǎn)生原子光譜可分為發(fā)射光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜、X-射線(xiàn)和X-射線(xiàn)熒光光譜。原子吸收光譜分析是基于光譜的發(fā)射現(xiàn)象。原子吸收光譜分析是基于對(duì)發(fā)射光譜的吸收現(xiàn)象。原子熒光光譜分析是基于被光致激發(fā)的原子的再發(fā)射現(xiàn)象。1.原子吸收光譜與原子結(jié)構(gòu)原子能級(jí)的量子化使得原子對(duì)輻射的吸收都是有選擇性的。a.原子的能級(jí)與躍遷當(dāng)外界輻射通過(guò)自由原子蒸氣，且輻射的入射頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時(shí)，原子就會(huì)從輻射場(chǎng)中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時(shí)伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生，原子吸收光譜分析的波長(zhǎng)區(qū)域在近紫外和可見(jiàn)光區(qū)（一般多為190nm-1000nm)。c.元素的特征譜線(xiàn)由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時(shí)吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收線(xiàn)具有不同的特征。各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，基態(tài)激發(fā)態(tài):躍遷吸收能量不同——具有特征性。各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏線(xiàn),生產(chǎn)其特征譜線(xiàn)，利用特征譜線(xiàn)可以進(jìn)行定量分析。2.原子吸收光譜的輪廊理論上原子吸收應(yīng)產(chǎn)生線(xiàn)狀光譜吸收線(xiàn)，事實(shí)上原子吸收光譜線(xiàn)有著一定的頻率或波長(zhǎng)范圍，即有一定的寬度，原子吸收光譜的輪廓以原子吸收譜線(xiàn)的中心波長(zhǎng)和半寬度來(lái)表征,如圖1.1所示。

中心波長(zhǎng)由原子能級(jí)決定。半寬度是指在中心波長(zhǎng)的地方，極大吸收系數(shù)一半處，吸收光譜線(xiàn)輪廓上兩點(diǎn)之間的頻率差或波長(zhǎng)差。半寬度受到很多實(shí)驗(yàn)因素的影響。圖1.1原子吸收光譜的輪廓影響原子吸收譜線(xiàn)輪廓的兩個(gè)主要因素：

a.多普勒變寬

多普勒變寬是由于原子熱運(yùn)動(dòng)引起的。高溫原子化吸收分析中，氣態(tài)原子處于無(wú)序熱運(yùn)動(dòng)中，相對(duì)于檢測(cè)器而言，各發(fā)光原子有著不同的運(yùn)動(dòng)分量，即使每個(gè)原子發(fā)出的光是頻率相同的單色光，但檢測(cè)器所接受的光則是頻率略有不同的光，因此導(dǎo)致譜線(xiàn)變寬。譜線(xiàn)的多普勒變寬(△VD)與元素的原子量、溫度和譜線(xiàn)頻率有關(guān)。隨溫度升高和原子量減小，多普勒寬度增加。

△VD可由下式?jīng)Q定：

（1-1）式中，R為氣體常數(shù)；c為光速；M為原子量；T為熱力學(xué)溫度（K）；ν0為譜線(xiàn)的中心頻率。

b.碰撞變寬

當(dāng)原子吸收區(qū)的原子濃度足夠高時(shí)，原子之間相互碰撞導(dǎo)致激發(fā)態(tài)原子平均壽命縮短，這將導(dǎo)致譜線(xiàn)變寬。碰撞變寬分為赫魯茲馬克變寬和洛倫茨變寬。赫魯茲馬克變寬

又稱(chēng)共振變寬或壓力變寬。是由被測(cè)元素激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子相互碰撞引起的變寬。在通常的原子吸收測(cè)定條件下，被測(cè)元素的原子蒸氣壓力很少超過(guò)10-3mmHg，共振變寬效應(yīng)可以不予考慮，而當(dāng)蒸氣壓力達(dá)到0.1mmHg時(shí)，共振變寬則明顯地表現(xiàn)出來(lái)。洛倫茨變寬

是由被測(cè)元素原子與其它元素的原子相互碰撞引起的變寬。洛倫茨變寬隨原子區(qū)內(nèi)原子蒸氣壓力增大和溫度升高而增大。3.原子吸收光譜的測(cè)量

a.積分吸收與吸光原子數(shù)的關(guān)系

在一定條件下，基態(tài)原子數(shù)N0正比于吸收曲線(xiàn)所包括的整個(gè)面積。其定量關(guān)系式為：（1-2）

式中e為電子電荷，m為電子質(zhì)量，c為光速，N0為單位體積原子蒸氣中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)，亦即基態(tài)原子密度；f為振子強(qiáng)度，代表每個(gè)原子中能夠吸收或發(fā)射特定頻率光的平均電子數(shù)，在一定條件下對(duì)一定元素，f可視為一定值。

b.峰值吸收與吸光原子數(shù)的關(guān)系

由于積分吸收測(cè)量的困難，通常以測(cè)量峰值吸收代替測(cè)量積分吸收。在通常的原子吸收分析條件下，吸收線(xiàn)的輪廓主要取決于多普勒變寬，則峰值吸收系數(shù)K0與基態(tài)原子數(shù)N0之間存在如下關(guān)系：

（1-3）實(shí)現(xiàn)峰值吸收測(cè)量的條件是：光源發(fā)射線(xiàn)的半寬度應(yīng)小于吸收線(xiàn)的半寬度。通過(guò)原子蒸氣的發(fā)射線(xiàn)的中心頻率恰好與吸收線(xiàn)的中心頻率相重合。

4.原子吸收測(cè)量基本關(guān)系式a.基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度原子吸收光譜分析是利用待測(cè)元素的原子蒸氣中基態(tài)原子與共振線(xiàn)吸收之間的關(guān)系來(lái)測(cè)定的。在此就需要考慮原子化過(guò)程中，原子蒸氣中基態(tài)原子與待測(cè)元素原子總數(shù)之間的定量關(guān)系。根據(jù)熱力學(xué)理論可得下式：

（1-4）式中Pj和PO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nj與基態(tài)原子數(shù)No之比較?。?lt;1%），所以可用基態(tài)原子數(shù)代表待測(cè)元素的原子總數(shù)。公式右邊除溫度T外，都是常數(shù)。由此可見(jiàn)當(dāng)溫度T一定時(shí)，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nj與基態(tài)原子數(shù)No的比值是一定的。b.定量公式當(dāng)頻率為n、強(qiáng)度為Iv的平行輻射垂直通過(guò)均勻的原子蒸氣時(shí)，原子蒸氣對(duì)輻射產(chǎn)生吸收，符合朗伯（Lambert）定律，即:

(1-5)式中I0v為入射輻射強(qiáng)度；Iv為透過(guò)原子蒸氣吸收層的輻射強(qiáng)度；L為原子蒸氣吸收層的厚度；kn為吸收系數(shù)。使用銳線(xiàn)光源時(shí)，可用中心頻率處的峰值吸收系數(shù)k0來(lái)表征原子蒸氣對(duì)輻射的吸收特性，則吸光度A為

（1-6）將式（1-3）代入式（1-6），得到：

（1-7）

在給定條件下，被測(cè)元素的含量C與蒸氣相中原子濃度N之間保持一穩(wěn)定的比例關(guān)系時(shí)（N=αC），且各有關(guān)參數(shù)為常數(shù)，則（1-7）式可以簡(jiǎn)化為：

A=kC

（1-8）式中k為與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)。(1-8)式即為原子吸收測(cè)量的基本關(guān)系式。

三、原子吸收光譜分析法的特點(diǎn)檢出限低，靈敏度高?；鹧嬖游辗ǖ臋z出限可達(dá)到ppb級(jí)，石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到10-10-10-14g。

分析精度好?；鹧嬖游辗y(cè)定中等和高含量元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差可<1%，其準(zhǔn)確度已接近于經(jīng)典化學(xué)方法。石墨爐原子吸收法的分析精度一般約為3-5%。

分析速度快。原子吸收光譜儀在35分鐘內(nèi)，能連續(xù)測(cè)定50個(gè)試樣中的6種元素。應(yīng)用范圍廣。可測(cè)定的元素達(dá)70多個(gè)，不僅可以測(cè)定金屬元素,也可以用間接原子吸收法測(cè)定非金屬元素和有機(jī)化合物。儀器比較簡(jiǎn)單，操作方便。不足之處是多元素同時(shí)測(cè)定尚有困難,有相當(dāng)一些元素的測(cè)定靈敏度還不能令人滿(mǎn)意。第二講

現(xiàn)代原子吸收光譜儀器及其使用一、原子吸收光譜儀器的組成

原子吸收光譜儀器由光源、原子化器、分光器、檢測(cè)系統(tǒng)等幾部分組成。圖2.1給出了一種火焰原子吸收光譜儀的基本構(gòu)造。圖2.1火焰原子吸收光譜儀基本構(gòu)造1.光源原子吸收光譜儀器的光源是一種銳線(xiàn)光源，其作用是發(fā)射被測(cè)元素的特征共振輻射。原子吸收分析對(duì)光源的基本要求是：能發(fā)射被測(cè)元素的共振輻射線(xiàn)，且發(fā)射譜線(xiàn)的半寬度要小于吸收線(xiàn)的半寬度。

輻射強(qiáng)度大、背景低。穩(wěn)定性好。使用壽命長(zhǎng)。

原子吸收光譜儀器中采用的銳線(xiàn)光源一般有空心陰極燈（HCL）和無(wú)極放電燈（EDL）。a.空心陰極燈空心陰極燈是一種應(yīng)用最廣的理想銳線(xiàn)光源，其結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2空心陰極燈結(jié)構(gòu)

空心陰極燈的陰極由被測(cè)元素材料制成，陽(yáng)極由鈦等其他材料制成；陰極和陽(yáng)極封閉在帶有石英光學(xué)窗口的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，管內(nèi)充有壓強(qiáng)為2-10mmHg的惰性氣體氖或氬。當(dāng)燈的兩極之間施加幾百伏電壓時(shí)，在陰極空腔內(nèi)產(chǎn)生低壓輝光放電，電子從空心陰極內(nèi)壁向陽(yáng)極發(fā)射，與充入的惰性氣體碰撞而使之電離產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊，使陰極表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，發(fā)射出相應(yīng)元素的特征的共振輻射。

為了改善空心陰極燈的放電特性，同時(shí)為便于區(qū)分原子吸收信號(hào)與原子化器的直流發(fā)射信號(hào)，空心陰極燈通常采用光源調(diào)制脈沖供電方式工作?？招年帢O燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。在實(shí)際工作中，應(yīng)選擇合適的工作電流。使用燈電流過(guò)小，放電不穩(wěn)定；燈電流過(guò)大，濺射作用增加，原子蒸氣密度增大，譜線(xiàn)變寬，甚至引起自蝕，導(dǎo)致測(cè)定靈敏度降低，燈壽命縮短。

空心陰極燈的優(yōu)點(diǎn)在于輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線(xiàn)窄，燈容易更換，缺點(diǎn)是每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。b.無(wú)極放電燈無(wú)極放電燈是將數(shù)毫克待測(cè)元素的金屬、金屬氯化物或碘化物封入一個(gè)數(shù)厘米長(zhǎng)、直徑5-12厘米的石英玻璃圓管，管內(nèi)抽成真空并充入壓力為67-200Pa的惰性氣體氬或氖，制成放電管，將此管裝在一個(gè)高頻同步空腔諧振線(xiàn)圈內(nèi)，工作時(shí)用一個(gè)微波發(fā)生器提供能量使放電管內(nèi)產(chǎn)生激發(fā)，發(fā)射出相應(yīng)元素的特征的共振輻射。無(wú)極放電燈的譜線(xiàn)發(fā)射強(qiáng)度比空心陰極燈大幾個(gè)數(shù)量級(jí),且無(wú)自蝕現(xiàn)象,發(fā)射的譜線(xiàn)更純，可大大提高分析的靈敏度，適合于砷、銻等元素的分析。2.原子化器原子化器的作用是將試樣中被測(cè)元素離子轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣,該過(guò)程稱(chēng)為原子化。原子化是整個(gè)原子吸收光譜分析過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。原子吸收光譜分析除少數(shù)元素如汞等用低溫原子化方法外，一般均采用高溫原子化方法。最常用的高溫原子化方法有以下兩種：火焰法：是最早使用并至今仍被廣泛應(yīng)用的原子化方法。無(wú)火焰法，其中應(yīng)用最廣的是石墨爐電熱原子化法。a.火焰原子化器火焰原子化器有全消耗型和預(yù)混合型兩類(lèi),目前常用的是預(yù)混合型原子化器，這種原子化器由霧化器、混合室和燃燒器組成,其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3預(yù)混合型原子化器霧化器：作用是將試液霧化，使之形成直徑為微米級(jí)的氣溶膠。混合室：作用是使生產(chǎn)的氣溶膠在進(jìn)入燃燒器前在混合室內(nèi)預(yù)先充分混合均勻，以減少它們進(jìn)入火焰時(shí)對(duì)火焰的擾動(dòng)，并讓氣溶膠在室內(nèi)部分蒸發(fā)脫溶，并使較大的氣溶膠在室內(nèi)凝聚為大的溶珠沿室壁流入廢液管排走。燃燒器：作用是產(chǎn)生火焰，使進(jìn)入火焰的氣溶膠蒸發(fā)和原子化。要求火焰應(yīng)有足夠高的溫度，能有效蒸發(fā)和分解試樣，并使被測(cè)元素原子化。此外，火焰應(yīng)穩(wěn)定、背景發(fā)射和噪聲低、燃燒安全。最常用的是單縫燃燒器?；鹧妫涸游諟y(cè)定中最常用的火焰有：乙炔-空氣火焰：乙炔-空氣火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，燃燒速度不是很大，溫度足夠高（約2300℃），對(duì)大多數(shù)元素有足夠的靈敏度。氫-空氣火焰：氫-空氣火焰是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔-空氣火焰高，但溫度較低（約2050℃），優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射較弱，透射性能好。乙炔-氧化亞氮高溫火焰：乙炔-氧化亞氮火焰的特點(diǎn)是火焰溫度高（約2955℃），而燃燒速度并不快，是目前應(yīng)用較廣泛的一種高溫火焰，用它可測(cè)定70多種元素。

b.無(wú)火焰原子化器

無(wú)火焰原子化方法有石墨爐原子化法和電熱石英管原子化法。常用的是管式石墨爐原子化器，主要由加熱電源、保護(hù)氣控制系統(tǒng)和石墨管爐組成。其結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。

圖2.4管式石墨爐原子化器加熱電源:提供低壓大電流電能給原子化器，電流通過(guò)石墨管產(chǎn)生高熱高溫，最高溫度可達(dá)到3000℃。保護(hù)氣控制系統(tǒng):對(duì)保護(hù)氣的流動(dòng)進(jìn)行控制。儀器啟動(dòng)時(shí)，保護(hù)氣Ar流通，空燒完畢，切斷Ar氣流。外氣路中的Ar氣沿石墨管外壁流動(dòng)，以保護(hù)石墨管不被燒蝕，內(nèi)氣路中Ar氣從管兩端流向管中心，由管中心孔流出，以有效除去在干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的基體蒸氣，同時(shí)保護(hù)已原子化了的原子不再被氧化。在原子化階段，停止通氣，以延長(zhǎng)原子在吸收區(qū)內(nèi)的平均停留時(shí)間，避免對(duì)原子蒸氣的稀釋。石墨爐原子化器程序升溫過(guò)程石墨爐原子化器的操作分為干燥、灰化（去除基體）、原子化和凈化（去除殘?jiān)┧牟?，由微機(jī)控制實(shí)行程序升溫。圖2.5為一程序升溫過(guò)程的示意圖。

圖2.5石墨爐原子化器程序升溫過(guò)程石墨爐原子化法的優(yōu)點(diǎn)：原子化效率高，樣品利用率高，用樣量小（1-100μL）；絕對(duì)靈敏度高，檢測(cè)限可達(dá)10-12g/L；可直接進(jìn)樣測(cè)定固體及粘稠試樣。石墨爐原子化法的缺點(diǎn)：試樣組成不均勻性影響較大，有強(qiáng)的背景吸收，測(cè)定精密度不如火焰原子化法；測(cè)定速度慢，操作不夠簡(jiǎn)便，裝置復(fù)雜。c.低溫原子化器低溫原子化是利用某些元素（如Hg）本身或元素的氫化物（如AsH3）在低溫下的易揮發(fā)性，將其導(dǎo)入氣體流動(dòng)吸收池內(nèi)進(jìn)行原子化。目前通過(guò)該原子化方式測(cè)定的元素有Hg、As、Sb、Se、Sn、Bi、Ge、Pb、Te等。生成氫化物是一個(gè)氧化還原過(guò)程，所生成的氫化物是共價(jià)分子型化合物，沸點(diǎn)低、易揮發(fā)分離分解,在900℃溫度下就能分解析出自由原子，實(shí)現(xiàn)快速原子化。3.分光器a.分光器的作用是將待測(cè)元素的共振線(xiàn)吸收線(xiàn)與鄰近線(xiàn)分離開(kāi)來(lái)。b.分光器的組成分光器由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成，色散元件是分光器的關(guān)鍵部件。色散元件放置在原子化器之后，以阻止來(lái)自原子化器內(nèi)的所有不需要的輻射進(jìn)入檢測(cè)器?，F(xiàn)在的商品儀器都使用光柵作為色散元件。4.檢測(cè)系統(tǒng)原子吸收光譜儀的檢測(cè)體統(tǒng)主要由光電檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示記錄裝置等組成。a.光電檢測(cè)器光電檢測(cè)器的作用是將分光器分出的吸收光譜信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。原子吸收光譜儀中廣泛使用的光電檢測(cè)器是光電倍增管（PMT）。光電倍增管是一種真空光電器件，由一個(gè)光敏陰極和若干個(gè)倍增極組成。分光后的光照射到光電倍增管光敏陰極上，轟擊出的光電子又射向倍增極，轟擊出更多的光電子，依次倍增，在最后放出的光電子比最初多到106倍以上，最大電流可達(dá)10μA，電流經(jīng)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入放大器?，F(xiàn)在一些儀器也采用電荷耦合器件（CCD）和光電二極管陣列（PDA）作為檢測(cè)器。b.放大器放大器的作用是將光電倍增管輸出的μV級(jí)的弱電信號(hào)，經(jīng)電子放大線(xiàn)路進(jìn)一步放大至mV級(jí)，以滿(mǎn)足后續(xù)采樣電路對(duì)電信號(hào)幅度的要求。目前商品化儀器的放大器一般由若干級(jí)采用集成運(yùn)算放大電路構(gòu)成。c.數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)現(xiàn)代原子吸收光譜儀器均由電子數(shù)字計(jì)算機(jī)完成功能控制和數(shù)據(jù)采集處理。數(shù)據(jù)采集單元由模擬－數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器將放大器送來(lái)的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別和處理的數(shù)字信號(hào)。處理系統(tǒng)單元在數(shù)據(jù)工作站軟件的支持下對(duì)轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，完成數(shù)據(jù)的變換（如光強(qiáng)度與吸光度之間的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換、曲線(xiàn)擬和等）、貯存記錄、輸出顯示等工作。工作站軟件與儀器本身的設(shè)計(jì)緊密相關(guān)，一般應(yīng)具有自動(dòng)控制儀器主機(jī)及附件進(jìn)行工作、自動(dòng)邊際分析、自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集處理和分析、自動(dòng)進(jìn)行儀器工作參數(shù)條件優(yōu)化選擇、自動(dòng)顯示對(duì)分析過(guò)程各參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警出現(xiàn)的錯(cuò)誤并提示原因、自動(dòng)進(jìn)行QA及QC控制等功能．d.其他裝置氫化物發(fā)生器采用氫化物發(fā)生原子吸收光譜法測(cè)定砷、硒、銻、錫、鉍、鉛、碲、鍺、鎘、汞等痕量元素時(shí)，靈敏度可有很大程度的提高，檢出限比通?；鹧娣ㄌ岣呒s1～3個(gè)數(shù)量級(jí)。石英原子捕集裝置在使用火焰法測(cè)定鉛、金、銀、鈷、砷、鋅、鉈、銻、碲、錫、鉍、鎘、銅、鉬、鐵、鎵、汞、銦、硒、錳、鎳、銥、鉑、鈀、銠、釕等元素時(shí)，使用石英原子捕集裝置可以大大提高分析靈敏度（比一般火焰法提高2～幾十倍不等）。自動(dòng)進(jìn)樣裝置自動(dòng)進(jìn)樣裝置往往用于大批量樣品的自動(dòng)化分析場(chǎng)合，一般都具有自動(dòng)清洗、自動(dòng)稀釋、濃縮富集、自動(dòng)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列、自動(dòng)加入基體改進(jìn)劑等功能。富氧裝置：測(cè)定鈣、鋁、鋇、鑭、鉬、鎵、鎢、釩、鍶等稀土元素時(shí)，為提高靈敏度，通常采用氧化亞氮-乙炔火焰，但這種火焰在使用時(shí)比較危險(xiǎn)，可以考慮用富氧裝置進(jìn)行替代，其火焰溫度根據(jù)分析的靈敏度在2300-2950度范圍內(nèi)可調(diào)，且分析的靈敏度比空氣-乙炔、氧化亞氮-乙炔火焰均有顯著改善。二．現(xiàn)代原子吸收光譜儀器的最新進(jìn)展原子吸收光譜儀器最矚目的突破性進(jìn)展-----可進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收光譜儀使用了連續(xù)光源中階梯光柵光導(dǎo)攝象管、光電二極管陣列檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了多元素的同時(shí)測(cè)定使原子吸收光譜多元素分析的速度和使用的方便性等都得到了大大的提高，使用連續(xù)光源的優(yōu)點(diǎn)輻射覆蓋的波長(zhǎng)范圍寬(從遠(yuǎn)紫外區(qū)直到近紅外區(qū))不存在空心陰極燈會(huì)發(fā)生自吸收的問(wèn)題使這種連續(xù)光源原子吸收光譜儀器在分析的準(zhǔn)確度、工作曲線(xiàn)線(xiàn)性范圍、背景校正性能及獲得更多的光譜信息等方面都優(yōu)于使用空心陰極燈的銳線(xiàn)光源原子吸收光譜儀器。世界首臺(tái)商品化連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA(AnalytikJenaAG2004年)190～900nm全波長(zhǎng)高聚焦短弧氙燈雙單色器(石英棱鏡配合高分辨率的大面積中階梯光柵)譜線(xiàn)寬度≤0.002nm高靈敏度的CCD線(xiàn)陣列檢測(cè)器(同時(shí)測(cè)定特征吸收和背景信號(hào)，得到時(shí)間、波長(zhǎng)與信號(hào)的三維光譜信息)所有背景信號(hào)同時(shí)扣除，大大提高了檢測(cè)的信噪比，使儀器的檢出限優(yōu)于普通原子吸收光譜儀。contrAA進(jìn)行多元素分析時(shí)可達(dá)到10～20個(gè)元素/分鐘，其分析速度和獲得的分析信息量可與ICP光譜儀相當(dāng)。三．原子吸收光譜儀器的主要技術(shù)指標(biāo)1．儀器工作條件：適用的工作環(huán)境溫度（如0-35℃）工作環(huán)境相對(duì)濕度（如10-90%）工作電源（220V50Hz交流電）。2．分析方式：火焰原子吸收儀器石墨爐原子吸收儀器火焰與石墨爐一體化原子吸收儀器等。3．背景校正：火焰原子吸收儀器:采用連續(xù)光源（氘燈）背景校正裝置石墨爐原子吸收儀器:多采用塞曼效應(yīng)（交流磁場(chǎng)或直流磁場(chǎng)）背景校正裝置。背景校正主要指標(biāo):校正周期（如≤2ms）、最大校正量（如≥2.3Abs）。4．光學(xué)系統(tǒng)：波長(zhǎng)范圍（190-900nm）狹縫寬度（0.2-2.0nm）光柵刻線(xiàn)密度（≥1800條/mm）閃耀波長(zhǎng)（如雙閃耀波長(zhǎng)為236nm和597nm）光源適用性（燈座數(shù)、可否自動(dòng)快速選擇燈的位置、可否同時(shí)預(yù)熱多個(gè)燈、無(wú)極放電燈兼容性）等。5．檢測(cè)器：多數(shù)采用PMT高檔儀器采用高量子化效率的固態(tài)檢測(cè)器（如CCD）。6．原子化系統(tǒng)：a.火焰原子化裝置：結(jié)構(gòu)和功能（用耐腐蝕材質(zhì)制作的可調(diào)霧化器，采用熱穩(wěn)定性好的全鈦合金燃燒頭，有自動(dòng)保護(hù)功能的氣體控制系統(tǒng)，有多種安全連鎖裝置）背景校正方式（一般用高強(qiáng)度氘燈校正裝置）分析靈敏度（如5ppm（Cu）、吸光度≥0.75A，≤0.5%RSD）等。b.石墨爐原子化裝置：石墨爐結(jié)構(gòu)；縱向加熱、橫向加熱升溫方式:斜坡升溫、階梯升溫、最大功率升溫溫度控制:電壓、電流控制和光控等石墨爐最高溫度（如3000℃）石墨爐溫度程序（如20℃～3000℃，以10℃為增量；光控最大功率升溫，最大升溫速率2000℃/s）STPF動(dòng)態(tài)溫度反饋控制、基線(xiàn)漂移校正（用于校正石墨揮發(fā)、電壓變化帶來(lái)的基線(xiàn)漂移）石墨爐氬氣控制（內(nèi)外保護(hù)氣分開(kāi)；石墨管外部氬氣不停，內(nèi)部氬氣流量可選，0～250mL/min，最小增量10mL/min）安全功能（具備石墨管損壞報(bào)警裝置；有氣體壓力、冷卻水流量、溫度、石墨管和石墨錐溫度等聯(lián)鎖監(jiān)控，在緊急情況下能按步驟切斷氣路和加熱電源停止工作）檢出限（3σ條件下）（如Pb≤0.2ug/L,Cd≤0.01ug/L）四、原子吸收光譜儀器的使用現(xiàn)代原子吸收光譜儀是集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體的復(fù)雜精密分析儀器，為保障儀器各功能部件的正常使用和得到理想的分析結(jié)果，應(yīng)嚴(yán)格按照儀器的使用規(guī)程及要求進(jìn)行操作。１.儀器安裝儀器應(yīng)安裝在無(wú)酸氣、氨氣等有害有腐蝕性氣體環(huán)境的房間內(nèi)，儀器原子化器上方應(yīng)安裝排氣通風(fēng)裝置，以防室內(nèi)空氣污染，室內(nèi)溫度一般保持在１０℃－３０℃，相對(duì)濕度不超過(guò)８０％。

儀器附近無(wú)大功率電器設(shè)備和強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，最好在電源與儀器之間串接一臺(tái)交流電源穩(wěn)壓器。溶解乙炔、氧化亞氮?dú)怏w鋼瓶應(yīng)單獨(dú)放置在專(zhuān)設(shè)帶排風(fēng)的房間內(nèi)或?qū)Ｓ玫姆辣瑑?chǔ)氣柜內(nèi)，不得有暴露的電線(xiàn)和閘刀開(kāi)關(guān)等。乙炔氣體不得使用銅或銅合金管輸送。2.開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查提供給儀器的水（如石墨爐原子吸收儀的循環(huán)冷卻水）、氣（如火焰原子吸收儀的乙炔及壓縮空氣，石墨爐原子吸收儀的氬氣）、電（特別是石墨爐原子吸收儀的供電電源）等是否正常。3.開(kāi)機(jī)工作開(kāi)機(jī)操作應(yīng)按照儀器使用說(shuō)明的順序進(jìn)行,一般為:開(kāi)啟儀器的控制及數(shù)據(jù)處理工作站電腦。安裝空芯陰極燈。開(kāi)啟儀器主機(jī)電源、附件裝置電源。打開(kāi)工作站操作軟件，使儀器自動(dòng)完成自檢和初始化。打開(kāi)空芯陰極燈及氘燈電源，穩(wěn)定10min左右，同時(shí)設(shè)置儀器參數(shù)、實(shí)驗(yàn)條件和分析方法。檢查廢液排水裝置。打開(kāi)空氣壓縮機(jī),調(diào)節(jié)減壓閥使出口壓力至儀器說(shuō)明書(shū)中要求的壓力范圍（一般為0.1-0.2MPa）。打開(kāi)乙炔鋼瓶，調(diào)節(jié)減壓閥使調(diào)出口壓力至儀器說(shuō)明書(shū)中要求的壓力范圍（一般為0.05-0.1MPa）。調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁康揭蟮臄?shù)值，點(diǎn)火預(yù)熱20min左右，使儀器工作狀態(tài)充分穩(wěn)定。測(cè)定樣品，并計(jì)算出結(jié)果。結(jié)束工作，按開(kāi)機(jī)的相反順序關(guān)機(jī)。4.儀器工作時(shí)的緊急情況處理如遇突然停電，此時(shí)如正在做火焰分析，則應(yīng)迅速關(guān)閉燃?xì)猓蝗粽谧鍪珷t分析時(shí)，則迅速切斷主機(jī)電源；然后將儀器各部分的控制機(jī)構(gòu)恢復(fù)到停機(jī)狀態(tài)，待通電后，再按儀器的操作程序重新開(kāi)啟。在做石墨爐分析時(shí)，如遇到突然停水，應(yīng)迅速切斷主電源，以免燒壞石墨爐。操作時(shí)如嗅到乙炔或石油氣的氣味，這是由于燃?xì)夤艿阑驓饴废到y(tǒng)某個(gè)連接頭處漏氣，應(yīng)立即關(guān)閉燃?xì)膺M(jìn)行檢測(cè)，待查出漏氣部位并密封后再繼續(xù)使用。

使用中萬(wàn)一發(fā)生回火，應(yīng)立即關(guān)閉燃?xì)?，以免引起爆炸，然后再將儀器開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)裝置恢復(fù)到停機(jī)狀態(tài)，待查明回火原因并采取相應(yīng)措施后再繼續(xù)使用。顯示儀表(表頭、數(shù)字表或記錄儀)突然波動(dòng)，這類(lèi)情況多數(shù)因電子線(xiàn)路中個(gè)別元件損壞，某處導(dǎo)線(xiàn)斷路或短路，高壓控制失靈等造成。另外，電源電壓變動(dòng)太大或穩(wěn)壓器發(fā)生故障，也會(huì)引起顯示儀表的波動(dòng)現(xiàn)象。如遇到上述情況，應(yīng)立即關(guān)閉儀器，待查明原因，排除故障后再開(kāi)啟。五、原子吸收光譜儀器的維護(hù)原子吸收光譜儀器是一種復(fù)雜精密的儀器,做好對(duì)儀器的日常維護(hù)和必要的部件維護(hù),可以確保儀器各功能部件的正常使用、保證儀器性能和延長(zhǎng)儀器的使用壽命。1.日常維護(hù):日常維護(hù)是指在每次分析工作結(jié)束后對(duì)儀器進(jìn)行的一般性維護(hù)。熄火后關(guān)機(jī)前用去離子水進(jìn)樣空噴五分鐘左右，以清洗原子化裝置的霧化器、混合室以及廢液排放管路系統(tǒng)。放凈空壓機(jī)的貯氣灌和水分過(guò)濾器內(nèi)的冷凝水。若使用了有機(jī)溶劑，則應(yīng)倒干凈廢液罐中的廢液，并用自來(lái)水清洗廢液罐。測(cè)過(guò)高濃度試樣后，應(yīng)取下燃燒頭用水沖洗干凈并檢查燃燒器縫口，如有積碳可用濾紙仔細(xì)檫除洗凈晾干。用蘸有水或中性洗滌劑（嚴(yán)禁使用有機(jī)溶劑）的軟布擦拭儀器表面，清除灰塵、水分以及濺到的腐蝕性液體等。清除燈窗和樣品盤(pán)上的液滴及水漬，并用蘸有甲醇或乙醇水溶液的軟的擦鏡紙或棉球擦拭樣品艙的光路窗口。關(guān)閉通風(fēng)設(shè)施，檢查所有電源是否已切斷，水源、氣源是否關(guān)好。使用石墨爐系統(tǒng)時(shí)，要注意檢查自動(dòng)進(jìn)樣針的位置是否準(zhǔn)確，原子化溫度一般不超過(guò)2650℃及盡可能驅(qū)盡試液中的強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑，確保石墨管的壽命。裝卸空心陰極燈時(shí)要輕拿輕放，窗口如有污物或指印，可用擦鏡紙輕輕擦拭。有些低熔點(diǎn)元素?zé)羧鏢n、Pb等，使用時(shí)防止震動(dòng)，工作后輕輕取下，陰極向上放置，待冷卻后再移動(dòng)裝盒。閑置不用的空心陰極燈，定期在額定電流下點(diǎn)燃30min。

2.部件維護(hù)a.氣源氣路部分維護(hù)定期檢查管道、閥門(mén)接頭等各部分是否漏氣，特別是更換燃?xì)怃撈恐笠梅试硭驅(qū)Ｓ脵z漏設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，若有漏氣,應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。另外每次更換氣體鋼瓶后應(yīng)檢查壓力表和減壓閥是否正常。及時(shí)排除空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)水器及過(guò)濾器中的水分，經(jīng)常檢查空氣壓縮機(jī)是否需要加油。儀器長(zhǎng)期置于潮濕環(huán)境或氣路存有水份，在儀器使用率不高的情況下，會(huì)使氣路中閥門(mén)、接口等處生銹，造成氣孔阻塞，氣路不通。遇此情況可關(guān)閉乙炔等易燃?xì)怏w的總閥門(mén)，檢查并確認(rèn)空氣壓縮機(jī)工作正常，將空氣壓縮機(jī)的輸出端接到儀器的助燃?xì)馊肟谔?，打開(kāi)儀器蓋板逐段檢查通氣管道，找出阻塞位置并排除。重新安裝時(shí)，要注意接口處的密封性，保證接口處不漏氣。然后將空氣壓縮機(jī)輸出口接到儀器的燃?xì)廨斎肟?，按上述辦法逐段檢查，直到全部阻塞故障排除。

使用乙炔氣體做燃?xì)鈺r(shí)。必須使用的純度至少為99.6%并以丙酮為溶劑的溶解乙炔；經(jīng)常檢查乙炔鋼瓶壓力不得低于700kPa，以防丙酮進(jìn)入氣路影響分析結(jié)果并造成儀器的損壞；乙炔的輸送壓力應(yīng)調(diào)節(jié)到儀器工作所需的適宜壓力范圍，一般不能超過(guò)105kPa。使用氧化亞氮?dú)怏w時(shí)，應(yīng)配備帶加熱功能的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，否則當(dāng)氧化亞氮從鋼瓶中流出時(shí)由于冷卻效應(yīng)會(huì)造成氣體壓力過(guò)低，造成分析結(jié)果不穩(wěn)定。使用手動(dòng)氣體控制器容易產(chǎn)生回火危險(xiǎn)。b.火焰原子化裝置的維護(hù)霧化器霧化器包括毛細(xì)管和噴霧頭。必須保證吸噴溶液的塑料毛細(xì)管牢固準(zhǔn)確連接到霧化毛細(xì)管上，任何空氣的泄漏、管路彎曲都會(huì)造成吸光度下降、讀數(shù)不穩(wěn)定、重復(fù)性變差。塑料毛細(xì)管容易被堵塞，此時(shí)可將堵塞段剪去或換新的毛細(xì)管（大約15cm長(zhǎng)）。如果霧化毛細(xì)管發(fā)生堵塞，應(yīng)熄滅火焰，從霧化器上拆下塑料毛細(xì)管，從儀器上拆下霧化器，根據(jù)儀器使用說(shuō)明中有關(guān)霧化器的拆解方法拆開(kāi)霧化器，將霧化器置于0.5%的肥皂水中用超聲波清洗5-10分鐘，并用光潔金屬細(xì)絲小心疏通霧化毛細(xì)管。疏通后按照結(jié)構(gòu)重新組裝霧化器，將霧化器裝回儀器上，并更換塑料毛細(xì)管。霧化室樣品溶液從霧化器噴出后就撞到玻璃撞擊球形成更細(xì)的氣溶膠。撞擊球的效率將會(huì)由于表面開(kāi)裂、斑點(diǎn)腐蝕和沉積固體物質(zhì)而降低，導(dǎo)致吸光度下降、噪聲變大。拆卸霧化器時(shí)應(yīng)仔細(xì)察看撞擊球的狀況。檢查有無(wú)斑點(diǎn)腐蝕、開(kāi)裂和破損，并確保玻璃撞擊球位置完全對(duì)準(zhǔn)霧化器的出口（文丘里管）。當(dāng)將霧化器和玻璃撞擊球拆下進(jìn)行檢查時(shí)，霧化室和水封槽都需要拆下并進(jìn)行清洗。將水封槽中的水倒盡，用洗滌劑和溫水清洗霧化室和水封槽。最后用蒸餾水淋洗，并風(fēng)干。用水重新裝滿(mǎn)水封槽，裝好霧化室，檢查O型環(huán)有無(wú)變形、氣體輸入接口有無(wú)泄漏。連上廢液管，確保廢液管的出口高于液面，否則，吸光度將會(huì)隨著廢液斷斷續(xù)續(xù)的排出發(fā)生有規(guī)律的降低。因此需要每天檢查廢液量并及時(shí)清空廢液罐。廢液罐的日常檢查對(duì)于使用有機(jī)溶劑時(shí)是必須的，因?yàn)橛袡C(jī)溶劑的揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。燃燒器經(jīng)常吸噴某些溶液，會(huì)使燃燒器發(fā)生積炭和鹽分沉積，造成助燃比、火焰剖面形狀變化甚至發(fā)生遮擋光路，引起分析信號(hào)不穩(wěn)定和下降。為了減少鹽分的沉積，可以在每個(gè)樣品分析完之后吸噴稀硝酸溶液。如果鹽分沉積還在加劇，就需要熄滅火焰用儀器商提供的黃銅條清除鹽分。將黃銅條插入燃燒器狹縫中上下拉動(dòng)進(jìn)行清除，能去除火焰點(diǎn)燃時(shí)隨吸噴的蒸餾水所帶入的顆粒。嚴(yán)禁使用尖銳的工具如刀片進(jìn)行清除，這樣將會(huì)在狹縫上留下刻痕加速積炭和鹽分沉積。

如果上述的方法無(wú)法完全清除，可將燃燒器拆下倒置于肥皂水中用柔軟的刷子刷洗，也可將燃燒器浸于稀酸（0.5%HNO3）中，或者使用超聲波并加入濃度較低的非離子型洗滌劑進(jìn)行清洗，清洗后用蒸餾水淋洗干凈、風(fēng)干之后再裝回儀器。嚴(yán)禁直接在儀器上清洗燃燒器。每天在做完分析之后，可以洗噴50-100mL的蒸餾水清洗霧化器、霧化室和燃燒器。對(duì)于分析高濃度Cu、Ag和Hg元素，此清洗步驟尤為重要，因?yàn)檫@些元素會(huì)反應(yīng)生成爆炸性的乙炔化物，分析完這些元素之后需要將燃燒器和霧化器拆開(kāi)并清洗干凈。C.石墨爐原子化裝置的維護(hù)載氣和冷卻水裝置石墨爐原子化器所使用的載氣一般為高純氬氣，有時(shí)也可用高純氮?dú)馓娲瑝毫σ话阍O(shè)定為100-340kPa。冷卻水主要用來(lái)冷卻石墨爐，一般都使用循環(huán)冷卻水泵。要求水溫必須低于40℃、水質(zhì)必須潔凈不含腐蝕性物質(zhì)。流量一般為1.5-2L/min。最大允許壓力200kPa。石墨平臺(tái)石墨平臺(tái)是一個(gè)兩端為石英窗完全密閉的裝置。每次分析之前，應(yīng)檢查兩側(cè)的石英窗有無(wú)灰塵或指紋，如有污染可用擦鏡紙蘸取乙醇水溶液擦拭，嚴(yán)禁使用粗糙的布或含有研磨料的清潔劑清洗。取下石英窗后，可檢查保護(hù)氣輸入口。若石墨管過(guò)渡老化，石墨顆粒會(huì)掉入保護(hù)氣輸入口，堵塞并影響正常的流量。可以使用空氣進(jìn)行小心的吹掃，將顆粒吹出氣路。檢查一下石英窗的內(nèi)部，確保沒(méi)有樣品遺留，以免加熱之后沉積。石墨平臺(tái)的內(nèi)部就是石墨爐組件。定期拆下石墨管檢查石墨管保護(hù)器的情況。確保其內(nèi)腔和進(jìn)樣孔區(qū)域沒(méi)有疏松的碳粒和殘留的樣品。檢查石墨管保護(hù)器兩端的電極的頂錐情況，如果頂錐老化或燒毀，電極將無(wú)法與石墨管正常連接，導(dǎo)致電流波動(dòng)數(shù)據(jù)重復(fù)性變差。電極附近的幾個(gè)載氣入口都必須確保沒(méi)有碳粒或殘留的樣品。

石墨管保護(hù)器上方是鈦制排放口，注入的樣品或灰化/原子化殘留的樣品會(huì)沉積在此處，可用蘸有乙醇的的棉簽清除排放口內(nèi)外側(cè)的沉積物，也可將鈦制排放口直接浸于稀酸中清洗。更換新的石墨管后，應(yīng)當(dāng)用清潔液(20mL氨水+20mL丙酮+100mL去離子水)清洗石墨錐的內(nèi)表面和石墨爐爐腔，除去碳化物的沉積；新的石墨管安放好后，應(yīng)進(jìn)行熱處理，即空燒，重復(fù)3-4次。更換新的石墨錐時(shí)，要保證新的錐體正確裝入。自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)進(jìn)樣器中的洗瓶、注射器和毛細(xì)管組件都需要進(jìn)行日常維護(hù)，可最大限度減少污染，提高分析結(jié)果的重復(fù)性。洗瓶一般是拆下清洗。先用20%的硝酸裝滿(mǎn)洗瓶，然后用去離子水淋洗。在用0.01-0.05%的硝酸重新灌滿(mǎn)洗瓶。有時(shí)碳粒子會(huì)沉積在進(jìn)樣毛細(xì)管的尖端，此時(shí)需要用薄紙將其擦去，否則會(huì)影響定量準(zhǔn)確度。分析基體比較復(fù)雜的樣品時(shí)，容易污染毛細(xì)管。此時(shí)可直接操縱毛細(xì)管從一含有20%硝酸的樣品瓶中吸取70μL的溶液，當(dāng)毛細(xì)管吸完液體并且仍浸在樣品瓶中時(shí)，立即關(guān)閉自動(dòng)進(jìn)樣器，過(guò)幾分鐘之后重新啟動(dòng)自動(dòng)進(jìn)樣器，并排出毛細(xì)管中的液體，這樣就能對(duì)毛細(xì)管的內(nèi)外側(cè)都進(jìn)行清洗。對(duì)于有機(jī)殘留物可用丙酮作溶劑按上述步驟清洗。對(duì)于聚四氟乙烯的毛細(xì)管無(wú)論是操作還是清洗都需要格外細(xì)心。如果樣品分析的重復(fù)性由于毛細(xì)管的彎曲或絞結(jié)而急劇下降，就需要立即拉直。如果毛細(xì)管尖端損壞，可用鋒利的解剖刀或剃刀將損壞處以45°斜向切除。自動(dòng)進(jìn)樣器需要維護(hù)的最后一部分是注射器。應(yīng)該每天檢查毛細(xì)管和注射器中是否有氣泡。系統(tǒng)中存在氣泡會(huì)引起定量不準(zhǔn)，導(dǎo)致分析結(jié)果錯(cuò)誤?？梢园凑諆x器的使用手冊(cè)提供的方法排除氣泡，如果氣泡仍然吸附于注射器中，就需進(jìn)行清洗，可用中性洗滌劑清洗，然后用去離子水淋洗干凈，確認(rèn)清洗過(guò)程中沒(méi)有污染引入注射器中。清洗過(guò)程中務(wù)必小心，切勿將柱塞弄彎。六、原子吸收光譜儀器的常見(jiàn)故障及排除方法原子吸收光譜儀器是一種復(fù)雜精密的儀器,使用中難免出現(xiàn)故障，以下介紹一些常見(jiàn)故障以及排除方法。進(jìn)行儀器維修故障排除是要注意：維修前必須切斷原子化系統(tǒng)的氣源、水源，關(guān)閉氣體鋼瓶的總閥，必要時(shí)還應(yīng)斷開(kāi)電源，以防造成事故。不得打開(kāi)單色器，更不能在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)儀器工具和維修經(jīng)驗(yàn)的餓情況下對(duì)單色器內(nèi)部進(jìn)行任何調(diào)整。維修電路時(shí),不要損傷印刷電路板及上面的集成電路和一些精密元器件。1.光源部分空心陰極燈點(diǎn)不亮

可能是燈電源損壞或未接通、燈頭接線(xiàn)斷路、燈頭與燈座接觸不良?？煞謩e檢查燈電源、連線(xiàn)及相關(guān)接插件?？招年帢O燈內(nèi)跳火放電

一般是由燈陰極表面有氧化物或雜質(zhì)導(dǎo)致?？杉哟鬅綦娏鞯绞畮讉€(gè)毫安，直至火花放電現(xiàn)象停止，若無(wú)效則需更換新燈?？招年帢O燈輝光顏色不正常

原因是燈內(nèi)惰性氣體不純?？捎梅聪蛲娺M(jìn)行處理，即在燈的最大電流下點(diǎn)燃20－30min；或在大電流100－150mA下點(diǎn)燃1－2min，使陰極紅熱，陰極上的鈦絲或鉭片是吸氣劑，能吸收燈內(nèi)殘留的雜質(zhì)氣體，這樣可以恢復(fù)燈的性能。2.波長(zhǎng)偏差增大

波長(zhǎng)偏差增大的原因是準(zhǔn)直鏡左右產(chǎn)生位移或光柵起始位置發(fā)生改變。可以利用空心陰極燈（鈣鎂混合燈、Cu燈、Pb燈）進(jìn)行波長(zhǎng)校準(zhǔn)。3.輸出能量低

導(dǎo)致輸出能量低的原因可能是波長(zhǎng)超差、空芯陰極燈老化、外光路不正、透鏡或單色器被嚴(yán)重污染、放大器系統(tǒng)增益下降等。若是在短波或者部分波長(zhǎng)范圍內(nèi)輸出能量較低,則應(yīng)檢查燈源及光路系統(tǒng)的故障。若輸出能量在全波長(zhǎng)范圍內(nèi)降低,應(yīng)重點(diǎn)檢查光電倍增管是否老化,放大電路有無(wú)故障。

4.靈敏度低a.空芯陰極燈工作電流過(guò)大,造成譜線(xiàn)變寬、產(chǎn)生自吸收。應(yīng)在光源發(fā)射強(qiáng)度滿(mǎn)足要求的情況下,盡可能采用低的工作電流。b.霧化效率低管路堵塞，提升量下降?？蓪⒅?xì)?壓縮空氣)的流量開(kāi)大,用手堵住噴嘴,借助氣流沖開(kāi)堵塞物使其暢通，并測(cè)量提升量是否合適（一般為4-6mL/min）。撞擊球與噴嘴的相對(duì)位置沒(méi)有調(diào)整好。調(diào)整撞擊球與噴嘴（文丘里管出口）的相對(duì)位置到噴霧呈煙狀液粒細(xì)小且分散為最佳。c.燃?xì)馀c助燃?xì)獗冗x擇不當(dāng)一般燃?xì)馀c助燃?xì)庵刃∮?∶4為貧燃性火焰，介于1∶4和1∶3之間為中性火焰，大于1∶3為富燃性火焰。應(yīng)根據(jù)測(cè)定的元素性質(zhì)以及基體情況選擇合適的燃?xì)馀c助燃?xì)獗取.燃燒器與外光路不平行應(yīng)使光軸通過(guò)火焰中心,狹縫與光軸保持平行。e.分析譜線(xiàn)沒(méi)找準(zhǔn)可選擇較靈敏的共振線(xiàn)作為分析譜線(xiàn)。f.試樣溶液及標(biāo)準(zhǔn)溶液被污染或存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)變質(zhì)。洗凈容器，重新配制。5.穩(wěn)定性差a.儀器受潮或預(yù)熱時(shí)間不夠可用熱風(fēng)機(jī)除潮或按規(guī)定時(shí)間預(yù)熱后再操作使用。b.燃?xì)饣蛑細(xì)鈮毫Σ环€(wěn)定若不是氣源不足或管路泄漏的原因,可在氣源管道上加一閥門(mén)控制開(kāi)關(guān),調(diào)穩(wěn)流量。c.廢液流動(dòng)不暢疏通或更換廢液管，并檢查廢液罐內(nèi)廢液排放管口是否在廢液面以上。d.火焰高度選擇不當(dāng)火焰高度不合適會(huì)造成基態(tài)原子數(shù)變化異常,致使吸收不穩(wěn)定?？梢哉{(diào)整燃燒器高度至合適位置。e.光電倍增管負(fù)高壓過(guò)高增加光電倍增管負(fù)高壓雖可提高靈敏度,但會(huì)出現(xiàn)噪聲大、測(cè)量穩(wěn)定性差的問(wèn)題。適當(dāng)降低負(fù)高壓,可改善測(cè)量的穩(wěn)定性。6.背景校正噪聲大a.光路未調(diào)到最佳位置重新調(diào)整氘燈與空心陰極燈的位置,使兩者光斑重合。b.光電倍增管負(fù)高壓過(guò)高適當(dāng)降低光電倍增管負(fù)高壓。c.氘燈能量過(guò)大適當(dāng)降低氘燈能量,在分析靈敏度允許的情況下,增加狹縫寬度。d.原子化溫度太高可選用適宜的原子化條件。7.校準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性差a.光源燈老化或使用過(guò)大的燈電流

會(huì)引起分析譜線(xiàn)的衰弱擴(kuò)寬，應(yīng)及時(shí)更換光源燈或調(diào)低燈電流。b.狹縫過(guò)寬

使通過(guò)的分析譜線(xiàn)超過(guò)一條?？蓽p小狹縫。c.測(cè)定樣品的濃度太大由于高濃度溶液在原子化器中生成的基態(tài)原子不成比例,使校準(zhǔn)曲線(xiàn)產(chǎn)生彎曲。因此,需縮小測(cè)量濃度的范圍或用靈敏度較低的分析譜線(xiàn)。8.產(chǎn)生回火

造成回火的主要原因是由于氣流速度小于燃燒速度導(dǎo)致。其直接原因有：突然停電或空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障使助燃?xì)鈮毫档?。廢液排出口水封不好或根本就沒(méi)有水封。燃燒器的狹縫增寬。助燃?xì)怏w和燃?xì)獾谋壤д{(diào)。霧化混合室的防爆膜破損。用空氣鋼瓶時(shí)，瓶?jī)?nèi)所含氧氣過(guò)量。用乙炔-氧化亞氮火焰時(shí)，乙炔氣流量過(guò)小。

發(fā)現(xiàn)回火后應(yīng)立即關(guān)閉燃?xì)鈿饴?確保人身和財(cái)產(chǎn)的安全，然后將儀器各控制開(kāi)關(guān)恢復(fù)到開(kāi)啟前的狀態(tài)后方可檢查產(chǎn)生回火的原因。七、原子吸收光譜分析中的干擾及其消除原子吸收光譜分析中主要存在物理干擾、光譜干擾和化學(xué)干擾。1.物理干擾物理干擾是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過(guò)程中，由于試樣任何物理特性（如粘度、表面張力、密度等）的變化而引起的原子吸收強(qiáng)度下降的效應(yīng)。物理干擾是非選擇性干擾，對(duì)試樣各元素的影響基本是相似的。

配制與被測(cè)試樣相似組成的標(biāo)準(zhǔn)樣品，是消除物理干擾最常用的方法。在不知道試樣組成或無(wú)法匹配試樣時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法或稀釋法來(lái)減小和消除物理干擾。２.化學(xué)干擾化學(xué)干擾是指待測(cè)元素原子與其他干擾組分之間由于發(fā)生化學(xué)作用而引起的干擾效應(yīng)，主要影響到待測(cè)元素化合物的解離及元素的原子化，是原子吸收光譜分析主要的干擾因素。化學(xué)干擾是一種選擇性的干擾。a.化學(xué)干擾的類(lèi)型待測(cè)元素與其共存物質(zhì)作用生成難熔、難揮發(fā)、難分解的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。例如鈷、硅、硼、鈦、鈹在火焰中易生成難熔化合物；硫酸鹽、硅酸鹽與鋁生成難揮發(fā)物；鎢、硼、希土元素等生成難解離的碳化物等。待測(cè)離子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生吸收，總吸收強(qiáng)度減弱。電離電位≤6eV的元素如堿及堿土元素，易發(fā)生電離，火焰溫度越高，干擾越嚴(yán)重。b.消除化學(xué)干擾的方法一般采用分離干擾組分或通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液中加入某種光譜化學(xué)緩沖劑來(lái)抑制或減少化學(xué)干擾?；瘜W(xué)分離可通過(guò)沉淀、萃取、離子交換等方法將測(cè)試樣中的干擾組分與待測(cè)組分分離。

加入釋放劑釋放劑可與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測(cè)元素釋放出來(lái)。例如加入鍶、鑭可有效消除磷酸根對(duì)測(cè)定鈣的干擾。加入和保護(hù)劑保護(hù)劑可與待測(cè)元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止干擾物質(zhì)與其作用。例加入EDTA生成EDTA-Ca，可避免磷酸根與鈣作用，消除磷酸根對(duì)測(cè)定鈣的干擾。

加入飽和劑在試樣中加入足夠的干擾元素試劑作為飽和劑，使干擾趨于穩(wěn)定。例如用N2O—C2H2火焰測(cè)鈦時(shí)，在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入300mg／L以上的鋁鹽，使鋁對(duì)鈦的干擾趨于穩(wěn)定。電離緩沖劑加入大量易電離的一種緩沖劑以抑制待測(cè)元素的電離。例加入足量的銫鹽，抑制K、Na測(cè)定時(shí)電離。使用基體改進(jìn)劑例如在石墨爐原子吸收法中，加入基體改進(jìn)劑，提高被測(cè)物質(zhì)的穩(wěn)定性或降低被測(cè)元素的原子化溫度以消除干擾。使用高溫火焰例如磷酸根在高溫火焰中不干擾鈣的測(cè)定。３.光譜干擾光譜干擾是由于待測(cè)元素的共振線(xiàn)與光源和原子化裝置中產(chǎn)生的干擾譜線(xiàn)無(wú)法分離所導(dǎo)致。a.光譜干擾通常有以下幾種情況：在分析線(xiàn)附近有單色器不能分離的待測(cè)元素的鄰近線(xiàn)?？赏ㄟ^(guò)調(diào)小儀器分光器狹縫的方法來(lái)抑制這種干擾?？招年帢O燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射?？蓳Q用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。可用調(diào)小儀器分光器狹縫用較小的通帶寬度或更換空心陰極燈。分子吸收和光散射。分子吸收和光散射是形成光譜背景干擾的主要因素。分子吸收干擾是指在原子化過(guò)程中生成的氣體分子、氧化物及鹽類(lèi)分子對(duì)輻射吸收而引起的干擾。光散射是指在原子化過(guò)程中產(chǎn)生的固體微粒對(duì)光產(chǎn)生散射，使被散射的光偏離光路而不為檢測(cè)器所檢測(cè)，導(dǎo)致吸光度值偏高。在石墨爐原子吸收法中，背景干擾的影響比火焰原子吸收法嚴(yán)重，若不扣除背景干擾，有時(shí)甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。b.背景校正方法采用背景校正可以克服原子吸收光譜分析中的背景光譜干擾，采用的方法主要有用鄰近非共振線(xiàn)校正背景、自吸效應(yīng)校正背景、連續(xù)光源校正背