原子熒光光譜分析法

原子熒光光譜分析法用于物質(zhì)的定性及定量分析的方法01簡介分類熒光強度優(yōu)點原理量子效率目錄030502040607儀器展望應(yīng)用參考文獻目錄0908010基本信息原子熒光光譜分析法（AFS，Atomicfluorescencespectrometry），是利用原子熒光譜線的波長和強度進行物質(zhì)的定性及定量分析方法，是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。原子熒光光譜分析法-優(yōu)點（1）有較低的檢出限，靈敏度高（2）干擾較少，譜線比較簡單（3）分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬，（4）能實現(xiàn)多元素同時測定·簡介簡介原子熒光光譜分析法（AFS）是利用原子熒光譜線的波長和強度進行物質(zhì)的定性及定量分析方法，是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。它的基本原理是原子蒸氣吸收特征波長的光輻射之后,原子被激發(fā)至高能級，在躍遷至低能級的過程中，原子所發(fā)射的光輻射稱為原子熒光。優(yōu)點優(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(dāng)?shù)偷臋z出限，Cd可達0．001ng·cm-3、Zn為0.04ng·cm-3?，F(xiàn)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熒光分析儀。這種儀器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。（3）分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬，可達3～5個數(shù)量級。（4）能實現(xiàn)多元素同時測定。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(xiàn)多元素同時測定。分類分類原子熒光的類型原子熒光分為共振熒光，非共振熒光與敏化熒光等三種類型。原子熒光光譜分析法（1）共振熒光發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光為共振熒光。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(chǎn)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。（2）非共振熒光熒光的波長與激發(fā)光不同時，稱非共振熒光。當(dāng)熒光與激發(fā)光的波長不相同時，產(chǎn)生非共振熒光。非共振熒光又分為直躍線熒光、階躍線熒光、antiStokes（反斯托克斯）熒光。原理原理原子熒光為光致發(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。對于某一元素來說，原子吸收了光輻射之后，根據(jù)躍遷過程中所涉及的能級不同，將發(fā)射出一組特征熒光譜線。由于在原子熒光光譜分析的實驗條件下,大部分原子處于基態(tài)，而且能夠激發(fā)的能級又取決于光源所發(fā)射的譜線,因而各元素的原子熒光譜線十分簡單。根據(jù)所記錄的熒光譜線的波長即可判斷有哪些元素存在，這是定性分析的基礎(chǔ)。當(dāng)原子蒸氣吸收光輻射并被激發(fā)時，測量到的共振熒光輻射通量可以用下式表示：式中ΦF為熒光輻射通量；Ω為測量熒光輻射通量的立體角;ΦA(chǔ)為被測原子所吸收的激發(fā)光束輻射通量；Y為熒光量子效率，即發(fā)射熒光的量子數(shù)和吸收激發(fā)光的量子數(shù)之比值；f為在原子化器中,由于再吸收而引起的熒光輻射損失校正系數(shù)。在一定的實驗條件下,Ω和Y可視為常數(shù)。當(dāng)原子濃度十分稀薄時，ΦA(chǔ)正比于光源強度和原子濃度,f可忽略不計。當(dāng)光源強度一定、原子濃度與溶液中被測元素濃度c成正比：ΦF=Kc上式為原子熒光定量分析的基本關(guān)系式，即熒光強度與元素的濃度成正比。熒光強度熒光強度If=φIaIf熒光強度，φ為熒光量子效率，a吸收光的強度.原子熒光光譜分析法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(shù)，ε為峰值吸收系數(shù)。展開方程,忽略高次時,可得：If=φAI0ειNIf=kC量子效率量子效率量子效率：φ=φf/φAφf單位時間時內(nèi)發(fā)射的熒光光子數(shù)φA單位時間內(nèi)吸收激發(fā)光的光子數(shù)φ一般小于1。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+ΔH可用氬氣來稀釋火焰，減小猝滅現(xiàn)象。儀器儀器進行原子熒光測量的儀器稱為原子熒光光譜儀，可分為單道和多道兩類，前者一次只能測量一個元素的熒光強度，后者一次可同時測量多個元素。儀器由下述五部分組成：原子熒光光譜分析法輻射源用來激發(fā)原子使其產(chǎn)生原子熒光。要求強度高，穩(wěn)定性好。光源分連續(xù)光源和線光源。連續(xù)光源一般采用高壓氙燈，功率可高達數(shù)百瓦。這種燈測定的靈敏度較低，光譜干擾較大，但是采用一個燈即可激發(fā)出各元素的熒光。常用的線光源為脈沖供電的空心陰極燈、無電極放電燈及70年代中期提出的可控溫度梯度原子光譜燈。采用線光源時，測定某種元素需要配備該元素的光譜燈。可調(diào)染料激光也可作為輻射源，但短波部分能量還不夠。單色器產(chǎn)生高純單色光的裝置，其作用為選出所需要測量的熒光譜線，排除其他光譜線的干擾。單色器有狹縫、色散元件（光柵或棱鏡）和若干個反射鏡或透鏡所組成。使用單色器的儀器稱為色散原子熒光光譜儀；不用單色器的儀器稱為非色散原子熒光光譜儀。原子化器將被測元素轉(zhuǎn)化為原子蒸氣的裝置?？煞譃榛鹧嬖踊骱碗姛嵩踊??；鹧嬖踊魇抢没鹧媸乖氐幕衔锓纸獠⑸稍诱魵獾难b置。所用的火焰為空氣－乙炔焰、氬氫焰等。電熱原子化器是利用電能來產(chǎn)生原子蒸氣的裝置。電感耦合等離子焰也可作為原子化器，它具有散射干擾少、熒光效率高的特點。應(yīng)用應(yīng)用定量分析應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、醫(yī)藥和環(huán)境保護部門中痕量元素的測量。元素有各自的特征原子熒光光譜，根據(jù)記錄的熒光譜線可判斷哪些元素存在。原子熒光光譜法還可用來測量火焰的溫度，診斷電感耦合等離子體的特性。展望展望原子熒光光譜法具有設(shè)備簡單、各元素相互之間的光譜干擾少和多元素可以同時測定等優(yōu)點，是一種有潛力的痕量分析方法。今后的任務(wù)是發(fā)展新的光源和尋找更理想的原