AAS原子吸收與ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜對(duì)比

AAS原子吸收與ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜對(duì)比火焰原子吸收光譜（FAAS）石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES/AES）注：ICP-OES（InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmissionSpectrometer（ICP-OES），ICP-AES（InductivelyCoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometer），一方面，ICP中除了原子光譜，還存在大量離子光譜，ICP-AES的叫法不合適；另一方面隨著技術(shù)的進(jìn)步，俄歇電子能譜(簡(jiǎn)稱AES)(AugerElectronSpectrometer）應(yīng)用增多，為了避免簡(jiǎn)稱的混淆，所以把發(fā)射光譜改為OES。電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）ICP-MS是以獨(dú)特的接口技術(shù)將電感耦合等離子體（ICP）的高溫電離特性與四極桿質(zhì)量分析器（MS）的快速靈敏掃描的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合而形成一種元素、同位素分析和納米尺寸分析技術(shù)。根據(jù)元素的質(zhì)荷比進(jìn)行檢測(cè)。原子光譜技術(shù)AA、ICP-OES、ICP-MS的檢出限及分析效率對(duì)比原子光譜儀器比較HowManySamples?HowMuchSample?WhichElements?WhatLevels?FlameAA,FurnaceAA,ICP-OESorICP-MS?…foursimplequestionstoaskHowtochoosewhichtechnique?原子吸收原子吸收

PrincipleofAtomicSpectroscopyHHeMAbsorption(

a)

Emission(

e)

EnergyIonizationPrincipleofAtomicSpectroscopyE基態(tài)第一激發(fā)態(tài)熱能C

E=h=h特定能級(jí)差對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)（光）可以代表此種元素的存在，這是定性分析的基礎(chǔ)特征光的強(qiáng)度和元素的濃度成正比，這是定量分析的基礎(chǔ)Page7

原子吸收光譜的產(chǎn)生當(dāng)有輻射通過(guò)自由原子蒸氣，且入射輻射的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)，原子就要從輻射場(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)生原子吸收光譜與原子結(jié)構(gòu)由于原子能級(jí)是量子化的，因此，在所有的情況下，原子對(duì)輻射的吸收都是有選擇性的。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具有不同的特征。不同的原子，ΔE不同，原子吸收光譜不同PrincipleofAtomicSpectroscopy負(fù)壓吸入后霧化成小霧粒吸收光輻射躍遷到較高能級(jí)高溫火焰中蒸發(fā)、脫水、分解試液M(基態(tài)原子,氣態(tài))+X(氣態(tài))原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。由于在每一能級(jí)上的幾率分布和海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，共振線的自然寬度為10-5nm數(shù)量極。譜線的自然寬度受多種因素影響，例如原子的無(wú)序熱運(yùn)動(dòng)和原子間的各種碰撞，因此，實(shí)際的譜線寬度要稍寬一些。譜線變寬的因素：1.自然寬度（激發(fā)態(tài)原子壽命）:ΔVN2.Doppler變寬（熱變寬）：ΔVD3.碰撞（壓力）變寬：Lorentz變寬ΔVL：異種粒子碰撞Holtsmark變寬ΔVH：同種粒子碰撞4.場(chǎng)致變寬（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）其中，Doppler變寬是譜線變寬的主要因素。譜線變寬將使得測(cè)定靈敏度下降，是原子吸收中值得注意的問(wèn)題原子光譜是線光譜譜線寬度主共振線主共振線：主共振吸收線：原子由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收線?特點(diǎn)：特征；靈敏；常用由于不同元素的原子由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量不同，而使得不同元素的共振吸收線不同。因而主共振吸收線是元素的特征譜線。原子由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量最低，躍遷概率最大，因此主共振吸收線也是所有吸收譜線中最靈敏的線。原子吸收光譜法中往往利用處于基態(tài)的原子對(duì)光源輻射的主共振線的吸收來(lái)分析的。定量依據(jù)原子吸收光譜分析是根據(jù)被測(cè)元素基態(tài)原子對(duì)共振輻射的吸收程度，來(lái)確定試樣中被測(cè)元素濃度的分析方法。

基態(tài)原子對(duì)共振線的吸收程度與蒸氣中基態(tài)原子的數(shù)目和原子蒸氣厚度的關(guān)系，在一定的條件下，服從朗伯－比耳定律：

A為吸光度；I0為光源發(fā)射出被測(cè)元素共振線的強(qiáng)度；I為被原子蒸氣吸收后透過(guò)光的強(qiáng)度；K為原子吸收系數(shù)；N0為蒸氣中基態(tài)原子的數(shù)目；L為原子蒸氣的厚度(火焰寬度)原子化過(guò)程中激發(fā)態(tài)原子數(shù)目和離子數(shù)很少，因此蒸氣中的基態(tài)原子數(shù)目實(shí)際上接近于被測(cè)元素的總原子數(shù)目，而總原子數(shù)目與溶液中被測(cè)元素的濃度c成正比。在L一定條件下待測(cè)物為均一的稀溶液、氣體等，無(wú)溶質(zhì)、溶劑及懸濁物引起的散射特征濃度：為被分析元素產(chǎn)生0.0044(1%)吸光度所需濃度。不同的儀器，特征濃度不一樣?？砂聪铝泄接?jì)算：

Char.Conc.=(標(biāo)樣濃度*0.0044)/平均吸光度（通常在校正曲線線性范圍內(nèi)測(cè)，如<0.2ABS）特征質(zhì)量：在石墨爐分析中，被分析元素產(chǎn)生0.0044吸光度所需質(zhì)量（以皮克為單位）?？砂聪鹿接?jì)算：Char.Mass=(標(biāo)樣濃度*0.0044*進(jìn)樣體積)/標(biāo)樣吸光度靈敏度（Sensitivity）

IUPAC推薦為：分析信號(hào)隨分析物濃度變化的速度，即校正曲線的斜率。靈敏度用S表示S=dA/dc在儀器的推薦條件中列出了不同初始波長(zhǎng)下，每種元素的特征濃度值。如果知道了特征濃度，操作者可以預(yù)測(cè)已知濃度范圍的元素所產(chǎn)生的吸光度范圍常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)檢出限(DetectionLimit)

IUPAC規(guī)定以空白試驗(yàn)的三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的含量為檢出限指能產(chǎn)生一個(gè)能夠確證在試樣中存在某元素的分析信號(hào)所需要的該元素的最小含量。這是儀器所能檢出的高于背景噪聲的最低限。又稱為DL

DL=3σ/S（σ為用空白溶液測(cè)量11次信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差）在檢出限附近，因測(cè)量精度一般較差。要進(jìn)行較準(zhǔn)確的測(cè)量是不可能的。所以，正常測(cè)量因至少在高于檢出限5－10倍的濃度范圍進(jìn)行，此范圍內(nèi)測(cè)量精度可達(dá)3－5％?！办`敏度”和“檢出限”是衡量分析方法和儀器性能的重要指標(biāo)，“檢測(cè)限”既考慮了信號(hào)強(qiáng)度又考慮了基線噪聲，其意義比靈敏度更明確。同一元素在不同儀器上有時(shí)“靈敏度”相同，但由于兩臺(tái)儀器的噪聲水平不同，檢測(cè)限可相差一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。因此，降低噪聲，如將儀器預(yù)熱及選擇合適的空心陰極燈的工作電流、光電倍增管的工作電壓等等，有利于改進(jìn)“檢出限”。精密度是對(duì)同一試樣進(jìn)行多次測(cè)量所得結(jié)果的重復(fù)程度。精密度分儀器精密度和方法精密度，后者由測(cè)定過(guò)程中的隨機(jī)誤差決定。精密度RSD用下式表示：RSD=σ/A（σ對(duì)某試液多次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，A為多次測(cè)定的平均值）準(zhǔn)確度表示測(cè)定值與真值的符合程度常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作比較來(lái)計(jì)算如果沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，則需要用加標(biāo)回收率來(lái)證實(shí)。常用術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)曲線法StandardCurveMethod與其他分光光度法相似，用標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)系列，分別測(cè)定其吸光度。以測(cè)得的吸光度為縱坐標(biāo)，元素濃度A為橫坐標(biāo)，建立校正曲線A=f(c)。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定樣品試樣溶液的吸光度，根據(jù)測(cè)得的吸光度從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出樣品中待測(cè)元素的含量。特點(diǎn)簡(jiǎn)單快速僅適用于組成簡(jiǎn)單、干擾較少的樣品。在實(shí)際分析中，有時(shí)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線彎曲的現(xiàn)象，尤其在濃度高的時(shí)候曲線向濃度坐標(biāo)彎曲。00.080123ConcAbs原因：濃度高時(shí)，吸收線既有熱變寬，又有壓力變寬，使得吸收線輪廓不對(duì)稱，導(dǎo)致光源輻射的共振線波長(zhǎng)與共振吸收線的波長(zhǎng)錯(cuò)位，使吸收相應(yīng)減小，導(dǎo)致校正曲線在高濃度區(qū)向濃度坐標(biāo)彎曲；對(duì)于低電離電位元素，特別是在高溫下，不能忽略電離對(duì)基態(tài)原子的影響（見Table1）。電離度隨溫度升高而增大，在一定溫度下隨元素濃度增加而減小。元素電離效應(yīng)導(dǎo)致校正曲線彎向縱軸。標(biāo)準(zhǔn)曲線法StandardCurveMethod標(biāo)準(zhǔn)曲線法需注意事項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)加入法StandardAdditionMethod分取幾份相同量的被測(cè)試液，分別加入不同量的被測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中一份不加被測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，最后稀釋至相同體積，使加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0，C1、C2、C3…，然后分別測(cè)定它們的吸光度，繪制吸光度對(duì)加入量的曲線，a:計(jì)算截距將該曲線外推至與濃度軸相交。交點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)的距離Cx即是被測(cè)元素的濃度。當(dāng)試樣基體影響較大，又無(wú)純基體空白；測(cè)定純物質(zhì)中極微量元素時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)加入法StandardAdditionMethodb.通過(guò)原點(diǎn)適用于測(cè)定多個(gè)基體組成相似的樣品。以加入待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)濃度為橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)為其相應(yīng)吸光度分別減去樣品的吸光度儀器組成光源原子化器檢測(cè)與顯示系統(tǒng)分光系統(tǒng)光源光源對(duì)于原子吸收光譜儀器的性能和技術(shù)指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。采用的不是連續(xù)光源，而是線光源。為什么連續(xù)光源不宜作為原子吸收的光源？原子譜線為線狀，寬度只有0.002~0.005nm棱鏡或光柵單色器分光出來(lái)的單色光的寬度為0.1~2nm之間，要比原子譜線寬500~1000倍。如果使用連續(xù)光源進(jìn)行原子吸收測(cè)量，來(lái)自光源的輻射只有很小一部分被待測(cè)原子吸收。即I0≈IT，A≈0，無(wú)法測(cè)定。光源空心陰極燈結(jié)構(gòu)：它有一個(gè)由被測(cè)元素材料制成的空心陰極和一個(gè)由鈦、鋯、鉭或其它材料制作的陽(yáng)極。陰極和陽(yáng)極封閉在帶有光學(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，其作用是產(chǎn)生離子撞擊陰極,使陰極材料發(fā)光。

空心陰極燈特性及影響因素特征輻射譜線的寬度；空心陰極燈的工作電流；燈特征輻強(qiáng)度的穩(wěn)定性；燈的使用壽命

空心陰極燈常采用脈沖供電方式，以改善放電特性，同時(shí)便于使有用的原子吸收信號(hào)與原子化池的直流發(fā)射信號(hào)區(qū)分開，稱為光源調(diào)制。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，譜線變寬，甚至引起自吸，導(dǎo)致測(cè)定靈敏度降低，燈壽命縮短。+-NeorArFillGasEndWindowAnodeCathode光源光源：空心陰極燈、無(wú)極放電燈空心陰極燈是銳線光源，輻射銳線光譜空心陰級(jí)燈性能要求：

1、發(fā)射的共振輻射的半寬度要明顯小于吸收線的半寬度；

2、輻射強(qiáng)度大、背景低，低于特征共振輻射強(qiáng)度的1%；

3、穩(wěn)定性好，30分鐘之內(nèi)漂移不超過(guò)1%；噪聲小于0.1%；

4、使用壽命長(zhǎng)。光源燈電流：1)若I過(guò)小，燈輸出強(qiáng)度低，能量低，噪音大，工作不穩(wěn)定2)I過(guò)大，使得陰極溫度T升高，多普勒效應(yīng)增加，譜線產(chǎn)生多普勒變寬和壓力變寬；3)另外，I過(guò)大，陰極表面濺射作用增強(qiáng)，空心陰極內(nèi)原子濃度增加，譜線產(chǎn)生自吸，導(dǎo)致譜線變寬，中心波長(zhǎng)位移，吸光度信號(hào)下降，導(dǎo)致分析靈敏度降低；+-+-+-+-1.Ionization2.Sputtering3.Excitation4.EmissionNeoNe+Ne+MoNe+MoM*M*MoLight在獲得穩(wěn)定輻射能量的前提下，盡可能使用較低的工作電流。光源另外還有少量元素，主要是那些測(cè)量波長(zhǎng)特別短、蒸氣壓比較高的元素（代表性的如As193.7nm、Se196.0nm等），它們的空心陰極燈不能提供足夠高的能量用于吸收分析，特別是在測(cè)定低含量的樣品時(shí)。在這種情況下，無(wú)極放電燈（EDL）是一個(gè)更好的選擇。在高頻電場(chǎng)中，由高頻電場(chǎng)能量使石英管內(nèi)產(chǎn)生氣體放電，并將管內(nèi)惰性氣體原子激發(fā)。隨著放電的進(jìn)行，石英管溫度升高，使金屬鹵化物蒸發(fā)和解離。待分析元素原子與被激發(fā)的惰性氣體原子之間發(fā)生非彈性碰撞而被激發(fā)發(fā)射特征輻射光譜。

EDL使用時(shí)需要預(yù)熱30-45min。無(wú)極放電燈原子化器原子化器是直接決定儀器分析靈敏度的關(guān)鍵因素原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為“吸收池”。對(duì)原子化器的基本要求：必須具有足夠高的原子化效率；必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形；操作簡(jiǎn)單及低的干擾水平等。常用的原子化器有火焰原子化器和非火焰原子化器。（一）火焰原子化器它是將液體試樣經(jīng)噴霧器形成霧粒，這些霧粒在霧化室中與氣體（燃?xì)馀c助燃?xì)猓┚鶆蚧旌?，除去大液滴后，再進(jìn)入燃燒器形成火焰。此時(shí)，試液在火焰中產(chǎn)生原子蒸氣。由四部分組成：

a）噴霧器

b）霧化室

c）燃燒器

d）火焰原子化器1，霧化器霧化器是火焰原子化器中的重要不部件。它的作用是將試液變成細(xì)霧。霧粒越細(xì)、越多，在火焰中生成的基態(tài)自由原子就越多。目前，應(yīng)用最廣的是氣動(dòng)同心型噴霧器。霧化器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產(chǎn)生進(jìn)一步細(xì)化作用。生成的霧滴粒度和試液的吸入率，影響測(cè)定的精密度和化學(xué)干擾的大小。目前，霧化器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制成。2，霧化室霧化室的作用主要是除大霧滴，并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時(shí)得到穩(wěn)定的火焰。其中的擾流器可使霧滴變細(xì)，同時(shí)可以阻擋大的霧滴進(jìn)入火焰。一般的霧化裝置的霧化效率為5～15%。3，燃燒器試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過(guò)干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過(guò)程后，產(chǎn)生大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子。通常要求燃燒器的原子化程度高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長(zhǎng)、噪聲小等。燃燒器有單縫和三縫兩種。燃燒器的縫長(zhǎng)和縫寬，應(yīng)根據(jù)所用燃料確定。目前，單縫燃燒器應(yīng)用最廣。原子化器火焰原子化簡(jiǎn)單,快速,穩(wěn)定,是普遍采用的方法.Air-C2H2焰的溫度可達(dá)到2500K,能測(cè)定的元素有30多種。但不適用于Al、Si、Ti、Ba、Mo等元素。N20-C2H2火焰的溫度接近3000K,許多空氣乙炔焰不能測(cè)定的元素可用這種火焰。但操作時(shí)應(yīng)注意安全。另外,這種火焰的靈敏度低,穩(wěn)定性較差。試樣在火焰中經(jīng)歷的過(guò)程是十分復(fù)雜的,既有物理過(guò)程又有化學(xué)過(guò)程總體來(lái)說(shuō)在火焰溫度下,試樣經(jīng)歷了干燥,熔融,揮發(fā)和原子化,同時(shí)還有激發(fā)和電離過(guò)程。由于火焰氣體的速度達(dá)1000cm/s這個(gè)過(guò)程需要在幾毫秒內(nèi)干燥固體s，完成，霧化效率僅約10%，每秒鐘被高速氣體引入光路上的測(cè)定組分實(shí)際上是極少的。這是火焰法靈敏度低的根本原因火焰原子吸收ＡＡ靈敏度和準(zhǔn)確度與優(yōu)化燃燒器位置和氣流量相關(guān)，不同元素的參數(shù)不同，需仔細(xì)優(yōu)化以提高靈敏度、降低或消除干擾。火焰原子吸收火焰溫度：不同類型火焰其溫度不同，如下表所示。原子化器氧化性火焰貧焰(少乙炔)淡藍(lán)色高溫火焰降低干擾還原性火焰富焰(乙炔流量高)微黃冷焰降低化學(xué)干擾每種元素都有最佳的乙炔空氣比例以獲得最佳的分析效果CrCuAulean/oxidizingrich/reducing豐富/減少Abs燃助比小于1∶3燃助比（乙炔：空氣）在1∶6以上易于形成氧化物的元素宜用此類火焰，例如Cr堿金屬和一些高熔點(diǎn)的惰性金屬PinAAcle900:氣體流量和燃燒頭位置自動(dòng)優(yōu)化火焰原子吸收原子化器與火焰原子化法相比，石墨爐原子化法具有如下特點(diǎn)：a.靈敏度高、檢測(cè)限低因?yàn)樵嚇又苯幼⑷胧軆?nèi)，樣品幾乎全部蒸發(fā)并參與吸收。試樣原子化是在惰性氣體保護(hù)下，良好的還原性氣氛的石墨管內(nèi)進(jìn)行的，有利于難熔氧化物的分解和自由原子的形成，自由原子在石墨管內(nèi)平均滯留時(shí)間長(zhǎng)，因此管內(nèi)自由原子密度高，靈敏度比火焰法高3~4個(gè)數(shù)量級(jí)。b.用樣量少通常固體樣品為0.1～10毫克，液體試樣為5～50微升。因此石墨爐原子化特別適用于微量樣品的分析。原子化器管式石墨爐原子化器由加熱電源、保護(hù)氣控制系統(tǒng)和石墨管狀爐組成。加熱電源供給原子化器能量，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)是控制保護(hù)氣的，儀器啟動(dòng)，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，以有效地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。干燥：去除溶劑，防樣品濺射；灰化：使基體和有機(jī)物盡量揮發(fā)除去；原子化：待測(cè)物化合物分解為基態(tài)原子，此時(shí)停止通Ar，延長(zhǎng)原子停留時(shí)間，提高靈敏度；凈化：樣品測(cè)定完成，高溫去殘?jiān)?，凈化石墨管。原子化器石墨爐:（1）以橫向加熱取代縱向加熱：石墨爐加熱器逐漸采用了橫向加熱技術(shù)，這樣可消除石墨管內(nèi)溫度梯度，從而降低了測(cè)定元素的原子化溫度進(jìn)而延長(zhǎng)石墨錐、石墨管的使用壽命。HGA°CTHGA°CAs23002000Al25002300B26502500Ba25502300Cu23002000Cr25002300Fe24002100Ni25002300Pb18001600Si26502350Sn23002200Ti26502500V26502400原子化器目前商品石墨爐主要使用普通石墨管和熱解石墨管，普通石墨管升華點(diǎn)低（3200

C），易氧化，使用溫度必須低于2700

C，因此長(zhǎng)期以來(lái)，HGA系列石墨爐使用溫度限在2700

C以下。熱解石墨管（PGT）是在普通石墨管中通入甲烷蒸氣（10%甲烷與90%氬氣混合）在低壓下熱解，使熱解石墨（碳）沉積在石墨管（棒）上，沉積不斷進(jìn)行，結(jié)果在石墨管壁上沉積一層致密堅(jiān)硬的熱解石墨。熱解石墨具有很好的耐氧化性能，升華溫度高，可達(dá)3700

C。致密性能好不滲透試液，對(duì)熱解石墨其滲氣速度是10-6cm/s。熱解石墨還具有良好的惰性，因而不易與高溫元素（如V、Ti、Mo等）形成碳化物而影響原子化。熱解石墨具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命明顯地優(yōu)于普通石墨管。原子化器石墨爐原子化需要干燥、灰化、原子化和除殘四個(gè)過(guò)程。由于樣品中的基體成分較為復(fù)雜，被測(cè)組分和基體組分往往不容易分開，這是造成許多干擾的原因之一。為了消除基體組分的干擾影響，在試樣中加入一種能改變基體組分和被測(cè)組分揮發(fā)特性的試劑，讓基體組分在被測(cè)組分原子化之前盡可能從爐中揮發(fā)除去。這種試劑稱為基體改進(jìn)劑。分析鉛不加基體改進(jìn)劑分析鉛加基體改進(jìn)劑：1%磷酸二氫+0.06%硝酸鎂分析鉛加基體改進(jìn)劑：0.1%鈀+0.06%硝酸鎂ICPOES原子吸收

+光發(fā)射電子返回低能級(jí)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光DE=k/lk=12400激發(fā)發(fā)射能量

離子激發(fā)態(tài)

離子基態(tài)abcda,b激發(fā)c電離d離子激發(fā)efghE離子發(fā)射f,g,h

元子發(fā)射}激發(fā)態(tài){~l4~l3~l2~l1能級(jí)圖+激發(fā)態(tài)DE=hn=hc/l原子光譜的產(chǎn)生多種能量傳輸發(fā)射光取決于能級(jí)間能量差h=Planck’s常數(shù),n=頻率,

c=光速,l=波長(zhǎng)C0ICI0I定量分析某個(gè)波長(zhǎng)的強(qiáng)度和該元素的濃度成正比光譜儀系統(tǒng)檢測(cè)器光學(xué)傳遞等離子炬管等離子炬蠕動(dòng)泵霧化室氬氣樣品高頻發(fā)生器數(shù)據(jù)系統(tǒng)微處理器和電子控制系統(tǒng)廢液口霧化器樣品噴射管數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等主要組成部分:進(jìn)樣系統(tǒng)、RF發(fā)生器、觀測(cè)方式、分光系統(tǒng)、檢測(cè)器、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-OES輔助氣冷卻氣等離子體RF線圈霧化氣+樣品氣溶膠環(huán)型電流10-30ml/min氧氣加入輔助氣等離子體部分等離子體（Plasma）一詞首先由Langmuir在1929年提出，目前一般指電離度超過(guò)0.1%被電離了的氣體，這種氣體不僅含有中性原子和分子，而且含有大量的電子和離子，且電子和正離子的濃度處于平衡狀態(tài)，從整體來(lái)看是處于中性的。從廣義上講像火焰和電弧的高溫部分、火花放電、太陽(yáng)和恒星表面的電離層等都是等離子體。等離子體可以按溫度分為高溫等離子體和低溫等離子體兩大類。當(dāng)溫度高達(dá)106-108K時(shí)，所有氣體的原子和分子完全離解和電離，稱為高溫等離子體；當(dāng)溫度低于105K時(shí)，氣體部分電離，稱為低溫等離子體。

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當(dāng)有高頻電流通過(guò)線圈時(shí)，產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，這時(shí)若用高頻點(diǎn)火裝置產(chǎn)生火花，形成的載流子（離子與電子）在電磁場(chǎng)作用下，與原子碰撞并使之電離，形成更多的載流子，當(dāng)載流子多到足以使氣體有足夠的導(dǎo)電率時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)方向的截面上就會(huì)感生出流經(jīng)閉合圓形路徑的渦流，強(qiáng)大的電流產(chǎn)生高熱又將氣體加熱，瞬間使氣體形成最高溫度可達(dá)10000K的穩(wěn)定的等離子炬。感應(yīng)線圈將能量耦合給等離子體，并維持等離子炬。當(dāng)載氣載帶試樣氣溶膠通過(guò)等離子體時(shí)，被后者加熱至6000-7000K，并被原子化和激發(fā)產(chǎn)生發(fā)射光譜。Page47

ICP光源的氣流ICP光源自問(wèn)世以來(lái)主要是在氬氣氛中工作的，三股氣流所起的作用各不相同，它們分別是：冷卻氣：沿切線方向引入外管，它主要起冷卻作用，保護(hù)石英炬管免被高溫所熔化，使等離子體的外表面冷卻并與管壁保持一定的距離。其流量約為0-20L/min，視功率的大小以及炬管的大小、質(zhì)量與冷卻效果而定，冷卻氣也稱等離子氣。輔助氣：通入中心管與中層管之間，其流量在0-2L/mim，其作用是“點(diǎn)燃”等離子體，并使高溫的ICP底部與中心管，中層管保持一定的距離，保護(hù)中心管和中層管的頂端，尤其是中心管口不被燒熔或過(guò)熱，減少氣溶膠所帶的鹽分過(guò)多地沉積在中心管口上。另外它又起到抬升ICP，改變等離子體觀察度的作用。霧化氣：也稱載氣或樣品氣，作用之一是作為動(dòng)力在霧化器將樣品的溶液轉(zhuǎn)化為粒徑只有1-10um的氣溶膠，作用之二是作為載氣將樣品的氣溶膠引入ICP，作用之三是對(duì)霧化器、霧化室、中心管起清洗作用。霧化氣的流量一般在0-2L/min。Page48

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ICP各區(qū)域的溫度ICP各區(qū)域的分布

ICP發(fā)射過(guò)程Page50

儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks1.蠕動(dòng)泵及泵管部分：泵管：定期檢查進(jìn)樣管和泵管的狀態(tài)，若出現(xiàn)變形或彈性不好，請(qǐng)及時(shí)進(jìn)行更換；蠕動(dòng)泵：定期檢查泵的滾輪是否清潔，是否有劃痕，確保沒有樣品因溢出產(chǎn)生的沉淀積鹽，且泵可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；如果需要，拆卸和清潔泵頭（聯(lián)系維修工程師）；若泵無(wú)法正常工作，需要更換滾軸。進(jìn)樣系統(tǒng)部分進(jìn)樣系統(tǒng)部分儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks進(jìn)樣系統(tǒng)部分儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks2.霧化器和霧室部分：Mainhard同心霧化器+旋流霧室同心霧化器使用建議：在樣品與樣品測(cè)試之間用清洗劑沖洗霧化器可有效防止霧化器堵塞，為減少污染可能帶來(lái)的堵塞，未進(jìn)樣時(shí)應(yīng)將樣品容器蓋上，若樣品有懸浮顆粒，上機(jī)前建議將溶液進(jìn)行過(guò)濾。同心霧化器+旋流霧室清洗：用熱的酸（5-20%硝酸）浸泡,然后用清水沖洗（做有機(jī)樣品的霧室霧化器可以用乙醇或丙酮清洗）,mainhard同心霧化器嚴(yán)禁使用超聲波清洗或使用金屬絲捅。進(jìn)樣系統(tǒng)部分儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks2.霧化器和霧室部分：十字交叉霧化器+SCOTT霧室清洗方式：寶石噴嘴可放5%硝酸超聲2min，霧室可放5-20%硝酸超聲30min。定期檢查寶石噴嘴的狀態(tài)，如需要進(jìn)行更換。進(jìn)樣系統(tǒng)部分儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks2.霧化器和霧室部分：Miramist霧化器清洗方式：樣品測(cè)試結(jié)束前用2%硝酸+去離子水清洗干凈即可，不需要額外拿酸進(jìn)行浸泡清洗；注意：不要用粗糙的東西去接觸或擦拭霧化器噴嘴部分。進(jìn)樣系統(tǒng)部分儀器基本維護(hù)—PeriodicChecks3.炬管和中心管：清洗方式：將炬管和中心管浸泡在5-20%硝酸或王水中進(jìn)行浸泡，若需要清洗效果更好，