原子荧光光度法基本原理

《原子荧光光度法基本原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、原子荧光原理及应用原子荧光光谱法，英文是atomicfluorescencespectrometry[ə'tɔmikflu:ə'resənsspektrəu'metrik] 简写为AFS。需要了解的是AES、AAS。一、原子荧光光谱的产生　　气态自由原子，吸收光源（常用空心阴极灯）的特征辐射后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的发射光谱即为原子荧光。原子荧光是光致发光，也是二次发光。当激发光源停止照射之后，再发射过程立即停止。对该概念的理解有以下几点：（1）产生气态

2、自由原子的方式有：火焰、石墨炉、电激发、热激发、电感耦合等离子焰。在AFS中主要是火焰。（2）原子荧光可分为三类：即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光，实际的到的原子荧光谱线，这三种荧光都存在。其中以共振原子荧光最强，在分析中应用最广。共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同，当发射的荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光，非共振荧光又分为直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes（反斯托克斯）荧光。敏化荧光:　受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以发射形式去激发而发射荧光即为敏化

3、荧光。火焰原子化器中观察不到敏化荧光，在非火焰原子化器中才能观察到。共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。只有当基态是单一态，不存在中间能级，才能产生共振荧光。非共振荧光是激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。非共振荧光又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。直跃线荧光是激发态原子由高能级跃迁到高于基态的亚稳能级所产生的荧光。阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量，回到较低的激发态，再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。直跃线和阶跃线荧光的波长都是比吸收辐射的波长要长。反斯托克斯荧

4、光的特点是荧光波长比吸收光辐射的波长要短。（3）量子效率与荧光猝灭　　受光激发的原子，可能发射共振荧光，也可能发射非共振荧光，还可能无辐射跃迁至低能级，所以量子效率一般小于1（发射光强/入射光强度）。受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量变成热运动与其他形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程，这种现象称为荧光猝灭。荧光的猝灭会使荧光的量子效率降低，荧光强度减弱。许多元素在烃类火焰（如乙炔焰）中要比用氩稀释的氢—氧火焰中荧光猝灭大得多，因此原子荧光光谱法，尽量不用烃类火焰，而用氩稀释的氢—氧火焰代替。二、原子荧光法测定原理在一定

5、实验条件下，荧光强度与被测元素的浓度成正比。据此可以进行定量分析。三、氢化物发生-原子荧光法的测定原理酸化过的样品溶液中的待测元素（砷、铅、锑、汞等）与还原剂（一般为硼氢化钾或钠）在氢化物发生系统中反应生成气态氢化物，用EHn表示，式中E代表待测元素。使用适当催化剂，在上述反应中还可以得到了镉和锌的气态组分。过量氢气和气态氢化物与载气（氩气）混合，进入原子化器，氢气和氩气在可形成氩氢火焰，使待测元素原子化。待测元素的激发光源（一般为空芯阴极灯或无极放电灯）发射的特征谱线通过聚焦，激发氩氢焰中待测物原子，得到的荧光信号被光电倍

6、增管接收，然后经放大，解调，得到荧光强度信号，荧光强度与被测元素的浓度一定条件下成正比，此可以进行定量分析。对该原理的理解有以下几点：（1）能产生原子荧光的元素约20多种，能用氢化物发生-原子荧光法测定的元素目前只有11种：汞Hg，砷As，硒Se，锑Sb，铋Bi，碲Te，锡Sn，锗Ge，铅Pb，锌Zn，镉Cd，检测浓度在微克级。对于汞，比较特殊，水中的汞被硼氢化钾还原为汞单质，并不生成氢化物，应此可以用冷原子荧光法检测。氢化物发生-原子荧光法可以实现冷原子荧光的检测方法。（2）通常一个元素只有一个价态易生成氢化物。测汞时，水

7、样需要消解，有机汞转化为无机汞，一价汞转变为2价汞，2价汞被还原为单质汞；测砷时，酸性条件下，通过加入硫脲、抗坏血酸将五价砷还原为三价砷，三价砷可以生成氢化物；六价硒在强酸条件下，可以转变为四价硒，四价硒能生成氢化物；锑的测定是用酸性碘化钾将五价锑还原为三价锑，进行测定；天然水中铋只以三价形式存在，只有几种已知的不稳定铋酸盐和五氧化铋是以五价形式存在，据此对于铋的测定时试样只要求进行酸化；用高浓度的盐酸煮沸可以使Te(VI)还原至Te(IV)；（3）氢化物形成的化学反应:NaBH4+3H2O+HCl—HBO3+NaCl+8H

8、（1）xH+Mn+—MHn+（x-n）/2H2（2）四、氢化物发生-原子荧光光度计结构原子荧光分析仪分为非色散型原子荧光分析仪与散型原子荧光分析仪。这两类仪器的结构基本相似，差别在于单色器部分，也就是对生成的荧光是否进行分光。两类仪器均包括以下几部分：　1、激发光源：可用连续光源或锐线光源