烟草中金属元素的libs技术定量分析.pdf

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1、分类密级硕士学位论文烟草中金属元素的LIBS技术定量分析韩见同导师姓名职称:董晨钟教授专业名称:原子与分子物理研究方向:激光等离子体光谱论文答辩日期:2012年6月学位授予日期:2012年6月答辩委员会主席：评阅人：二零一二年六月二日 硕士学位论文M.D.Thesis烟草中金属元素的LIBS技术定量分析QutitativeanalysisformetallicelementsintobaccobasedonLIBStechnique韩见同HanJiantong二零一二年六月June,2012 摘要摘要激光诱导击穿光谱技术（

2、LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS）是一种简单、快捷的光谱测试和物质元素构成分析手段，在很多领域都体现了应用潜力，如环境污染检测、工业工程检测、生物研究、安检、太空探索、和文物艺术品检测等。近年来，随着激光技术和光谱探测技术的快速发展，LIBS检测技术水平不断得到提高。正因为LIBS检测技术具有显著的优点和广阔的应用前景，对LIBS应用的研究一直是若干年来国内外相关领域的研究热点。近年来，香烟产品已构成世界上最主要的发病率和死亡率的原因之一，其影响在逐年上升，成为了人类健康的一大杀手

3、。对烟草中有害成分进行分析不仅可以为医学上评估烟草的危害提供帮助，而且也可以让人更清楚地了解吸烟的危害。本文中利用激光诱导击穿技术对烟草中的有害金属元素含量进行了测量分析，并对实验误差进行了测量计算。在本文中，我们描述了实验系统的搭建以及各个实验仪器的性能，介绍了等离子体中谱线的辐射机制及谱线的展宽机制，并描述了等离子体温度和电子密度及元素含量的计算方法。通过对激光诱导Si等离子体的时间演化光谱进行分析，尝试用Debye-Hückel势模型对谱线的线移现象进行定量的解释，结果显示Debye屏蔽效应仅仅是等离子体作用机制中的一

4、种，要更深入的研究谱线线宽和线移效应还应考虑进其他的作用机制。并利用自由定标激光诱导击穿光谱技术（CF-LIBS）测量了烟草和烟灰中Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Cu、Zn、Sr等金属元素的含量，据此估计了每支烟燃烧时挥发到烟气中的各种金属元素含量。关键词：激光诱导击穿光谱，等离子体，定性分析，定量分析，烟草，烟灰.I AbstractAbstractLaserInducedBreakdownSpectroscopy(LIBS)canbeusedasatoolformeasuringthespec

5、traandrapidlyanalyzingtheconcentrationsofelement.Ithashugepotentialinmanyfields,suchasenvironmentalcontaminationdetecting,industrialengineeringtesting,bioresearch,securityinspection,spaceexploration,artworkinspection,etc.Recently,LIBShasbeendevelopedrapidlywiththed

6、evelopmentofthelasertechnologyandspectrumdetectiontechnology,LIBShasbeenahottopicinrelatedresearchfieldsbecauseofitsadvantagesandwidelyappliedfields.Duringthelastseveraldecades,theutilizationoftobaccoproductshasbeenoneofthemostsignificantcausesofmorbidityandmortali

7、tyaroundtheworld.Andtheinfluencesofthetobaccoproducetsonhumanhealthhavebecomemoreandmoreserious.Ithasbeenakillerforthehumanhealth.Thequantitativeanalysisofthetoxicconstituentscontainedintobaccoproductsisnecessaryforthehazardevaluationofthetobaccoproductstothehumanh

8、ealth.ThetoxicmetallicelementscontainedinthetobaccohavebeenanalyzedbyLIBS,andtheerrorlimithasalsobeenmeasured.Inthepresentwork,wehavedescribedthe