《原子荧光光谱》PPT课件

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1、原子荧光光谱分析AtomicFluorescenceSpectrometry（AFS）1.概述2.理论基础（一）原子荧光的产生及分类（二）原子荧光的定量分析方程（三）量子效率及荧光猝灭效应3.原子荧光的仪器结构4.氢化物原子荧光法（一）主要适用元素（二）氢化物原子荧光法的灵敏度（三）氢化物发生体系（四）氢化物的发生及导入原子化器的方法5.原子荧光法的应用6.ICP-MS简介7.元素分析仪器的比较一、概述n原子荧光光谱法是原子光谱分析技术的一个分支，从发光机制上看，它属于光致发光。原子荧光作为一种仪器分析方法提出是20世纪六十年代中期，真正得到实际应用的是1964年以后。n我国对原子

2、荧光的研究显然比国外晚，但是成绩非常突出。n原子荧光方法中，最主要，最有应用价值的是氢化物原子荧光法，它具有检出限低，仪器便宜，该方法最适宜测定的元素如As，Pb，Hg，Ca，Se等，恰恰是环保，临床医药，半导体工业最常测定的元素。因此，原子荧光是重要的无机痕量分析方法之一。n原子发射、吸收和荧光光谱n（1）发射与吸收光谱--线状光谱吸收+hν*基态MM激发态-hν发射n（2）原子荧光光谱--物质吸收一定波长的光达到激发态之后，若经过10-8秒，又跃迁回基态或低能态，发射出与激发光相同或不同的光，这种光称为原子荧光。原子荧光光谱法的优点：（1）有较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、

3、Zn等元素有相当低的检出限，Cd可达0.001ng·cm-3、Zn为0.04ng·cm-3。现已有20多种元素低于原子吸收光谱法的检出限。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。（2）干扰较少，谱线比较简单，采用一些装置，可以制成非色散原子荧光分析仪。这种仪器结构简单，价格便宜。（3）分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。（4）由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。二、原子荧光的理论基础n2.1原子荧光的类型n2.1.1共振荧光n2.2.1非共振荧光a)直跃线荧光b)阶跃线荧光c)热助阶跃线

4、荧光d)敏化荧光原理1.原子荧光光谱的产生气态自由原子吸收特征辐射后跃迂到较高能级，然后又跃迁回到基态或较低能级。同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即原子荧光。原子荧光为光致发光，二次发光，激发光源停止时，再发射过程立即停止。原子荧光有三类：n①共振原子荧光：指气态基态原子吸收共振辐射后，再发射与吸收共振线波长相同的光，这种光为共振荧光。共振跃迁几率大，因而共振荧光强度最大。n②非共振原子荧光：激发辐射的波长与被激原子发射的荧光波长不相同时产生的荧光称为非共振荧光。n荧光波长大于激发波长的荧光称为斯托克斯荧光stokes；n荧光波长小于激发波长的荧光称为反斯托克斯荧光ant

5、i-stokes。n③敏化原子荧光：敏化荧光又称诱导荧光。物质B本身不能直接激发产生荧光，但当物质A存在时，受光激发形成激发态（A＊），通过碰撞将其部分或全部能量转移给物质B，使B激发到激发态（B＊），当其以辐射光子形式去激回到较低能态或基态所发射的荧光。n在以上各种类型的原子荧光中，共振荧光强度最大，最为常用。312221FFAFAAFAF110000共振荧光直跃荧光阶跃荧光热助荧光非共振荧光2.荧光强度If=φIa=φAI0ειN=kCIf荧光强度φ为荧光量子效率Ia吸收光的强度.A为有效面积I0为单位面积上光的强度l为吸收光程长N为基态原子数ε为峰值吸收系数4．量子效率与荧光

6、猝灭量子效率：φ=φf/φAφf单位时间时内发射的荧光光子数φA单位时间内吸收激发光的光子数φ一般小于1。荧光猝灭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。A*+B=A+B+ΔHn实验表明：CO2,CO,N2,O2,作用截面大，而产生荧光猝灭效应，惰性气体氦、氩不易产生猝灭效应。可用氩气来稀释火焰，减小猝灭现象。三、原子荧光的仪器结构n光源——原子化器——分光器——检测器光源非色散原子光倍仪结构（）原子化器检测器放大记录荧光仪分为两类，色散型和非色散型。荧光仪与原子吸收仪相似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是90度直角，而避免激

7、发光源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。激发光源：可用线光源或连续光源，如空心阴极灯或氙弧灯。目前，商业化的原子荧光仪用的基本都是空心阴极灯。原子荧光仪用的是特制的高强度灯，与原子吸收仪所用空心阴极灯有所不同。原子化器：常用的有火焰原子化器、石墨炉原子化器、等离子体原子化器和石英管原子化器。石英管原子化器是利用盘绕在石英原子化炉芯口上的细电热丝点燃氢气和氢化物的混合物，形成炬状火焰。特点是结构简单、记忆效应小、使用寿命长，原子化效率高。色散系统原子荧光仪分为色散型和