原子吸收光谱分析仪器原理及组成的研究.pdf

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1、原子吸收光谱分析仪器原理及组成的研究颜吴(大庆炼化公司质量检验与环保监测中心，黑龙江大庆163000)摘要：随着科学技术的不断发展，越来越多先进的技术应用到化学领域中。原子吸收光谱分析技术是现代化学检验中普遍应用的检测技术，具有操作方便、灵敏度高高等特点，在化工、地质、农业等多个领域中都可以实现有效地运用。本文主要针对原子吸收光谱分析仪器的工作原理进行简单的分析，并且介绍其结构组成，以期促进原子光谱分析仪器的有效运用：关键词：原子吸收光谱分析仪器；原理；组成原子吸收光谱分析仪器具有灵敏度高、操作

2、简便等特点，可以根据样品的检测要求进行选择性检测和重复性检测，而且适用的范围广泛，可以满足所有金属元素和类金属元素的分析需求。随着科学技术的不断发展，原子吸收光谱分析仪器的应用范围也越来越广泛，除了化工领域，也逐渐在食品、环境监测、医学等监测领域中得到广泛应用。1原子吸收光谱分析仪器的原理原子是组成一切物质的基本分子形式。原子由原子核与核外电子两个部分构成。原子处在稳定状态时，原子中包含的每个电子就会趋向于具有相对较高能量的电极，这时原子处于基态状态。当原子所处的环境发生变化，受到光能和电能的影

3、响，原子中包含的电子就会吸收周围环境中的能量，并且形成一种较高的原子状态，称为激发态。不同元素，包含的原子种类和分布情况不同，形成的波长和频率也不同，因此可以运用原子中电子排列结构的差异性形成的光谱线，对每种不同的元素进行区分，并且判断元素的含量，做出定性和定量分析，形成元素强度与含量的谱线，这些谱线可以作为元素分析的依据。原子吸收光谱分析技术的应用，便是运用不同的元素形成的不同谱线，对其进行区分，获得相应的检测结果。原子吸收光谱分析仪器的基本原理，是通过火焰、石墨炉等设备将待测样本在高温环境下

4、变成原子蒸汽，再由光源灯将待测样本的特征光线辐射到相应的环境下，与待测元素的原子蒸气结合，发生光谱吸收的反应，按照元素的浓度和强度分别形成不同的光谱图，经过仪器的光路分析系统，将每种不同的谱线区分开来，再运用光电转换器将光信号转变为电信号，由电路系统进行放大和处理，经过电脑对信息数据进行采集和分析，最后输出分析结果。2原子吸收光谱分析仪器的组成2．1光源光源是原子吸收光谱分析仪器最基本的组成要素，通过光源的作用可以呈现出待测元素的特征谱线，而这种谱线则是进行原子吸收光谱分析的主要依据。当前，原子

5、吸收光谱仪器适用的光源主要有空心阴极灯和无极放电灯。空心阴极灯主要包括高强度空心阴极灯、窄谱线灯、多元素空心阴极灯等几种类型，空心阴极灯主要是运用待测元素材料制作而成，形成相应的元素灯，这种空心灯只能发射相应元素的光谱，所以在检测结果方面具有更高的准确度。由于适用单一的元素材料，所以空心无极灯只能用来检测单一的元素，其缺点是容易受到外部环境条件的干扰而对现有的光谱产生影响。无极放电灯的应用主要是用来进行蒸气压相对较高的元素的检测方面，其主要的组成部分是一个石英管，管内充入相应的金属元素和惰性气体

6、，应用无极放电灯时需要将其放置在高频电场环境中，激发管内的氩气，随着管内温度的不断提高，释放金属化合物，并且进一步离散，辐射出相应的共振线，便可以完成对各种不同金属离子的检测。2．2原子化器原子化器可以为原子吸收光谱分析的过程提供足够的能量，保证待测样品中的元素可以完全分离出来，并且顺利的进入到光源的辐射范围内，从而顺利实现原子吸收光谱分析过程。原子吸收光谱分析的过程是建立在基态原子蒸汽对共振线吸收的基础上实现对元素含量的分析过程，所以如何在检验的过程中保证元素中的化学分子可以回归到原子化状态，

7、是其中的关键，这就需要运用原子化器实现。原子化器必须要具备较强的稳定性和抗干扰能力，当前广泛应用的原子化器有火焰原子化器和石墨炉两种。火焰原子化器是应用较多的一种，主要包括两个组成部分：一是将样品溶液变成高密度分散状态的雾化器，二是燃烧头。在实际的应用过程中，通过仪器外部的空压机将压缩空气作为助燃气，待检样品在大气压的作用下进入雾化器并且在出口位置呈现高速喷出状态，形成局部负压，与压缩空气一同吸入到喷雾室中，在这里完成样品元素的原子化分离。石墨炉带有导体性质，使用高温石墨炉时，其本身成为了一个包

8、含正负电极的环境，通过400一500A的电压作用，使石墨管的温度瞬间增加，石墨管内的元素经过蒸发、分解，最后完成原子化过程。石墨炉的使用方法简便，只需要运用少量的样品便可以获得较高的原子化率，所以应用的相对较为广泛。2．3分光系统原子吸收光谱分析的过程中，要避免原子吸收光区与吸收波长无关的辐射光进入到检测区域内，所以需要运用分光系统将单光束区分开来。另外，在分光系统中可以完成对称光线的分光，运用光栅单色器，以衍射光栅作色散元件完成分光，提高检测结果的准确度。2．4检测系统检测系统的主要作用是实现