X射线荧光光谱法课件.ppt

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1、第6章X射线荧光光谱法(x-rayFluorescenceSpectrometry6.1X射线和x射线谱(X-rayandX-raySpectrum)6.2X射线荧光分析(x-rayFluorescenceAnalysis)6.3X射线荧光光谱仪(X—rayFluorescenceSpectrometer)6.4X射线荧光分析方法及应用(MethodsandApplicationsofX—rayFluorescenceAnalysis)6.1X射线和X射线谱这种荧光x射线的波长只取决于物质中各元素原子电子层的能级差．因此，根据x荧光的波长，

2、就可确定物质所含元素；根据其强度可确定所属元素的含量。荧光光谱法的优点：（1）有较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、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2O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

3、器，因而能实现多元素同时测定。4．分析试样不受破坏，分析迅速、准确，也便于实现自动分析，因此在生产上的流线分析中应用越来越多。(一)初级X射线的产生(二)X射线谱1．连续光谱2．特征光谱原子在发生电子跃迁的同时．将辐射出带有一定频率或能量的特征谱线。特征谱线的频率大小决定于电子在始态和终态的能量差。6.2X射线荧光分折(一)X射线荧光的产生X射线荧光产生机理与特征X射线相同，只是采用X射线为激发手段．所以X射线荧光只包含特征谐线，而没有连续谱线射线荧光波长总比相应的初级X射线的波长要长一些。根据测得的X射线荧光的波长，可以确定某元素的存在．

4、根据谱线的强度可以测定其含量，这就是X射线荧光分析法的基础。(二)Moseley定率荧光x射线的波长随着元素原子序的增加有规律地向波长变短方向移动。其数学关系式为式中KS为常数，随不同谱线系列(K、L)而定．Z是原子序数。6．3X射线荧光光谱仪根据分光原理，可将x射线荧光光谱仪分为两类：波长色散型(晶体分光)和能量色散型(高分辨率半导体探测器分光)。(一)波长色散型X射线荧光光谱仪波长色散型X射线荧光光谱仪由X光源、分光晶体和检测器三个主要部分构成，它们分别起激发、色散、探测和显示的作用.1．X射线激发源由X射线管所发出的一次x射线的连续光

5、谱和特征光谱是x射线荧光分析中常用的激发源。初级X射线的波长应稍短于受激元素的吸收限，能量最有效地激发分析元素的特征谱线．一般分析重元素时靶材选钨靶．分析轻元素用铬靶。靶材的原子序愈大，x光管的管压(一般为50—100kv)愈高，则连续谱强度愈大。2．晶体分光器(1)平面晶体分光器(2)弯面晶体分光器3．检测器(二)能量色散型x射线荧光光谱仪能量色散型x射线荧光光谱仪不采用晶体分光系统，而是利用半导体检测器的高分辨率，并配以多道脉冲分析器，直接测量试样x射线荧光的能量，使仪器的结构小型化、轻便化。这是20世纪60年代末发展起来的一种新技术.

6、与波长色散法相比．能量色散法的主要优点是：由于无需分光系统，检测器的位置可紧挨样品，检测灵敏度可提高2—3个数量级；也不存在高次衍射谱线的干扰。可以一次同时测定样品中几乎所有的元素，分析物件不受限制。仪器操作简便，分析速度快．适合现场分析。目前主要的不足之处:是对轻元素还不能使相邻元素的谱线完全分开，检测器必须在液氮低温下保存和使用．连续光谱构成的背景较大。6．4X射线荧光分析方法及应用(一)定性分析(二)定量分析1．定量分析的影响因素现代x射线荧光分析的误差主要不是来源于仪器．而是来自样品(1)基体效应一般表现为吸收和激发效应基休效应的克

7、服方法有：(i)稀释法．以轻元素为稀释物可减小基体效应。(ii)薄膜样品法，将样品做得很薄．则吸收、激发效应可忽略。(iii)内标法，在一定程度上也能消除基体效应(2)粒度效应x射线荧光强度与颗较大小有关：大颗粒吸收大；颗粒愈细，被照射的总面积大．荧光强。另外．表面粒糙不匀也有影响。在分析时常需将样品磨细，粉末样品要压实，块状样品表面要抛光。(3)谱线干扰克服谱线干扰的方法有以下几种：(i)选择无干扰的谱线；(ii)降低电压至干扰元素激发电压以下，防止产生干扰元素的谱线；（iii)选择适当的分析晶体、计数管、准宜器或脉冲高度分析器，提高分辨

8、本领；(iv)在分析晶体与检测器间放置滤光片，滤去干扰谱线等。2．定量分析方法(1)校准曲线法(2)内标法内标元素的选择原则：(i)试样中不含该内标元素；(ii)内标元素与分析元