原子荧光技术交流原子荧光光谱法的原理.ppt

概 述 原子荧光光谱分析是 20世纪 60年代中 期提出并发展起来的光谱分析技术 ,它 是原子吸收和原子发射光谱的综合与 发展，是一种优良的 痕量 分析技术。 氢化物 原子荧光（ HG-AFS）是具有 中国特色的分析技术 检测元素： As Sb Bi Ge Se Pb Te Sn Cd Zn Hg 原子荧光光谱法发展概况 优 势 检出限低、灵敏度高 谱线简单、结构简单；干扰小 原子化效率高，理论上可达到 100% 分析曲线线性好、线性范围宽 易实现多元素同时测定 可进行形态分析、价态分析 原子荧光光谱法发展概况 应用领域 地质样品分析 冶金样品分析 生物样品分析 农业及植物样品分析 环境样品分析 食品分析 药材药品分析 轻工化妆品分析 原子荧光光谱法发展概况 原子荧光光谱 法的原理 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。 原子荧光的产生过程 原子荧光光谱法的应用原理 e e 原子荧光 常见 共振荧光 ， 非共振荧光 与 敏化荧光 等三种类型 。 （ 1） 共振荧光： 荧光线的波长 = 激发线的波长 （ 2） 非共振荧光 ：荧光线的波长 激发线的波长 原子荧光简介 热助共振荧光 原子荧光的类型 原子荧光简介 （ 3） 敏化荧光 受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，后者再从辐射形式去 激发而发射荧光即为敏化荧光。 大多数 分析 涉及 共振荧光 ，因为其 跃迁几率最大且用普通光源就可以 获得相当高辐射密度。 原子荧光的类型 定量计算基础 If = k C If = Ia If 荧光强度 为荧光量子效率 Ia 吸收光的强度 原子荧光光谱法的应用原理 仅适用于低浓度样品的原子荧光光谱分析 氢化物 原子荧光法原理 原子荧光 As Sb Bi Ge Se Pb Te Sn 气态氢化物 Cd Zn Hg 气态组分 原子蒸气 基态原子 原子荧光光谱法的应用原理 1）金属 酸还原体系（ Marsh反应） 2）电解法 3）硼氢化物 酸还原体系 硼氢化物 酸还原体系 酸化过的样品溶液中的砷、铅、锑、硒等元素与还原剂 （一般为硼氢化钾或钠）反应在氢化物发生系统中生成氢化物： NaBH4+3H2O+H+=H3BO3+Na+8H*+Em+=EHn+H2(气体） 式中 Em+代表待测元素， EHn为气态氢化物（ m可以等于或 不等于 n）。 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 砷、锑、硒 砷、锡 氢化物反应的种类 原子荧光光谱法的应用原理 原子荧光光谱 法的应用 对环境的要求 1. 选址：外部环境良好，无强电磁场和热源 辐射，无剧烈震动；避免日光直射 ,烟尘， 污浊气流及水蒸气，腐蚀性气体的影响 2. 温度： 15 30 ; 湿度：小于 80 3. 电压：稳定，安装稳压设备 4. 实验台：坚固平稳，留出足够空间；必备 排风设备 原子荧光光谱法的应用 对试剂的要求 水：要求是高纯度水 无机酸：一般采用“优级纯”，最好用“超纯”酸 还原剂：含量 95% ，溶液中含有 0.20.5%的 NaOH或 KOH，避免日光照射，以保证溶液稳定性。 原则： 不沾污待测元素 试剂现用现配，冷藏保存不超过 3天 原子荧光光谱法的应用 采样及样品前处理 1、采样 样品要具有一定的代表性 运输和保存过程中确保样品不被污染、丢失、变质 采样的容器要清洁 2、样品前处理 无机固体试样： 酸溶法 ， 碱溶法 有机固体样品： 干法灰化 ， 湿法消解，微波消解等 高浓度液体样品： 稀释处理 原子荧光光谱法的应用 干扰的种类与消除 1、种类 液相干扰（化学干扰） - 氢化反应过程中 气相干扰（物理干扰） - 传输过程中、原子化过程中 2、干扰的消除 液相干扰： 络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）、加入抗干 扰元素、改变酸度、改变还原剂的浓度等。 气相干扰： 分离、选择最佳原子化环境 原子荧光光谱法的应用 干扰的种类与消除 原子荧光光谱法的应用 原子荧光光谱法的应用 分析条件的优化 对灯电流的选择 满足分析灵敏度要求下，尽可能选择小的灯电流； 辅助灯电流不宜超过主电流； 低压汞灯电流使用范围在 15-60mA 负高压的选择 文献介绍，负高压在 200-500V间信噪比恒定； 满足分析灵敏度条件下，选择较低的负高压 原子荧光光谱法的应用 分析条件的优化 气流量的选择 范围 主气： 300500 L/min 屏蔽气： 6001000 L/min 测试时，仔细观察火焰状态来调节流量，保持比 较稳定的最佳状态； 测汞时，无火焰状态，可以采用适宜的某一标准 溶液进行试验，确定最佳载气流量。 原子荧光光谱法的应用 分析条件的优化 原子化器高度 68mm 原子化器温度 200 C左右 P M T 透镜 HCL 透镜 h 原子荧光光谱法的应用 分析条件的优化 读数时间与延迟时间 读数时间 t(r)： 指进行测量采样的时间，即元素灯发光照射蒸汽使之产 生荧光的整个过程。以峰面积计算整个峰形全部采入为最佳 延迟时间 t(d)： 指当样品与还原剂开始反应后，产生的氢化物进入原子 化气需要的时间。 If T(s ) t(dt(d ) t(rt(r ) 仪器的使用与维护 泵及泵管的使用： 1）不要让泵管空载运行 2）每次试验完毕将泵卡松开 3）使用一段时间后，应向泵管与泵头间的空 隙滴加硅油，以保护泵管 4）及时清洗管路，避免沉积和污染 5）使用蠕动泵进样系统时，泵管不宜长时间 连续运转，注意及时更换 原子荧光光谱法的应用 仪器的使用与维护 原子荧光光谱法的应用 元素灯的使用 1）切勿超过最大灯的电流 2）元素灯预热必须是在测量状态下 3）灯若长期搁置不使用，每隔 3 4个月点 燃 2-3h，以保障灯的性能，延长寿命 4）灯长期使用，可定期激活来恢复性能 5）取放拿灯座，避免污染；一旦污染，用 无水乙醇和乙醚（ 1 3）的混合液 轻轻 擦拭 仪器的维护 原子荧光光谱分析专用仪器 其他注意事项 1. 在仪器测量前，一定要开启载气。 2. 更换元素灯时，一定要在主机电源关闭的情况下 。不得带电插拔灯。 3. 实验时注意在气液分离器中不要有过多的积液， 以防溶液进入原子化器。 4. 在测试结束后，一定在空白溶液杯和还原剂容器 内加入蒸馏水，运行仪器清洗程序。关闭载气，并 打开压块，放松泵管，倒掉废液。 5. 仪器长期不用也需要每个半月开机预热半小时