原子荧光光谱仪讲义ppt课件

PPT模板下载： 原子荧光光谱分析是原子荧光光谱分析是2020世纪世纪6060年代中期提出年代中期提出并发展起来的光谱分析技术并发展起来的光谱分析技术,是原子光谱法中的是原子光谱法中的一个重要分支，一个重要分支，它是原子吸收和原子发射光谱它是原子吸收和原子发射光谱的综合与发展，是一种优良的的综合与发展，是一种优良的痕量痕量分析技术。分析技术。原子荧光光谱分析是利用原子荧光谱线的波原子荧光光谱分析是利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法，长和强度进行物质的定性与定量分析的方法，它具有它具有设备简单、灵敏度高、光谱干扰少、工设备简单、灵敏度高、光谱干扰少、工作曲线线性范围宽、可以进行多元素测定作曲线线性范围宽、可以进行多元素测定等优等优点。在地质、冶金、石油、生物医学、地球化点。在地质、冶金、石油、生物医学、地球化学、材料和环境科学等各个领域内获得了广泛学、材料和环境科学等各个领域内获得了广泛的应用。的应用。（一）原子（一）原子荧荧光光简简介介3PPT模板下载： 论和应用研究。西北大学杜文虎、上海冶金研究所、西北论和应用研究。西北大学杜文虎、上海冶金研究所、西北有色地质研究院有色地质研究院郭小伟郭小伟等均作出了贡献。尤其郭小伟致力等均作出了贡献。尤其郭小伟致力于氢化物发生于氢化物发生(HG)(HG)与原子荧光与原子荧光(AFS)(AFS)的联用技术研究，取得的联用技术研究，取得了杰出成就，成为我国原子荧光商品仪器的奠基人，为原了杰出成就，成为我国原子荧光商品仪器的奠基人，为原子荧光光谱法首先在我国的普及和推广打下了基础。子荧光光谱法首先在我国的普及和推广打下了基础。（二）原子（二）原子荧荧光光发发展展简简史史1.1859年克希霍夫研究太阳光年克希霍夫研究太阳光时时开开4PPT模板下载： 基态的原子蒸气吸收一定波长的辐射而被激发到基态的原子蒸气吸收一定波长的辐射而被激发到较高的激发态，然后去活化回到较低的激发态或较高的激发态，然后去活化回到较低的激发态或基态时便发射出一定波长的辐射基态时便发射出一定波长的辐射原子荧光。原子荧光。1 1、原子荧光的定义、原子荧光的定义 E2 E1 E0（三）原子（三）原子荧荧光分析原理光分析原理 基基态态的原子蒸气吸收一定波的原子蒸气吸收一定波长长5PPT模板下载： 1）共振荧光：共振荧光：激发和去激发过程中涉及的激发和去激发过程中涉及的上下能级相同，即吸收和发射波长相同。上下能级相同，即吸收和发射波长相同。2 2、原子荧光的种类、原子荧光的种类 原原子子荧荧光光一一般般可可分分为为3 3类类：即即共共振振荧荧光光、非非共共振振荧荧光光和和敏敏化化荧荧光光，其其中中以以共共振振原原子子荧荧光最强，在分析中应用最广。光最强，在分析中应用最广。（1）共振）共振荧荧光：激光：激发发和去激和去激发过发过程中涉及的上下能程中涉及的上下能级级相同，即吸收相同，即吸收7PPT模板下载： 2）非共振荧光：非共振荧光：激发态原子发射的荧光波激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同的原子荧光。长和吸收的辐射波长不相同的原子荧光。非共振荧光非共振荧光可分为直跃线荧光、阶跃线荧光可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。和反斯托克斯荧光。直跃线荧光直跃线荧光非共振荧光非共振荧光 阶跃线荧光阶跃线荧光 反斯托克斯荧光反斯托克斯荧光 荧光荧光辐射辐射荧光荧光辐射辐射（2）非共振）非共振荧荧光：激光：激发态发态原子原子发发射的射的荧荧光波光波长长和吸收的和吸收的辐辐射波射波长长不不8PPT模板下载： 405.78nmPb 405.78nm。b.b.阶跃线荧光阶跃线荧光：激发态原子先以非辐射方式去活化：激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量，回到较低的激发态，再以辐射方式损失部分能量，回到较低的激发态，再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光，如去活化跃迁到基态所发射的荧光，如Na 589.6nmNa 589.6nm。c.c.反斯托克斯荧光反斯托克斯荧光是荧光波长比吸收光辐射的波长是荧光波长比吸收光辐射的波长 要短的原子荧光，如要短的原子荧光，如In 410.18nmIn 410.18nm。a.直直跃线荧跃线荧光：激光：激发态发态原子由高能原子由高能级跃级跃迁到高于基迁到高于基态态的的亚稳亚稳能能9PPT模板下载： 3）敏化荧光敏化荧光：受激发的原子与另一种原子碰撞：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。再从辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。注意：大多数分析涉及注意：大多数分析涉及共振荧光共振荧光，因为其跃迁，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几率最大且用普通光源就可以获得相当高辐射密度。敏化荧光等很少用于分析，因为产生的密度。敏化荧光等很少用于分析，因为产生的荧光辐射密度低。荧光辐射密度低。（3）敏化）敏化荧荧光：受激光：受激发发的原子与另一种原子碰撞的原子与另一种原子碰撞时时，把激，把激发发能能传递传递10PPT模板下载： 3、荧光猝灭、荧光猝灭 定定义义：荧荧光光淬淬灭灭，又又称称荧荧光光熄熄灭灭或或萃萃灭灭。荧荧光光淬淬灭灭是是指指处处于于激激发发态态的的原原子子，随随时时可可能能在在原原子子化化器器中中与与其其他他分分子子、原原子子或或电电子子发发生生非非弹弹性性碰碰撞撞而而丧丧失失其能量，荧光将减弱或完全不产生的现象。其能量，荧光将减弱或完全不产生的现象。3、荧荧光猝光猝灭灭 定定义义：荧荧光淬光淬灭灭，又称，又称荧荧光熄光熄灭灭或萃或萃灭灭。荧荧光淬光淬灭灭是是11PPT模板下载： IfIf荧光强度荧光强度 为荧光量子效率为荧光量子效率 IaIa吸收光的强度吸收光的强度 If =k C4.原子荧光光谱分析原理原子荧光光谱分析原理 原子荧光光谱分析法是用激发光源照射含有一原子荧光光谱分析法是用激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气，从而使基态原定浓度的待测元素的原子蒸气，从而使基态原子跃迁到激发态，然后回到较低能态或基态，子跃迁到激发态，然后回到较低能态或基态，发出原子荧光。发出原子荧光。测定原子荧光的强度即可求得测定原子荧光的强度即可求得待测样品中该元素的含量。待测样品中该元素的含量。If =k C4.原子原子荧荧光光光光谱谱分析原理分析原理 原原12PPT模板下载： 氢氢化物化物发发生生进样进样方法，是利用某些能方法，是利用某些能产产生初生生初生态氢态氢的的还还14PPT模板下载： 1）金属）金属酸还原体系（酸还原体系（MarshMarsh反应）反应）Zn+2HCL-ZnCl Zn+2HCL-ZnCl2 2+2H+2H nH+Mm+-MHn+H nH+Mm+-MHn+H2 2 缺点：缺点：能发生氢化物的元素较少；反应速度能发生氢化物的元素较少；反应速度慢大约需要慢大约需要1010分钟；干扰较为严重。分钟；干扰较为严重。b.氢氢化物反化物反应应种种类类1）金属）金属酸酸还还原体系（原体系（Marsh反反应应）15PPT模板下载： 2）硼氢化钠）硼氢化钠-酸还原体系酸还原体系 酸化过的样品溶液中的砷、铅、锑、硒等元素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。发生系统中生成氢化物。该体系克服或大大减少了金属该体系克服或大大减少了金属-酸还原体系的缺酸还原体系的缺点，在还原能力、反应速度、自动化操作、抗干点，在还原能力、反应速度、自动化操作、抗干扰程度以及适用的元素数目等诸多方面表现出极扰程度以及适用的元素数目等诸多方面表现出极大的优越性。大的优越性。2）硼）硼氢氢化化钠钠-酸酸还还原体系原体系16PPT模板下载： 3）碱性体系）碱性体系 在碱性试样底液中引入在碱性试样底液中引入NaBH4NaBH4和酸进行氢化反应和酸进行氢化反应.在在NaOHNaOH强碱性介质中氢化元素形成可溶性含氧酸强碱性介质中氢化元素形成可溶性含氧酸盐，可消除铁、铂、铜族元素的化学干扰。盐，可消除铁、铂、铜族元素的化学干扰。4 4）电化学方法）电化学方法 在在5%KOH5%KOH碱性介质中，用电解法在铂电极上还原碱性介质中，用电解法在铂电极上还原砷和锡，优点是空白低，选择性好砷和锡，优点是空白低，选择性好3）碱性体系）碱性体系17PPT模板下载： 1、种类、种类 液相干扰（化学干扰）液相干扰（化学干扰）液相干扰（化学干扰）液相干扰（化学干扰）-氢化反应过程中氢化反应过程中氢化反应过程中氢化反应过程中 气相干扰（物理干扰）气相干扰（物理干扰）气相干扰（物理干扰）气相干扰（物理干扰）-传输过程中、原子化过程中传输过程中、原子化过程中传输过程中、原子化过程中传输过程中、原子化过程中c.干扰的种类与消除干扰的种类与消除1、种、种类类c.干干扰扰的种的种类类与消除与消除18PPT模板下载： 2、干扰的消除、干扰的消除 液相干扰：络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）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、加入抗干扰元素、改变酸度、改变还原剂的浓度等。的浓度等。气相干扰：分离、选择最佳原子化环境。气相干扰：分离、选择最佳原子化环境。2、干、干扰扰的消除的消除19PPT模板下载： 自动进样自动进样自动进样自动进样手手动进样动进样器器进样进样系系统统手手动进样动进样 自自动进样动进样21PPT模板下载： 柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵蠕动泵蠕动泵蠕动泵蠕动泵更准确更准确更准确更准确更省液更省液更省液更省液更稳定更稳定更稳定更稳定氢氢化化物物发发生生系系统统全自全自动顺动顺序注射序注射氢氢化物化物发发生系生系统统柱塞柱塞泵泵蠕蠕动泵动泵更准确更省液更准确更省液氢氢化物化物发发22PPT模板下载： 屏蔽式屏蔽式屏蔽式屏蔽式 荧光猝灭 a）主气 b）主气、屏蔽气原子化器石英管原子化器原子化器石英管原子化器荧荧光猝光猝灭灭23PPT模板下载： 定；寿命长，定；寿命长，定；寿命长，定；寿命长，背景值低背景值低背景值低背景值低。高强度空心阴极灯高强度空心阴极灯高强度空心阴极灯高强度空心阴极灯智能型智能型高强度空心阴极灯光学系光学系统统光源要求：足光源要求：足够够的光的光强强；纯纯度高；能量度高；能量稳稳 24PPT模板下载： 光光学学系系统统光路光路非色散型非色散型非色散型非色散型简化结构；光程短；简化结构；光程短；增强荧光信号强度增强荧光信号强度色散型色散型 光学系光学系统统光路非色散型光路非色散型简简化化结结构；光程短；构；光程短；26PPT模板下载： 1 1、实验用水：建议使用、实验用水：建议使用18M*CM18M*CM以上的超纯水或以上的超纯水或去离子水。去离子水。2 2、酸：在盐酸、硝酸等酸中常含有杂质（砷、汞、酸：在盐酸、硝酸等酸中常含有杂质（砷、汞、铅等），因此实验中必须采用优级纯的酸。在实铅等），因此实验中必须采用优级纯的酸。在实验之前必须认真挑选，可将待使用的酸按标准空验之前必须认真挑选，可将待使用的酸按标准空白的酸度在仪器上进行测试。挑选较低荧光强度白的酸度在仪器上进行测试。挑选较低荧光强度值的酸，如果空白值过高，会影响工作曲线的线值的酸，如果空白值过高，会影响工作曲线的线性，方法的检出限和测定的准确度。性，方法的检出限和测定的准确度。（五）原子（五）原子荧荧光光光光谱仪谱仪分析注意事分析注意事项项a.试剂试剂的的纯纯度及配制方法度及配制方法29PPT模板下载： 3、硼氢化钾：要求含量、硼氢化钾：要求含量95%95%。硼氢化钾溶液中要含有一定量的氢氧化钾，硼氢化钾溶液中要含有一定量的氢氧化钾，是为了保证溶液的稳定性。建议氢氧化钾的浓度是为了保证溶液的稳定性。建议氢氧化钾的浓度为为0.2%0.2%0.5%0.5%，过低的浓度不能有效防止硼氢化，过低的浓度不能有效防止硼氢化钾的分解，过高的浓度会影响氧化还原反应的总钾的分解，过高的浓度会影响氧化还原反应的总体酸度。配制后的硼氢化钾溶液应避免阳光照射，体酸度。配制后的硼氢化钾溶液应避免阳光照射，密闭保存，以免引起还原剂分解产生较多的气泡，密闭保存，以免引起还原剂分解产生较多的气泡，影响测定精度。建议现用现配。影响测定精度。建议现用现配。4 4、其它试剂：注意试剂中纯度，要考虑到试剂中被、其它试剂：注意试剂中纯度，要考虑到试剂中被测元素的含量以及干扰元素的含量。测元素的含量以及干扰元素的含量。3、硼、硼氢氢化化钾钾：要求含量：要求含量95%。30PPT模板下载： 污染是影响氢化物原子荧光仪器测量准确性的污染是影响氢化物原子荧光仪器测量准确性的重要因素，产生污染的原因、污染的种类很多，重要因素，产生污染的原因、污染的种类很多，下面介绍几种主要的污染。下面介绍几种主要的污染。1.1.容器污染：容器污染：实验室所用容器如容量瓶、烧杯、比色管、移液实验室所用容器如容量瓶、烧杯、比色管、移液管等由于曾经盛装过某种物质而未清洗干净造成管等由于曾经盛装过某种物质而未清洗干净造成沾污。还有洗净的器皿长时间放置而吸附了空气沾污。还有洗净的器皿长时间放置而吸附了空气中的污染物。容易造成污染的元素有汞、砷、铅、中的污染物。容易造成污染的元素有汞、砷、铅、锌等。锌等。b.污污染染 污污染是影响染是影响氢氢化物原子化物原子荧荧光光仪仪器器测测量准确性的重要量准确性的重要31PPT模板下载： 1：1 1的硝酸溶液的硝酸溶液中浸泡中浸泡1212小时以上，使用前用自来水冲洗，小时以上，使用前用自来水冲洗，再用纯净水冲洗再用纯净水冲洗5 5、6 6遍。沾污严重的器皿可遍。沾污严重的器皿可考虑采用超声清洗、用氧化性强的溶剂、加考虑采用超声清洗、用氧化性强的溶剂、加温等手段清洗。不论是什么器皿，切记用前温等手段清洗。不论是什么器皿，切记用前一定要再清洗。一定要再清洗。解决解决办办法：玻璃器皿要在法：玻璃器皿要在1：1的硝酸溶液中浸泡的硝酸溶液中浸泡12小小时时以以32PPT模板下载：