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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第八章,原子荧光光谱法,第一节 基本原理,atomic emission spectrometry,AES,第二节 原子荧光光谱分析,技术,2024/10/7,原子荧光光谱分析法（,AFS,）,是利用原子荧光谱线的,波长和强度,进行物质的定性及定量分析方法，是介于原子发射光谱（,AES,）和原子吸收光谱（,AAS,）之间的光谱分析技术。它的基本原理是,原子蒸气吸收特征波长的光辐射之后,原子被激发至高能级，在跃迁至低能级的过程中，原子所发射的光辐射称为原子荧光,。,2024/10/7,（,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,0.001ngcm,-3,、,Zn,为,0.04ngcm,-3,。,（,2,）干扰较少，谱线比较简单。,（,3,）分析校准曲线线性范围宽，可达,3,5,个数量级。,（,4,）能实现多元素同时测定。,优点,2024/10/7,第一节 基本原理,basic principle of AES,气态自由原子吸收光源的特征辐射后，原子的,外层,电子,跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低,能级，同时发射出与激发波长,相同或不同,的发射即,为原子荧光。,一、原子荧光光谱的产生,2024/10/7,原子荧光光谱与原子发射光谱的区别,原子荧光,光谱,是光致发光，也是二次发光，吸收具有选择性，不遵循波尔兹曼定律，谱线简单。,原子发射光谱是原子受热运动粒子非弹性碰撞而,被激发，遵循波尔兹曼定律，谱线复杂,2024/10/7,二、原子荧光光谱的类型,共振荧光,resonance fluorescence,非共振荧光,non,resonance,fluorescence,直跃线荧光,敏化荧光,阶跃线荧光,2024/10/7,自由原子吸收激发光源的特征,波长,辐射，成为,激发态原子,，并立即发射出,相同波长,的,辐射,，,回到原来的,能级,，所发辐射为共振荧光。,共振荧光,对于多数,元素,来说其共振荧光线是相应于原子,激发态,和,基态,间的共振跃迁。,2024/10/7,共振荧光强度大，分析中应用最多,。,在一定条件下，,共振荧光强度与样品中某元素浓度成正比。,该法的,优点是灵敏度高，目前已有,20,多种元素的检出限优,于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；,在低浓度时校准曲线的线性范围宽达,35,个数量级，,特别是用激光做激发光源时更佳。,主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、,矿物,、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广,泛的应用。,2024/10/7,元素的原子经热激发后处在较低的,亚稳态,，通过吸收激发光源发射的特定的非共振线后，被进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光线。,热助共振荧光,2024/10/7,是激发态原子直接跃迁到高于基态的亚稳态时所发射,的荧光，如,Pb405.78nm,。,只有基态是多重态时，才,能产生直跃线荧光。,直跃线荧光,阶跃线荧光,激发态原子,先以非辐射形式去活化方式回到较低的,激发态,，,再以辐射形式去活化回到基态而发射的荧,光,，如,Na589.6nm,2024/10/7,当自由原子跃迁至某一能级，其获得的能量一部分是由光源激发能供给，另一部分是热能供给，然后返回低能级所发射的荧光。,anti-Stokes,荧光,其荧光能大于激发能，荧光波长小于激发线波长。,例如铟吸收热能后处于一较低的亚稳能级，再吸收,51.13nm,的光后，发射,410.18nm,的荧光,2024/10/7,敏化原子荧光,激发原子通过碰撞,将其激发能转移给另一个原子,使其激发，后者再以辐射方式去活化而发射荧光。,火焰原子化器中的原子浓度很低，主要以非辐射方式,去活化，因此观察不到敏化,原子荧光,。,2024/10/7,三、,原子荧光定量分析关系式,当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略，发射荧光的强度,I,f,正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度,I,a,：,I,f,=,I,a,I,0,原子化火焰单位面积接受到的光源强度；,A,受光照射在检测器中观察到的有效面积；,吸光系数；,荧光量子效率,N,单位体积内的基态原子数；,l,为吸收光程,在低浓度时：,2024/10/7,第二节 原子荧光分析技术,色散型：,带分光系统；,非色散型：,采用滤光器分离分析线和邻近线；,一、仪器装置,2024/10/7,色散型,原子荧光光谱仪通常由四部分构成：,激发光,源、原子化器、分光系统、检测系统,连续光源：,氙弧灯，光源稳定，操作简便，寿命长，,能用于多元素同时分析，但检出限较差,锐线光源：,高强度空心阴极灯。光源辐射强度高，,稳定，可得到更好的检出限。,1,、光源,2024/10/7,原子荧光分析仪对原子化器的要求与原子吸收光谱仪,基本相同。但要求不一样：,2,、原子化器,A,、火焰气体的荧光猝灭效应小。,目的：获得较高的荧光效率,B,、尽量不用燃料气体中含,碳的火焰。,目的：防止荧光猝灭（,CO,、,CO,2,、,N,2,）,如空气,-,乙炔火焰,(),、氢,-,氩火焰,(,),、氢,-,氧火焰,(,),石墨炉原子化器不能用,N,2,为载气,2024/10/7,常用的色散元件是光栅，色散系统对分辨能力要求,不高，但要求有较大的集光本领,3,、分光系统,要求灵敏度高，噪声小,4,、检测器,2024/10/7,
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