原子荧光光谱法

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,概述,基本原理,原子荧光光度计,AFS,的特点与应用,第三节 原子荧光光谱法,第六章原子光谱法,Atomic spectrometry,Atomic fluorescence spectrometry,AFS,2024/11/26,概述,辐射激发下依据原子发射的荧光强度来定量分析的方法。1964年后发展起来，属发射光谱，但仪器与,AAS,相近。,1.特点,(1) 检出限低，灵敏度高。,Cd：10,-12,g L,-1,； Zn：10,-11,g L,-1,。,(2,) 谱线简单，干扰小。,(,3,) 线性范围宽（可达35个数量级）。,(4) 多元素同时测定（产生的荧光向各方向发射）。,2.缺点,存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。,2024/11/26,基本原理,1原子荧光光谱的产生过程,过程：,当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10,-8,s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光。,特,性,：,（1）属光致发光，二次发光。,（2）激发光源停止后，荧光立即消失。,（3）发射的荧光强度与照射的光强有关。,（4）不同元素的荧光波长不同。,（5）浓度很低时，强度与蒸气中该元素的密度成正比，定量依据(适用于微量或痕量分析)。,2024/11/26,2.原子荧光的产生类型,三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光,（1）共振荧光,共振荧光,：气态原子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线,波长相同,的荧光，见图,A,，,C,。,热共振荧光,：若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；见图,B,，,D,。,2024/11/26,（2）非共振荧光,荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。,直跃线荧光、阶跃线荧光、,anti-Stokes,荧光三种。,跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光；荧光波长大于激发线波长（荧光能量间隔小于激发线能量间隔）。,直跃线荧光（,Stokes,荧光）,：,2024/11/26,直跃线荧光（,Stokes,荧光）,Pb,原子：,吸收线283.13,nm,，,荧光线407,.78,nm,，,同时存在两种形式。,铊原子：,吸收线337.6,nm,，,共振荧光线337,.6,nm,，,直跃线荧光535.0,nm。,a b c d,2024/11/26,阶跃线荧光：,光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态；荧光波长小于激发线波长（荧光能量间隔大于激发线能量间隔）；非辐射方式释放能量：碰撞，放热。,光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光，图(,c),B,，,D,。,Cr,原子,：,吸收线359.35,nm；,再热激发，荧光发射线357.87,nm；,见图(,c),B,、,D,。,a b c d,2024/11/26,anti-Stokes,荧光：,荧光波长,小于,激发线波长；先热激发再光照激发(或反之)，再发射荧光直接返回基态；见图(,d),。,铟原子,：先热激发，再吸收光跃迁451.13,nm；,发射荧光410.18,nm，,图(,d),A,，,C,。,a b c d,2024/11/26,（3）敏化荧光,受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递另一个原子使其激发，后者发射荧光；,火焰原子化中观察不到敏化荧光；,非火焰原子化中可观察到。,所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。,2024/11/26,3.荧光猝灭与荧光量子效率,荧光猝灭,：,受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光发射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。,荧光猝灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小。如何恒量荧光猝灭程度？,荧光量子效率,：,=,F,f,/,F,a,F,f,发射荧光的光量子数；,F,a,吸收的光量子数,。,荧光量子效率1,2024/11/26,4.待测原子浓度与荧光的强度,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,在理想情况下：,I,0,原子化火焰单位面积接受到的光源强度；,A,为受光照射在检测器中观察到的有效面积；,K,0,为峰值吸收系数；,l,为吸收光程；,N,为单位体积内的基态原子数。,2024/11/26,原子荧光光度计,1仪器类型,单通道：,每次分析一个元素；,多通道：,每次可分析多个元素；,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。,特点：,光源与检测器成一定角度。,2024/11/26,多通道原子荧光仪,多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素。,2024/11/26,2主要部件,光源：,高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器。,可调频激光器：高光强，窄谱线。,原子化装置：,与原子吸收法相同。,色散系统：,光栅、滤光器。,检测系统。,2024/11/26,6.3.4,AFS,的特点与应用,特点：,检出限低，灵敏度高，谱线简单，干扰小，线性范围宽(35个数量级)，选择性极佳，不需基体分离等。,Cd,的检出限可达10,-12,g mL,-1,，Zn,可达10,-11,g mL,-1,20,多种元素检出限优于,AAS，,易实现多元素同时测定。,不足之处：,存在荧光猝灭效应及散射光干扰等。,应用：,食品卫生、生物试样及环境监测等方面。,2024/11/26,内容选择：,结束,6.1,原子发射光谱法,6.2,原子吸收光谱法,6.3,原子荧光光谱法,第七章,2024/11/26,