Transcript 原子荧光光谱法分析基础
原子荧光仪器原理及结构 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,是原子光谱法中的一个 重要分支， 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。 主要内容 原子荧光发展史 原子荧光光谱分析基础 原子荧光仪器结构 原子荧光发展史 1.一八五九年克希霍夫研究太阳光时开始原子荧光理论的研究 2.一九零二年胡克等研究原子荧光现象，观察到了钠的荧光现象 3.一九六四年威博尼尔提出原子荧光光谱法，可作为一种化学分 析方法 4.八十年代，我国科技工作者对原子荧光光谱仪作出很大贡献， 其中郭小伟等非色散原子荧光光谱仪，采用无机放电灯、氢化 物法对仪器商品化起到很大作用 原子荧光发展史及应用 原子荧光光谱分析的应用领域 地质样品分析 环境样品分析 冶金样品分析 食品分析 生物样品分析 药材药品分析 农业及植物样品分析 轻工化妆品分析 原子荧光发展史及应用 原子荧光光谱的产生 原子荧光光谱的定量 氢化物发生-原子荧光法的基础 原子荧光光谱法分析基础 原子荧光的产生过程 e ＋ e 原子荧光 原子荧光的产生 基态的原子蒸气吸收特定波长光辐射的能量而被激发到 较高的激发态，然后受激原子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———原子荧光 原子荧光光谱法分析基础 原子荧光光谱的类型 常见共振荧光，直跃线荧光，阶跃线荧光，敏化 荧光和多光子荧光等五种类型。 （1）共振荧光：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。 原子荧光光谱法分析基础 （2）直跃线荧光：激发和去激发过程中涉及的上能级相同。 原子荧光光谱法分析基础 （3）阶跃线荧光：激发和去激发过程中涉及的上能级不同。 原子荧光光谱法分析基础 （4）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。 （5）多光子荧光：两个或以上的光子共同使原子到达激发 态，然后发射一个光子再返回到基态所发射的荧光 原子荧光光谱法分析基础 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。 敏化荧光和多光子荧光很少用于分析，因为产生 的荧光辐射密度低。 原子荧光光谱法分析基础 原子荧光光谱分析的定量 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，从而使基态原子跃迁到激发态，然后 回到较低能态或基态，发出原子荧光。 测定原子荧光的强度即可求得待测样品中该元素的含量。 If = φ Ia If = k C If—荧光强度 φ —为荧光量子效率 Ia —吸收光的强度 原子荧光光谱法分析基础 上述公式仅仅适用于低浓度的原子荧光分析。 随着原子浓度的增加，由于谱线展宽效应、自吸、 散射等因素的影响会使得曲线出现弯曲。 原子荧光光谱法分析基础 氢化物反应 氢化物发生进样方法，是利用某些能产生初生态 氢的还原剂或化学反应，将样品溶液中的待测组 分还原为挥发性共价氢化物，然后借助载气流将 其导入原子光谱分析系统进行测量。 原子荧光光谱法分析基础 氢化物发生的优点： 分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离，消除了干 扰。 与溶液直接喷雾进样相比，氢化物法能将待测元素充分预 富集，进样效率接近100%。 连续氢化物发生装置易实现自动化。 不同价态的元素氢化物发生的条件不同，可进行价态分析。 原子荧光光谱法分析基础 氢化物反应种类 1）金属酸还原体系（Marsh反应） Zn+2HCL----- ZnCl2+2H· nH· +Mm+-----MHn+H2↑ 缺点：能发生氢化物的元素较少；反应速度慢大约需要10 分钟；干扰较为严重。 原子荧光光谱法分析基础 2）硼氢化钠酸还原体系 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 该体系克服或大大减少了金属-酸还原体系的缺点，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大的优越性。 原子荧光光谱法分析基础 3）碱性体系： 在碱性试样底液中引入NaBH4和酸进行氢化反应.在 NaOH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。 4）电化学方法 在5%KOH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 原子荧光光谱法分析基础 氢化物反应干扰 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 原子荧光光谱法分析基础 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 原子荧光光谱法分析基础 氢化物发生装置 氢 化 物 进 样 系 统 连 续 流 动 流 动 注 射 原子荧光光谱法分析基础 氢 化 物 进 样 系 统 断 续 流 动 顺 序 注 射 原子荧光光谱法分析基础 气 液 分 离 气液分离器 膜分离 原子荧光光谱法分析基础 原子荧光仪器结构 光源 要求： 要有足够的辐射强度 光谱纯度高，背景低 辐射能量稳定性好 使用寿命长，操作和维护方便 原子荧光仪器结构 石英管原子化器 普通 屏蔽 原子荧光仪器结构 光学系统 简化结构；光程短； 增强荧光信号强度 原子荧光仪器结构 通 道 单道、双道、三道、四道 优势： 多元素同时测定；单道增强 多通道设计 原子荧光仪器结构 检测 器 日盲光电倍增管 检测波长范围： 160nm~320nm 原子荧光仪器结构 PF6仪器优点 外 观 PF6多道全自动原 子荧光光度计 原子荧光仪器结构 模块化设 计 原子荧光仪器结构 全 封 闭 进 样 系 统 手动进样 自动进样 • 全封闭内藏式自动进样器 • 内置式试剂溶液瓶 原子荧光仪器结构 氢 化 物 发 生 系 统 全自动顺序注射氢化物发生系统 柱塞泵 更准确 蠕动泵 更省液 更稳定 原子荧光仪器结构 数据处理系 统 软件分析助手 • 自动控制 • 数据处理 • 结果保存与输出 • 多用户管理 PFWin • 在线帮助 原子荧光仪器结构 祝大家： 工作顺利 身体健康！