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熟悉了解三大原子光譜儀:二手原子吸收光譜法AAS,二手原子發(fā)射光譜法AES,二手原子熒光光度計AFS。
(1)二手原子吸收光譜法(AAS)是基于從光源發(fā)射的待測元素的特征輻射通過樣品蒸氣時,被蒸氣中待測元素的基態(tài)原子所吸收,根據輻射強度的減弱程度以求得樣品中待測元素的含量。
通常情況下,原子處于基態(tài)。當相當于原子中的電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需要的輻射頻率通過原子蒸氣,原子就能從入射輻射中吸收能量,產生共振吸收,從而產生吸收光譜。原子吸收分析就是利用基態(tài)原子對特征輻射的吸收程度的,常使用最強吸收線作為分析線。
二手原子吸收光譜儀由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等幾部分組成。
1、 光源。光源的功能是發(fā)射被測元素的特征共振輻射。
2、原子化器。其功能是提供能量,使試樣干燥,蒸發(fā)和原子化。
3、分光器。它由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成,其作用是將所需要的共振吸收線分離出來。
4、檢測系統(tǒng)。原子吸收光譜儀中廣泛使用的檢測器是光電倍增管,一些儀器也采用CCD作為檢測器。
(2)二手原子發(fā)射光譜法(AES),是利用物質在熱激發(fā)或電激發(fā)下,每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質的組成,而進行元素的定性與定量分析的。原子發(fā)射光譜法可對約70種元素(金屬元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金屬元素)進行分析。在一般情況下,用于1%以下含量的組份測定,檢出限可達ppm,精密度為±10%左右,線性范圍約2個數量級。這種方法可有效地用于測量高、中、低含量的元素。
原子發(fā)射需要用強大的能量去氣化,并激發(fā) , 原子外層電子被激發(fā)后,返回較低能態(tài)就會產生發(fā)射光譜。所以原子發(fā)射首先需要激發(fā)源,比如電火花、激光、等離子體等,使原子氣化,再被激發(fā)。
(3)二手原子熒光光度計(AFS)利用惰性氣體氬氣作載氣,將氣態(tài)氫化物和過量氫氣與載氣混合后,導入加熱的原子化裝置,氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱,氫化物受熱以后迅速分解,被測元素離解為基態(tài)原子蒸氣,其基態(tài)原子的量比單純加熱砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等元素生成的基態(tài)原子高幾個數量級。
原子熒光光譜法是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下產生的熒光發(fā)射強度,來確定待測元素含量的方法.
原子熒光是用該原子的特征光去激發(fā)原子外層電子,顯然光能比等離子體的能量弱很多,但是現在因為使用空心陰極燈,大大提高了光的能量,而且是銳線光,使部分元素的激發(fā)變得容易了許多,因此原子熒光可以比較容易滴應用到汞、砷、硒這一類低沸點元素上。然后被激發(fā)的原子外層電子返回低能態(tài),產生發(fā)射光譜,這個發(fā)射光譜和原子發(fā)射光譜是一樣的,但是因為是被光激發(fā)出來的光,是一種二次發(fā)光,所以被稱作熒光。 為了避免被一次光(激發(fā)光)干擾,熒光的檢測器都是設在光路的直角方向。 比較特別的,X-射線原子熒光,激發(fā)的是內層電子,產生空穴,外層電子進去補空時,發(fā)射出X-射線原子熒光,因為X-射線不可以用普通石英玻璃去做光窗,一般會使用某些金屬片做窗戶,比如鈹。
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