1、原子吸收和原子荧光光谱 基本原理和分析技术,一、基本原理,1.光的吸收和发射 能级图Na:3 2S 32P3/232P1/2 ：589.0 nm589.5 nm,吸收和辐射E=Ei-E0=hv 受激吸收：dNoi=Boi(v)Nodt 自发辐射:dNio=AioNidt 受激辐射:dNio=Bio (v)Nidt,E0,Ei,2. 原子谱线的轮廓V0= E/h 中心频率:（ v0） 宽度（半宽）:（ v）自然宽度 多普勒宽度 络伦兹宽度 共振宽度,K0,v0, v,K0,二、光谱仪器,1.组成： 光源 原子化器 分光系统 检测系统,原子吸收仪,原子荧光仪,1. 光源空心阴极灯： 结构：阴极：纯
2、金属阳极：环状W、Ni、Ta光窗：石英或紫外玻璃 原理： Ar+e Ar+ Ar+Mn M+Ar+ M+e M*+e M* M+hv 特点： 发出原子谱线(锐线),2.原子化器 火焰原子化： 乙炔空气火焰 T：2500K S：158cm/s 230nm 有吸收 乙炔氧化亚氮 T: 2990K S: 180cm/s 氢-氩扩散火焰 T：850,离子 溶液 雾滴 雾粒 分子蒸气 基态原子 激发态分子,Ar,Ar+H2+S,M+ M+X- MX-aH2O MnXm MX M M* 干燥 热解 原子化 MY,电热原子化：主要反应： 热解反应 还原反应 碳化物生成 易挥发化合物生成,3.检测,光电倍增管
3、倍增极：N2/N1 如： =4，n=10K=Io/Ii=410=106,三、分析技术,1.原子吸收光谱 原子吸收的测量 比尔定律吸收值：单色光： AC积分吸收：峰值吸收：,Iv,vo,Kv,ko,类型： 分子吸收： 气体分子氧化物 氢氧化物盐类分子 光散射 氘灯法背景校正 A空=Aa+AbA氘=AbA= A空A氘= Aa波长范围：200360nm 自吸法背景校正,光谱背景干扰,测试条件的选择,火焰法 分析线 灵敏度 Zn 213.9nm 02ppm; 307.5nm 01000ppm稳定性 Pb 217.0nm f=0.48; 283.3nm f=0.22 灯电流 通带宽度 0.2nm 0.4
4、nm火焰 类型: 空气-乙炔；氧化亚氮乙炔 配比: 富燃火焰；中性火焰；贫燃火焰,石墨炉法 石墨管 热解涂层管 平台石墨管 进样体积 540 加热程序 保护气体 Ar(99.9%) N2 AlN 2000 ,应用,适合于金属元素分析碱金属 Li Na K 易电离 采用低温火焰 加消电离剂碱土金属 Be Mg Ca灵敏度高 存在阴离子干扰有色金属 Cu Zn Pb灵敏度高 波长短 背景干扰较重 黑色金属 Fe Co Ni谱线复杂 选择窄光谱通带贵金属 Ag Au Pt易原子化 贫燃火焰难原子化元素 稀土元素 Si Ta W灵敏度差 高温火焰 金属涂层石墨管,2.氢化物发生原子荧光分析,定量关系
5、荧光强度与光源的辐射强度 ：If=Ia 根据比尔-朗伯定律可得:按泰勒级数展开，N很小时：If=I0klN 当实验条件固定时： If=C,原子荧光光度计原理图 1.气路系统 2.自动进样器 3.氢化物发生系统 4.原子化器 5.激发光源 6.光电倍增管 7.数据处理系统 8.打印机 A.光学系统,氢化物发生技术,原理： 砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素KBH4反应可形成气态氢化物氢化物特点： 常温下是气体 原子化温度低,AFS,GLS,分析技术,1. 配制溶液： 2%(w/v)KBH4: 溶解1克NaOH 于去离子水中，然后加入4克KBH4，加去离子水稀释至200ml。 5%HCl: 先在烧杯中加入100ml去离子水，然后慢慢加入10ml优级纯浓盐酸，再加去离子水至200ml, 作为载流溶液。 砷标准溶液：0、2、4、8、12g/L, 酸度为5%HCl。 样品溶液：在50ml容量瓶加入10ml水样、2.5ml浓盐酸和10ml 5%硫脲5%抗坏血酸混合溶液, 定容。 2分析测试: 将配制好的溶液按顺序放在样品架上，用氢化物发生原子荧光法测定，并计算测量结果。,四、比较,K=3 99.7%,K=3 99.7%,检出限：,浓度范围,AFS,成本 速度,AFS,AFS,
