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看完本篇你就了解原子荧光光谱仪了

更新时间:2023-11-28      点击次数:1735

  原子荧光光谱仪是一种用于分析和检测样品中的原子种类及其含量的仪器。它基于原子在激发态和基态之间跃迁时发射特定波长的荧光辐射的原理。

  特点:

  1.高灵敏度:原子荧光光谱仪能够检测到极低浓度的元素,通常在ppb(10的负九次方)或者更低的水平。

  2.高选择性:通过选择适当的激发波长和检测波长,可以实现对目标元素的高度选择性分析,减少干扰。

  3.宽线性范围:原子荧光光谱仪可以在宽范围内线性分析,从低浓度到高浓度都有较好的线性响应。

  4.快速分析:由于荧光信号强度较大,所以分析速度相对较快。

  5.无需消耗性试剂:与其他分析方法相比,原子荧光光谱仪不需要使用昂贵的消耗性试剂,降低了成本。

  应用范围:

  1.环境监测:原子荧光光谱仪可以用于分析大气、水体和土壤中的重金属元素或有害元素,检测环境污染。

  2.食品安全:对食品中的微量元素进行快速检测,如检测鱼类中的汞含量。

  3.药物研究和制药行业:用于药物成分的分析和药品质量控制。

  4.地质和矿产勘探:用于分析地球样品中的稀有元素和金属含量。

  5.材料科学和工程:原子荧光光谱仪可用于材料成分分析和质量控制,如金属合金中的元素含量检测。

  结构组成:

  1、激发光源

  可用连续光源或锐线光源。常用的连续光源是氙弧灯,常用的锐线光源是高强度空心阴极灯、无极放电灯、激光等。连续光源稳定,操作简便,寿命长,能用于多元素同时分析,但检出限较差。锐线光源辐射强度高,稳定,可得到更好的检出限。

  2、原子化器

  原子荧光光谱仪对原子化器的要求与原子吸收光谱仪基本相同。

  3、光学系统

  光学系统的作用是充分利用激发光源的能量和接收有用的荧光信号,减少和除去杂散光。色散系统对分辨能力要求不高,但要求有较大的集光本领,常用的色散元件是光栅。非色散型仪器的滤光器用来分离分析线和邻近谱线,降低背景。非色散型仪器的优点是照明立体角大,光谱通带宽,集光本领大,荧光信号强度大,仪器结构简单,操作方便。缺点是散射光的影响大。

  4、检测器

  常用的是光电倍增管,在多元素原子荧光分析仪中,也用光导摄象管、析象管做检测器。检测器与激发光束成直 角配置,以避免激发光源对检测原子荧光信号的影响。

  5、产生及类型

  当自由原子吸收了特征波长的辐射之后被激发到较高能态,接着又以辐射形式去活化,就可以观察到原子荧光。原子荧光可分为三类:共振原子荧光、非共振原子荧光与敏化原子荧光。

  6、共振原子荧光

  原子吸收辐射受激后再发射相同波长的辐射,产生共振原子荧光。若原子经热激发处于亚稳态,再吸收辐射进一步激发,然后再发射相同波长的共振荧光,此种共振原子荧光称为热助共振原子荧光。

  如In451.13nm就是这类荧光的例子。只有当基态是单一态,不存在中间能级,没有其它类型的荧光同时从同一激发态产生,才能产生共振原子荧光。

  7、非共振原子荧光

  当激发原子的辐射波长与受激原子发射的荧光波长不相同时,产生非共振原子荧光。非共振原子荧光包括直跃线荧光、阶跃线荧光与反斯托克斯荧光,

  直跃线荧光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。

  阶跃线荧光是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;或者是原子受辐射激发到中间能态,再经热激发到高能态,然后通过辐射方式去活化回到低能态而发射的荧光。

  8、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,此种荧光称为敏化原子荧光。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。

  总之,原子荧光光谱仪具有高灵敏度、高选择性、快速分析等特点,广泛应用于环境监测、食品安全、药物研究、地质勘探和材料科学等领域。

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