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1、 AFS系列双道系列双道 原子荧光光度计原子荧光光度计 基基 本本 原原 理理前前 言言光光谱谱是是按按波波长长顺顺序序排排列列的的电电磁磁辐辐射射,主主要要有有以以下下几几类类: ::1 1、按按波波长长和和测测定定方方法法分分为为射射线线、X X射射线线、光光学学光光谱谱和和微微波波,而而光光学学光光谱谱又又分分为为紫紫外外、近近紫紫外外、可可见见、近近红红外外和远红外。和远红外。2 2、按外形分为连续光谱、带光谱和线光谱。、按外形分为连续光谱、带光谱和线光谱。3 3、按按电电磁磁辐辐射射本本质质分分为为分分子子光光谱谱、原原子子光光谱谱、X X射射线线能能谱和谱和r r射线能谱。射线能谱
2、。4 4、原子光谱主要分为发射光谱、吸收光谱和荧光光谱。、原子光谱主要分为发射光谱、吸收光谱和荧光光谱。分光光度法分光光度法原子吸收法原子吸收法等离子发射光谱法等离子发射光谱法原子荧光原子荧光原子荧光法1、原子荧光法原理、原子荧光法原理a a)原子发射光谱)原子发射光谱AESAES 有有多多种种类类型型,从从激激发发光光源源的的类类别别分分为为火火花花、电电弧弧、直直流流等等离离子子体体(DCPDCP)、微微波波等等离离子子体体(MWPMWP)、和和电电感感耦耦合合等等离离子子体体(ICPICP)以及激光等)以及激光等b b)原子吸收)原子吸收AASAAS 光光源源有有无无极极放放电电灯灯、空
3、空心心阴阴极极灯灯,目目前前还还有有连连续续光光源源,从从原原子子化化器器上上分分为为火火焰焰和和无无火火焰焰,从从扣扣背背景景方方式式上上有有塞塞曼曼、氘氘灯灯、自吸;自吸;c c)原子荧光)原子荧光AFSAFS 光光源源主主要要是是无无极极放放电电灯灯、空空心心阴阴极极灯灯,主主要要分分为为色色散散和和无无色散两种类型;色散两种类型;仪器原理仪器原理基态原子吸收一定波长的辐射而被激发至高能态而基态原子吸收一定波长的辐射而被激发至高能态而后激发态原子在去激发的过程中,以后激发态原子在去激发的过程中,以光辐射的光辐射的形式形式发射出特征波长的荧光,并根据所产生特征荧光的发射出特征波长的荧光,并
4、根据所产生特征荧光的强度进行分析强度进行分析. . 在分析条件条件固定不变的情况下:在分析条件条件固定不变的情况下: If= I0KC 即荧光辐射强度与试样中目标元素的浓度在即荧光辐射强度与试样中目标元素的浓度在一定条件下呈线性关系一定条件下呈线性关系 原原子子荧荧光光的的类类型型 原子荧光是激发态的原子以光辐射的形原子荧光是激发态的原子以光辐射的形式放出能量的过程,根据荧光产生机理的不式放出能量的过程,根据荧光产生机理的不同,原子荧光的类型达到十余种,但在实际同,原子荧光的类型达到十余种,但在实际分析中主要有分析中主要有: : 共振荧光共振荧光 直跃线荧光直跃线荧光 阶跃线荧光阶跃线荧光 热
5、助阶跃线荧光热助阶跃线荧光 敏化荧光敏化荧光共振原子荧光共振原子荧光 处于基态或低能处于基态或低能态的原子态的原子, , 吸收光源吸收光源中的共振辐射跃迁到中的共振辐射跃迁到高能态高能态, , 处于高能态处于高能态的原子在的原子在返回基态或返回基态或相同低能态相同低能态的过程中的过程中, , 发射出与激发光源辐发射出与激发光源辐射射相同波长的荧光相同波长的荧光, ,这种荧光称为共振荧这种荧光称为共振荧光光. . E0E1E2F直跃线荧光直跃线荧光 当当处处于于基基态态的的价价电电子子受受激激跃跃迁迁至至高高能能态态(E E2 2),处处于于高高能能态态的的激激发发态态电电子子在在跃跃迁迁到到低
6、低能能态态(E E1 1)(但但不不是是基基态态)所所发发射射出出的的荧荧光光 被被 称称 为为 直直 跃跃 线线 荧光。荧光。 E0E1E2F阶跃线荧光阶跃线荧光 当价电子从基态当价电子从基态跃迁至高能态跃迁至高能态(E(E2 2) )后后, , 由于受激碰撞由于受激碰撞损失部分能量而降损失部分能量而降至较低的能态至较低的能态(E(E1 1) )。从较低能态(从较低能态(E E1 1)回到基态(回到基态(E E0 0)时时所发出的荧光称为所发出的荧光称为阶跃线荧光阶跃线荧光 E0E1E2F热助阶跃线荧光热助阶跃线荧光 基态原子通过吸基态原子通过吸收光辐射跃迁至高能收光辐射跃迁至高能态态(E(
7、E2 2), ), 处于高能态处于高能态的价电子在热能的作的价电子在热能的作用下进一步激发用下进一步激发, , 电电子跃迁至与能级子跃迁至与能级E E2 2相相近的更高能态近的更高能态E E3 3。当当去激发至低能态(去激发至低能态(E E1 1)()(不是基态)时所不是基态)时所发出的次级光被称为发出的次级光被称为热助阶跃线荧光热助阶跃线荧光. . E0E1E2FE3敏化荧光敏化荧光 当受激的第一当受激的第一种原子与第二种种原子与第二种原子发生非弹性原子发生非弹性碰撞时碰撞时, , 可能把可能把能量传给第二种能量传给第二种原子原子, , 从而使第从而使第二个原子被激发二个原子被激发, , 受
8、激的第二种原受激的第二种原子去激发过程中子去激发过程中所产生的荧光叫所产生的荧光叫敏化荧光敏化荧光. . E0E1FE0E1荧光猝灭的基本概念荧光猝灭的基本概念 在原子荧光光谱分析中在原子荧光光谱分析中, , 高温原子蒸气在受激发出高温原子蒸气在受激发出次级荧光的同时次级荧光的同时, , 激发态原子的能量也会以其他形激发态原子的能量也会以其他形式释放式释放, ,例如与周围环境中的原子或分子发生非弹例如与周围环境中的原子或分子发生非弹性碰撞失去能量性碰撞失去能量, , 另外也可与原子化器碰撞发生无另外也可与原子化器碰撞发生无辐射去活化,使原子荧光效率降低。辐射去活化,使原子荧光效率降低。这种在原
9、子化这种在原子化器中发生的物理化学变化过程是十分复杂的,并且器中发生的物理化学变化过程是十分复杂的,并且随着分析条件以及试样组份的不同而不同。这种由随着分析条件以及试样组份的不同而不同。这种由于条件变化使原子荧光量子化效率降低的现象称之于条件变化使原子荧光量子化效率降低的现象称之为荧光猝灭为荧光猝灭. . 影响原子荧光光谱分析的因素影响原子荧光光谱分析的因素荧光猝灭效应荧光猝灭效应荧光猝灭的类型荧光猝灭的类型 激发态原子与自由原子碰撞激发态原子与自由原子碰撞 M*+X=M+X*M*+X=M+X* 激发态原子与分子碰撞激发态原子与分子碰撞 M*+AB=M+AB*M*+AB=M+AB* 与电子碰撞
10、与电子碰撞 M*+e=M+e*M*+e=M+e* 与自由原子发生碰撞后,形成不同的激发态与自由原子发生碰撞后,形成不同的激发态 M*+X=M*+X*M*+X=M*+X* 与分子碰撞后,形成不同的激发态与分子碰撞后,形成不同的激发态 M*+AB=M*+AB*M*+AB=M*+AB* 化学猝灭反应化学猝灭反应 M*+AB=M+A+BM*+AB=M+A+B 1、AFS基本原理基本原理1.1 理论概述理论概述 AAS、AES、AFS的基本原理概述的基本原理概述 AFS三大突破三大突破 a)新型光源新型光源高强度空心阴极灯高强度空心阴极灯 b)氢化物反应体系,低温原子化器氢化物反应体系,低温原子化器 c
11、)断续流动断续流动-进样系统进样系统 1.2 1.2 荧光类型荧光类型 a a)共振荧光共振荧光-原子吸收的逆过程,原子吸收的逆过程, 吸收的能吸收的能量和释放的能量相等。量和释放的能量相等。E=E=hvhv= =hc/hc/ b b)非共振荧光非共振荧光-能量不相等,非共振荧光线能量不相等,非共振荧光线1.3 1.3 荧光猝灭荧光猝灭 使用氩气做载气和屏蔽气使用氩气做载气和屏蔽气 氩气的作用:氩气的作用: a a)载气(内气:包括产生的氢化物蒸汽、氢气)载气(内气:包括产生的氢化物蒸汽、氢气) b b)屏蔽气(防止氢化物被氧化、抑制荧光猝灭、屏蔽气(防止氢化物被氧化、抑制荧光猝灭、稳定原子化
12、环境)稳定原子化环境) 主要特点:主要特点: (1) 光谱干扰少;光谱干扰少; (2) 基体影响影响易于消除;基体影响影响易于消除; (3) 通过氢化物发生达到分离和富集的目的;通过氢化物发生达到分离和富集的目的; (4) 根据所测元素的还原性质不同,可进行价态分析;根据所测元素的还原性质不同,可进行价态分析; (5) 气相干扰少;气相干扰少; (6) 线性范围宽,测汞可达三个数量级;线性范围宽,测汞可达三个数量级; (7)灵敏度远远高于冷原子吸收法。)灵敏度远远高于冷原子吸收法。 2、 AFS方法的特点方法的特点 测定测定Hg、As、Bi、Se、Sb、Be、Te、Ge(Sn、Pb、Cu)等等
13、最可靠、最有前途的方法。不使用最可靠、最有前途的方法。不使用SnCl2作还原剂,而使用作还原剂,而使用NaBH4(KBH4)作还原剂。作还原剂。3、AFS方法的缺点方法的缺点必须使用高强度激发光源,特制元素灯必须使用高强度激发光源,特制元素灯无色散系统,要求避光性能要好无色散系统,要求避光性能要好受氢化物反应限制和元素的特性限制,目前只能测受氢化物反应限制和元素的特性限制,目前只能测量量11种种元素元素 As、Sb、Bi、Hg、Ge、Se、 Sn、Te、Pb、Zn、Cd2. 仪器的构成仪器的构成 -AAS是一条线结构,也就是其光电检测器和是一条线结构,也就是其光电检测器和主光路是一条线,而主光
14、路是一条线,而AFS的光电检测器则不能在和的光电检测器则不能在和 主主光路在一条线上,结构也可以分成四部分:光路在一条线上,结构也可以分成四部分: 1、光源;、光源;2、氢化物发生(断续流动和自动进样、氢化物发生(断续流动和自动进样、氢化物反应系统氢化物反应系统 ););3、原子化系统;、原子化系统;4、检测系统。、检测系统。 HCL原子化器原子化器 PMT数据处理数据处理反应系统反应系统自动进样自动进样断续流动断续流动仪器的简单结构仪器的简单结构2.1 2.1 光源光源-高强度空心阴极灯高强度空心阴极灯 纯度高、不自吸、发光稳定、无光谱干扰、寿命长纯度高、不自吸、发光稳定、无光谱干扰、寿命长
15、(3000mAh),仪器灯电流是峰值。),仪器灯电流是峰值。2.2 2.2 光路光路-三个透镜,无色散元件三个透镜,无色散元件2.3 2.3 2.3 2.3 原子化器原子化器原子化器原子化器-电热屏蔽式石英炉,氩氢火焰电热屏蔽式石英炉,氩氢火焰电热屏蔽式石英炉,氩氢火焰电热屏蔽式石英炉,氩氢火焰2.3.1 炉芯结构炉芯结构 内气内气-氢化物蒸汽、氩气、氢气氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气外气-氩气,作用如下:氩气,作用如下: a)防止氢化物被氧化,提高原子化效率防止氢化物被氧化,提高原子化效率 b)防止荧光猝灭防止荧光猝灭 c)保持原子化环境的相对稳定)保持原子化环境的相对稳定2.3.2 特点特点
16、 a)原子化效率高,尽可能多产生基态原子;原子化效率高,尽可能多产生基态原子; b)采用氩氢焰,紫外透射好,减少光强损失;采用氩氢焰,紫外透射好,减少光强损失; c )没有背景发射,几乎无粒子散射,干扰小;)没有背景发射,几乎无粒子散射,干扰小; d)稳定性好,只需要氩气,无须额外燃气;)稳定性好,只需要氩气,无须额外燃气; e)低温原子化,温度不可调;)低温原子化,温度不可调; f)记忆效应小。)记忆效应小。2.3.3 氢化物发生和反应体系氢化物发生和反应体系 还原反应:氩气还原反应:氩气-氢气火焰提供原子化温度;氢气火焰提供原子化温度; 金属金属-酸体系;氯化亚锡酸体系;氯化亚锡-酸;硼氢
17、化物酸;硼氢化物-酸;酸; 后者反应速度快,性能稳定,适合大多数元素。后者反应速度快,性能稳定,适合大多数元素。几种常见激发光源几种常见激发光源 空心阴极灯空心阴极灯- -工作原理工作原理 空心阴极灯是一种特殊的低压放电现象,在阴空心阴极灯是一种特殊的低压放电现象,在阴阳两极之间加以阳两极之间加以300500V的电压,这样两极之间形的电压,这样两极之间形成一个电场,电子在电场中运动,并与周围充入的成一个电场,电子在电场中运动,并与周围充入的惰性气体分子发生碰撞惰性气体分子发生碰撞, 使这些惰性气体电离。气使这些惰性气体电离。气体中的正离子高速移向阴极,阴极在高速离子碰撞体中的正离子高速移向阴极
18、,阴极在高速离子碰撞的过程中溅射出阴极元素的基态原子,这些基态原的过程中溅射出阴极元素的基态原子,这些基态原子与周围的的离子发生碰撞被激发到激发态,这些子与周围的的离子发生碰撞被激发到激发态,这些被激发的高能态原子在返回基态的过程中会发射出被激发的高能态原子在返回基态的过程中会发射出该元素的特征谱线该元素的特征谱线 .空心阴极灯空心阴极灯特点特点灯结构简单、空心阴极灯制作工艺成熟灯结构简单、空心阴极灯制作工艺成熟; ;工作性能稳定工作性能稳定 , ,寿命一般可以大于寿命一般可以大于3000mAh ,3000mAh ,发光发光稳定性稳定性1 1小时漂移在小时漂移在2%2%以内以内 发射强度基本可
19、以满足发射强度基本可以满足常规分析要求常规分析要求; ;对仪器的光源部分的电源无特别要求,也不需要其他对仪器的光源部分的电源无特别要求,也不需要其他辅助设施辅助设施; ;价格便宜价格便宜. . HCLHCL作作为为原原子子荧荧光光的的激激发发光光源源也也有有其其美美中中不不足足的的地地方方,主主要要是是辐辐射射能能量量偏偏低低,限限制制了了原原子子荧荧光光分分析析检检出出下限的进一步降低下限的进一步降低 . . 空心阴极灯的维护空心阴极灯的维护 选取适当大小的灯电流选取适当大小的灯电流; ; 低熔点元素的灯在使用过程中不能有较大的低熔点元素的灯在使用过程中不能有较大的震动,使用完毕后必须待灯管
20、冷却后才能取震动,使用完毕后必须待灯管冷却后才能取下,以防阴极填充物被倒出或空心阴极变形下,以防阴极填充物被倒出或空心阴极变形; ;激活处理激活处理. .如果灯不经常使用,则最好每隔一如果灯不经常使用,则最好每隔一定时间在额定工作电流下点燃定时间在额定工作电流下点燃30min;30min;注意不要沾污发射线出射窗口,也不要有手注意不要沾污发射线出射窗口,也不要有手指直接触摸出射窗口指直接触摸出射窗口; ;2.3.4 氢化物发生的主要特点氢化物发生的主要特点 没有基体干扰没有基体干扰 原子化效率高原子化效率高氢化物蒸汽易于原子化氢化物蒸汽易于原子化 ,共价氢化物易于解离成,共价氢化物易于解离成自
21、由原子,不需要高温原子化自由原子,不需要高温原子化不同价态的元素发生氢化物反应的条件不同,因此不同价态的元素发生氢化物反应的条件不同,因此可以做价态分析可以做价态分析易于富集易于富集 2.4 2.4 进样方式进样方式气液气液分离分离泵泵样品样品还原剂还原剂 反反应应块块 载气载气2.4.1 2.4.1 间断间断2.4.2 连续流动连续流动气液气液分离分离泵泵样品样品还原剂还原剂 反反应应块块 载流载流 阀阀载气载气2.4.3 流动注射流动注射2.4.4 2.4.4 断续流动断续流动 气气 液液分分 离离泵泵 载流载流 / 样品样品还原剂还原剂 反反 应块应块 载气载气 断续流动进样系统是海光公
22、司的专利设计,实现断续流动进样系统是海光公司的专利设计,实现了在线清洗,节省样品消耗,安全可靠,不存在转换了在线清洗,节省样品消耗,安全可靠,不存在转换阀的密封、漏液、腐蚀等问题阀的密封、漏液、腐蚀等问题2.4.5 反应系统和氢化物通路反应系统和氢化物通路 反反应应块块 载流载流/样品样品还原剂还原剂 载气载气 气液气液 分离分离废水 二级二级 分离分离(水封水封) 炉芯炉芯废水 汽液隔离原子化器原子化器 原原子子化化器器是是原原子子荧荧光光光光谱谱分分析析的的重重要要组组成成部部分分,它它的的作作用用是是产产生生基基态态原原子子。被被测测物物质质在在原原子子化化器器中中发发生生一一系系列列物
23、物理理化化学学变变化化,主主要要有有引引入入气气溶溶胶胶的的去去溶溶蒸蒸发发、蒸蒸气气分分子子的的解解离离、电电离离等等,这这些些过过程程的的均均严严重重影影响响元元素素分分析析的的灵敏度和干扰程度。灵敏度和干扰程度。 原子化器性能主要考虑的因素原子化器性能主要考虑的因素 原子化效率高。原子化效率高。低的辐射背景和背景闪烁。低的辐射背景和背景闪烁。原子荧光猝灭效应低。原子荧光猝灭效应低。被测元素的原子在光路中有较长的停留时被测元素的原子在光路中有较长的停留时间。间。原子化效率稳定,记忆效应小,操作简单原子化效率稳定,记忆效应小,操作简单使用成本低。使用成本低。原子化器的主要类型原子化器的主要类
24、型 火焰原子化器火焰原子化器 电热原子化器电热原子化器 电感耦合等离子体电感耦合等离子体 石英管原子化器石英管原子化器 微波等离子体微波等离子体 辉光放电等离子体辉光放电等离子体 石石英英管管原原子子化化器器 特点特点: : 结构简单结构简单; ; 抗腐蚀能力强抗腐蚀能力强; ; 记忆效应小记忆效应小; ; 使用寿命长使用寿命长; ; 制作加工方便廉价等特点制作加工方便廉价等特点. . 石英炉原子化器是一种适合于低温火石英炉原子化器是一种适合于低温火焰的简单原子化器焰的简单原子化器. .石英炉的结构石英炉的结构 高温石英炉和低温石英炉炉芯结构示意图炉芯结构示意图 在更换或清洗在更换或清洗炉芯时
25、要注意不要炉芯时要注意不要打碎,另外气管不打碎,另外气管不要接错,载气接内要接错,载气接内管。管。 炉丝要尽量和炉丝要尽量和外管平齐外管平齐炉丝炉丝氩气、氢化物、氩气、氢化物、氢气氢气屏蔽气屏蔽气低温石英炉和高温石英炉对低温石英炉和高温石英炉对8 8个元素测定的个元素测定的检出限检出限( (ng/mLng/mL) ) 元素元素 低温炉低温炉低温炉低温炉元素元素 低温炉低温炉高温炉高温炉AsAs0.0330.0330.180.18TeTe0.0510.0510.240.24SbSb0.0300.0300.0790.079PbPb0.1100.1101.81.8BiBi0.0680.0680.20
26、0.20SnSn0.6610.6610.70.7SeSe0.0700.0700.190.19GeGe0.2920.2922.92.9检测器检测器- -用于光信号的检测用于光信号的检测光电池光电池二极管阵列二极管阵列光电倍增管光电倍增管固态检测器固态检测器A: A: 电荷耦合检测器电荷耦合检测器(CCD)(CCD)B: B: 电荷注入检测器电荷注入检测器 (CID)(CID)检测器检测器- -日盲光电倍增管日盲光电倍增管光阴极材料光阴极材料Cs-Te;波长范围:波长范围:160320nm;最灵敏响应波长:最灵敏响应波长:254nm;窗体材料:石英。窗体材料:石英。2.5 干扰干扰2.5.1 氢化
27、物原子荧光的干扰主要是:氢化物原子荧光的干扰主要是: a) 液相液相发生在氢化物产生过程中,样品溶液中发生在氢化物产生过程中,样品溶液中干扰元素优先反应,或形成络合物以及金属吸附被干扰元素优先反应,或形成络合物以及金属吸附被测元素的氢化物,消耗还原剂。测元素的氢化物,消耗还原剂。 b) 气相气相-氢化物传输过程或原子化过程中的干扰,氢化物传输过程或原子化过程中的干扰,消耗氢基,降低被测元素的原子化效率,因为在氢消耗氢基,降低被测元素的原子化效率,因为在氢化物的解离过程中需要大量氢基参与反应。化物的解离过程中需要大量氢基参与反应。 元素价态、共存的离子、样品介质和酸度、还原剂类元素价态、共存的离
28、子、样品介质和酸度、还原剂类型及用量等都可能带来干扰。型及用量等都可能带来干扰。 主要有介质酸度干扰、氧化还原体系干扰、重金属主要有介质酸度干扰、氧化还原体系干扰、重金属干扰和易形成氢化物元素的干扰。干扰和易形成氢化物元素的干扰。2.5.2 干扰机理干扰机理a)形形成成固固态态氢氢化化物物,如如砷砷当当酸酸度度不不合合适适,As浓浓度度较较高高易易形形成成固固态态As2H2、As2H2,Sb更明显;更明显;b)形形成成难难溶溶化化合合物物,和和样样品品中中的的金金属属离离子子结结合合,例例如如硒硒化化铜铜难难溶溶,而而砷砷化化铜铜则则溶溶于于酸酸,因因此此铜铜离离子子对对硒硒的的干干扰扰比比对
29、对砷砷要要大大,因此样品中要加掩蔽剂消除干扰离子;因此样品中要加掩蔽剂消除干扰离子;c)样样品品中中的的Cu、Co、Fe、Ni等等离离子子在在还还原原剂剂中中被被还还原原,析析出出金金属属沉沉淀淀吸吸附附氢氢化化物物,减减少少氢氢化化物物的的释释放放,对对硒硒影影响响很很大大,因因此要加大酸度以提高金属沉淀的溶解度;此要加大酸度以提高金属沉淀的溶解度;d)产产生生氧氧化化性性气气体体,能能用用盐盐酸酸则则不不用用硝硝酸酸,硝硝酸酸有有可可能能被被样样品品基体还原成亚硝酸根基体还原成亚硝酸根强氧化剂,抑制氢化物释放;强氧化剂,抑制氢化物释放;e)价价态态效效应应,氢氢化化物物的的产产生生和和被被
30、测测元元素素的的价价态态有有很很大大关关系系,因因此必须要考虑到这一点。此必须要考虑到这一点。2.5.3 干扰消除:干扰消除:a)选选择择合合适适介介质质和和酸酸度度,防防止止产产生生氧氧化化性性气气体体和和固固态态氢氢化化物物或或难难溶溶的的化化合合物物,有有些些元元素素对对酸酸度度要要求求很很苛苛刻刻,例例如如锡锡和和铅铅、锗,过高过低都影响氢化物的产生;锗,过高过低都影响氢化物的产生;b)选择还原剂用量,减少金属离子被还原;)选择还原剂用量,减少金属离子被还原;c)加加入入掩掩蔽蔽剂剂,例例如如硫硫脲脲、碘碘化化钾钾、草草酸酸等等,对对共共存存的的干干扰扰离子进行掩蔽,防止生成难溶化合物
31、;离子进行掩蔽,防止生成难溶化合物;d)预预还还原原或或氧氧化化,氢氢化化物物的的发发生生效效率率与与价价态态有有关关,加加入入抗抗坏坏血血酸酸可可使使5价价砷砷还还原原成成3价价,测测量量Pb时时加加入入铁铁氰氰化化钾钾则则是是先先把把2价氧化成价氧化成4价,提高氢化物的产生效率;价,提高氢化物的产生效率;还有一些其它方法,应根据样品基体来选择合适的办法。还有一些其它方法,应根据样品基体来选择合适的办法。2.5.4 常规元素参考介质条件常规元素参考介质条件1、Hg没没有有氢氢化化物物,不不需需要要氢氢基基参参与与原原子子化化,还还原原剂剂浓浓度度和和酸酸度可以降低很多,适当加入重铬酸钾有好处
32、;度可以降低很多,适当加入重铬酸钾有好处;2、As、Sb按按推推荐荐条条件件,在在硫硫脲脲抗抗坏坏血血酸酸体体系系中中先先还还原原成成3价价,因为因为5价很难形成氢化物;价很难形成氢化物;3、Se、Te首首先先要要在在还还原原性性酸酸中中加加热热把把6价价还还原原成成4价价,根根据据实实际际样品酸度可加大到样品酸度可加大到30% ,可减少生成难溶物质;,可减少生成难溶物质;4、Pb在在铁铁氰氰化化钾钾草草酸酸中中先先把把2价价氧氧化化成成4价价,要要求求废废液液的的PH值严格控制在值严格控制在89之间;之间;5、Sn最最好好是是硫硫酸酸介介质质,废废液液的的PH值值严严格格控控制制在在89之之
33、间间Ge最最好在磷酸介质中,酸度范围宽,干扰小;好在磷酸介质中,酸度范围宽,干扰小;6、除除Sn、Ge外外,最最好好用用盐盐酸酸,硝硝酸酸有有氧氧化化性性,有有可可能能降降低低氢氢化物产生效率,有的劣质盐酸含化物产生效率,有的劣质盐酸含As比较高。比较高。2.5.5 根据元素特点和样品来源选择不同条件:根据元素特点和样品来源选择不同条件:1、对对于于存存在在不不同同价价态态的的元元素素要要首首先先把把它它们们变变成成适适宜宜产产生生氢氢化化物物的价态,以提高氢化物产生效率;的价态,以提高氢化物产生效率;2、对对于于酸酸度度范范围围较较宽宽的的元元素素,如如果果样样品品基基体体很很简简单单可可适
34、适当当降降低低酸酸度度,如如果果基基体体复复杂杂,则则必必须须要要保保证证或或加加大大酸酸度度,以以减减少少共共存存离子的干扰,或者加入掩蔽剂;离子的干扰,或者加入掩蔽剂;3、除除Pb、Sn外外,酸酸度度稍稍微微大大一一些些有有好好处处,我我们们推推荐荐的的还还原原剂剂 浓浓度度和和酸酸度度都都稍稍微微有有点点过过量量,适适当当降降低低还还原原剂剂浓浓度度可可减减少少金金属属析出、降低干扰,一般在析出、降低干扰,一般在0.5%-2%之间。之间。由由于于原原子子荧荧光光用用于于痕痕量量或或超超痕痕量量分分析析,因因此此试试剂剂和和氩氩气气的的纯纯度度必须要保证,还要注意试剂、器皿以及环境污染。必
35、须要保证,还要注意试剂、器皿以及环境污染。2.6 气路气路自动控制,分成两路,一路是载气,一路是屏蔽气;自动控制,分成两路,一路是载气,一路是屏蔽气;载气流量每分钟载气流量每分钟300-1000毫升,三个电磁阀控制;毫升,三个电磁阀控制;屏蔽气流量每分钟屏蔽气流量每分钟500-1200毫升,三个电磁阀控制;毫升,三个电磁阀控制;压力开关保护;压力开关保护;AFS-3000系列气路改进,随时关气;系列气路改进,随时关气;气流量的选择气流量的选择2.7 检测和信号处理检测和信号处理和其它光谱仪器相同,包括光电转换、信号放大、和其它光谱仪器相同,包括光电转换、信号放大、采样和计算机处理、显示打印等;
36、采样和计算机处理、显示打印等;电路控制:主机内主要有三块电路板:电路控制:主机内主要有三块电路板: a)前放前放-电流电压转换,信号放大;电流电压转换,信号放大; b)主控板主控板-提供信号控制和采样处理;提供信号控制和采样处理; c)灯电源板灯电源板-点亮阴极灯。点亮阴极灯。2.8 其它其它 进样量进样量1.0-1.5毫升;毫升; 炉高调节炉高调节-手动,数值是反方向;手动,数值是反方向; 预热灯电流。预热灯电流。 2.9 发展发展 双道四灯和四道,开发新元素的测量方法,双道四灯和四道,开发新元素的测量方法,重点放在系统管路的优化和样品污染,现在重点放在系统管路的优化和样品污染,现在已取得很
37、大成效,开始投入使用。已取得很大成效,开始投入使用。 由于灵敏度很高,防止试剂、器皿的沾污和扣除空白是由于灵敏度很高,防止试剂、器皿的沾污和扣除空白是实验成败的关键之一(这点比其他方法更为重要)。实验成败的关键之一(这点比其他方法更为重要)。(1) 小的光电倍增管电压,可减少噪声水平;小的光电倍增管电压,可减少噪声水平;(2) 观测高度直接影响测量灵敏度和数据的稳定性,建观测高度直接影响测量灵敏度和数据的稳定性,建议使用议使用68mm(不同仪器标尺可能不同);不同仪器标尺可能不同);(3) 载气及流量:原子荧光法只能使用载气及流量:原子荧光法只能使用Ar气,这与冷原气,这与冷原子荧光法不同,子
38、荧光法不同,Ar气纯度很重要,达到气纯度很重要,达到1%时,会导致时,会导致Hg(As、Bi、Se、Sb、Te、Ge)灵敏度降低约灵敏度降低约5%;(4) 载气流量过大会冲稀测定成分的浓度,过小不能迅载气流量过大会冲稀测定成分的浓度,过小不能迅速将测定成分带入石英炉,一般以速将测定成分带入石英炉,一般以0.40.6L/min为宜为宜;3、测定过程中的注意事项、测定过程中的注意事项 (5)屏蔽气体:屏蔽气体可防止周围空气进入火焰产生荧光)屏蔽气体:屏蔽气体可防止周围空气进入火焰产生荧光淬灭,一般在淬灭,一般在 0.61.6L/min范围选择;范围选择; (6)仪器都有峰高和峰面积测量的功能,用峰
39、高好;)仪器都有峰高和峰面积测量的功能,用峰高好; (7)选择最佳延迟时间和积分时间是得到最佳测量效果的重要)选择最佳延迟时间和积分时间是得到最佳测量效果的重要因素;因素; (8)还原剂:)还原剂:NaBH4是强还原剂,必须避光保存(溶液也应避是强还原剂,必须避光保存(溶液也应避光),如发现浑浊,须经热酸浸泡并洗净的玻璃砂过滤(注意光),如发现浑浊,须经热酸浸泡并洗净的玻璃砂过滤(注意承接滤液瓶的洗净)。承接滤液瓶的洗净)。NaBH4(或(或KBH4)一般在含一般在含NaOH(KOH)0.51%的介质中才能稳定;的介质中才能稳定;NaBH4(或(或KBH4)在酸介质中才能起到还原作用,因此,测
40、定水样(溶液)的在酸介质中才能起到还原作用,因此,测定水样(溶液)的酸性必须足以中和酸性必须足以中和NaBH4(或(或KBH4)溶液中的碱后还应保持至溶液中的碱后还应保持至少少1mol/L的酸性;的酸性;NaBH4(或(或KBH4)浓度对汞的测量结果影响浓度对汞的测量结果影响很大,测汞时以很大,测汞时以0.4%左右为最佳;左右为最佳; (9) 石英炉温度对测汞的灵敏度和精度影响较为明显,石英炉温度对测汞的灵敏度和精度影响较为明显,800900记忆效应小,精度高,但灵敏度下降约记忆效应小,精度高,但灵敏度下降约5倍,而倍,而350灵敏度较高。下表是推荐使用的原子荧光法测汞的条件。灵敏度较高。下表是推荐使用的原子荧光法测汞的条件。原子荧光法测汞的条件原子荧光法测汞的条件由于原子荧光仪器生产厂家不同,测量条件也存在差异,下表测量条件仅供参考。由于原子荧光仪器生产厂家不同,测量条件也存在差异,下表测量条件仅供参考。 相关元素的国内、国际饮用水标准(相关元素的国内、国际饮用水标准(mg/l) 氢化物的沸点、检出限及适用浓度范围氢化物的沸点、检出限及适用浓度范围 低浓度水样低浓度水样Hg的频率分布直方图的频率分布直方图高浓度水样高浓度水样Hg的频率分布直方图的频率分布直方图