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技術(shù)文章

關(guān)于原子熒光光譜儀結(jié)構(gòu)組成分析

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  原子熒光光譜儀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(dǎo)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(cè)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(gè)數(shù)量級(jí)。
 
  工作原理:待測(cè)元素的溶液與NaBH4(K)混合,在酸性條件下生成氫化物氣體(如砷化氫、汞化砷等)從溶液中逸出,通過與氬氣、氫氣混合后進(jìn)入到原子化器中(并被點(diǎn)燃),氫化物高溫下分解并轉(zhuǎn)化為基態(tài)的原子蒸汽,通過該元素的空心陰極燈產(chǎn)生的共振線激發(fā),基態(tài)原子躍遷到高能態(tài)(有時(shí)也會(huì)從某亞穩(wěn)態(tài)開始躍),它再重新返回到低能態(tài),多余的能量便以光的形式釋放出來,這就是原子熒光(如果激發(fā)波長(zhǎng)與熒光波長(zhǎng)相同,稱為共振熒光,這是原子熒光的主要部分,其他還會(huì)產(chǎn)生不太強(qiáng)的非共振熒光)。
 
  原子熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)組成:
 
  1、激發(fā)光源
 
  可用連續(xù)光源或銳線光源。常用的連續(xù)光源是氙弧燈,常用的銳線光源是高強(qiáng)度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續(xù)光源穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)便,壽命長(zhǎng),能用于多元素同時(shí)分析,但檢出限較差。銳線光源輻射強(qiáng)度高,穩(wěn)定,可得到更好的檢出限。
 
  2、原子化器
 
  對(duì)原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。
 
  3、光學(xué)系統(tǒng)
 
  光學(xué)系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)光源的能量和接收有用的熒光信號(hào),減少和除去雜散光。色散系統(tǒng)對(duì)分辨能力要求不高,但要求有較大的集光本領(lǐng),常用的色散元件是光柵。非色散型儀器的濾光器用來分離分析線和鄰近譜線,降低背景。非色散型儀器的優(yōu)點(diǎn)是照明立體角大,光譜通帶寬,集光本領(lǐng)大,熒光信號(hào)強(qiáng)度大,儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便。缺點(diǎn)是散射光的影響大。
 
  4、檢測(cè)器
 
  常用的是光電倍增管,在多元素原子熒光分析儀中,也用光導(dǎo)攝象管、析象管做檢測(cè)器。檢測(cè)器與激發(fā)光束成直角配置,以避免激發(fā)光源對(duì)檢測(cè)原子熒光信號(hào)的影響。
 
  5、產(chǎn)生及類型
 
  當(dāng)自由原子吸收了特征波長(zhǎng)的輻射之后被激發(fā)到較高能態(tài),接著又以輻射形式去活化,就可以觀察到原子熒光。原子熒光可分為三類:共振原子熒光、非共振原子熒光與敏化原子熒光。
 
  6、共振原子熒光
 
  原子吸收輻射受激后再發(fā)射相同波長(zhǎng)的輻射,產(chǎn)生共振原子熒光。若原子經(jīng)熱激發(fā)處于亞穩(wěn)態(tài),再吸收輻射進(jìn)一步激發(fā),然后再發(fā)射相同波長(zhǎng)的共振熒光,此種共振原子熒光稱為熱助共振原子熒光。
 
  7、非共振原子熒光
 
  當(dāng)激發(fā)原子的輻射波長(zhǎng)與受激原子發(fā)射的熒光波長(zhǎng)不相同時(shí),產(chǎn)生非共振原子熒光。非共振原子熒光包括直躍線熒光、階躍線熒光與反斯托克斯熒光,直躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子直接躍遷到高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時(shí)所發(fā)射的熒光,如Pb405.78nm。只有基態(tài)是多重態(tài)時(shí),才能產(chǎn)生直躍線熒光。
 
  階躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子先以非輻射形式去活化方式回到較低的激發(fā)態(tài),再以輻射形式去活化回到基態(tài)而發(fā)射的熒光;或者是原子受輻射激發(fā)到中間能態(tài),再經(jīng)熱激發(fā)到高能態(tài),然后通過輻射方式去活化回到低能態(tài)而發(fā)射的熒光。
 
  8、敏化原子熒光
 
  激發(fā)原子通過碰撞將其激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另一個(gè)原子使其激發(fā),后者再以輻射方式去活化而發(fā)射熒光,此種熒光稱為敏化原子熒光?;鹧嬖踊髦械脑訚舛群艿停饕苑禽椛浞绞饺セ罨?,因此觀察不到敏化原子熒光。
 

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