原子荧光光谱仪的原理
原理是 基态原子 (一般蒸汽状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发过程中以 光辐射 的形式发射出特征波长的荧光。 原子荧光光度计利用惰性气体氩气作载气,将气态氢化物和过量氢气与载气混合后,导入加热的原子化装置,氢气和氩气在特制火焰装置中燃烧加热,氢化物受热以后迅速分解,被测元素离解为基态原子蒸气,其基态原子的量比单纯加热砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素生成的基态原子高几个数量级。利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法。原子蒸气吸收特征波长的辐射之后,原子激发到高能级,激发态原子接着以辐射方式去活化,由高能级跃迁到较低能级的过程中所发射的光称为原子荧光。当激发光源停止照射之后,发射荧光的过程随即停止。 原子荧光可分为 3类:即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光,其中以共振原子荧光最强,在分析中应用最广。共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。只有当基态是单一态,不存在中间能级,才能产生共振荧光。非共振荧光是激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。非共振荧光又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。直跃线荧光是激发态原子由高能级跃迁到高于基态的亚稳能级所产生的荧光。阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量,回到较低的激发态,再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。直跃线和阶跃线荧光的波长都是比吸收辐射的波长要长。反斯托克斯荧光的特点是荧光波长比吸收光辐射的波长要短。敏化原子荧光是激发态原子通过碰撞将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的荧光。
原子荧光光谱分析
概述:原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱法。它具有原子吸收和原子发射光谱两种技术优势,并克服了它们某些方面的缺点,具有以下优点:分析灵敏度高、检出限低,一般来说,分析线波长小于300nm的元素,其AFS有更低的检出限;谱线简单,光谱干扰少,原子荧光光谱仪器可不要分光器;分析校准曲线线性范围宽,可达4~7个数量级;由于原子荧光是向空间各个方向发射的,容易制作多道仪器,因此能实现多元素同时测定。
原子荧光光谱法,目前多用于砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗、铅、锌、镉等元素的分析。它存在荧光猝灭效应和散射光的干扰问题。相比之下,该法不如原子发射光谱。
原子荧光光谱仪
原子荧光光谱仪分为色散型和非色散型。两类仪器结构大致相同,只是单色器不同。原子荧光光谱仪中,激发光源与检测器成直角装置,这是为了避免激发光源的辐射对原子荧光检测信号的影响
1、激发光源 激发光源是AFS的主要组成部分,最常用的是高强度空心阴极灯和无极放电灯,也可以使用连续光源,如氙弧灯,它不需要采用高色散的单色器。连续光源稳定、调谐简单、寿命长,能用于多元素同时分析,但检出限较差。
2、原子化器 虽然AFS仪中采用的原子化器有火焰、电热及固体样品原子化器,但最近几年,利用氢化物法的原子化器已逐步应用于AFS仪中。它是一个电加热的石英管,当NaBH4与酸性溶液反应生成氢气并被氩气带入石英炉时,氢气被将点燃并形成氩氢焰。这种原子化器不需要氢气瓶,经济实用,氩气流量可降低至1.0~1.5L/min范围内。
3、色散系统与非色散系统 对于色散型原子荧光光谱仪,色散原件是光栅;而非色散型原子荧光光谱仪则用滤光器来分析分析线和邻近谱线,以降低背景。
4、检测系统 色散型原子荧光光谱仪采用光电倍增管做检测器;而非色散型原子荧光光谱仪多用日盲光电倍增管,这种光电倍增管对波长在160~280nm范围的辐射有很高的灵敏度,但对波长大于320nm的辐射不灵敏。