原子熒光光譜儀有較低的檢出限,靈敏度高。特別對Cd、Zn等元素有相當低的檢出限,Cd可達0.001ng・cm-3、Zn為0.04ng・cm-3。現已有20多duo種zhong元yuan素su低di於yu原yuan子zi吸xi收shou光guang譜pu法fa的de檢jian出chu限xian。由you於yu原yuan子zi熒ying光guang的de輻fu射she強qiang度du與yu激ji發fa光guang源yuan成cheng比bi例li,采cai用yong新xin的de高gao強qiang度du光guang源yuan可ke進jin一yi步bu降jiang低di其qi檢jian出chu限xian。幹gan擾rao較jiao少shao,譜pu線xian比bi較jiao簡jian單dan,采cai用yong一yi些xie裝zhuang置zhi,可ke以yi製zhi成cheng非fei色se散san原yuan子zi熒ying光guang分fen析xi儀yi。分fen析xi校xiao準zhun曲qu線xian線xian性xing範fan圍wei寬kuan,可ke達da3-5個數量級。由於原子熒光是向空間各個方向發射的,比較容易製作多道儀器,因而能實現多元素同時測定。
隨著科學技術的發展,原子熒光光譜儀的應用越來越廣泛,本文主要介紹了原子熒光光譜儀的發展史、工作原理、優點和原子熒光光譜儀的組成和結構等知識,一文把原子熒光光譜儀講通透。
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發展曆史
我國從20世紀70年代中期開始研製原子熒光光譜儀器,原子熒光技術及其商品化儀器在我國得到飛速發展和普及推廣。
1975年,西北大學研製出以低壓汞燈作光源的冷原子熒光測汞儀;同期,中科院上海冶金研究所研製出用高強度空心陰極燈作光源、氮隔離空氣-乙炔火焰作原子化器的雙道無色散AFS儀。
1979年,西北有色地質研究院成功研製了以溴化物無極放電燈作激發光源的HG AFS儀,為原子熒光光譜儀在我國成功實現商品化奠定了重要基礎;該院隨後研製開發了WYD、XDY-1等雙道AFS儀。
1987年,劉明鍾等人成功研製了脈衝供電特製空心陰極燈,這種高性能激發光源為HG -AFS儀在我國的普及推廣創造了條件;在此基礎上研製生產的XDY-2無色散HG-AFS儀以屏蔽式高溫石英爐作原子化器,手動進樣、雙道同時檢測、微機控製,堪稱為我國AFS發展*具有裏程碑意義的儀器。
1996年我國推出了第一款全自動AFS-230型HG―AFS儀,采用斷續流動進樣裝置,實現了氫化物發生反應的自動化。隨後,我國相繼研製生產出AFS-610、AFS一230、SK一800、AFS一2202、AFS一830、AFS一9800、SK-銳析、AFS- 930、AFRoHS-400等高靈敏商品化原子熒光儀,使得我國HG AFS儀的研製和應用水平,一直處於國際領先地位。
1979年郭小偉成功研製出用溴化物無極放電燈做激發光源的光譜儀,然後於80年代初期,研究小組用技術無償支援且回購所有成品的方式,與北京地質儀器廠合作,共同研製生產出一台原子熒光光譜儀(也曾和西安無線電八廠、浙江溫州分析儀器廠、江蘇寶應分析儀器廠等進行過合作和試生產)。自此,中國的原子熒光行業飛速發展:
1985年北京地質儀器廠開始批量生產原子熒光光譜儀
1987年空心陰極燈及其供電方法替代了無極放電燈
1989年由手動儀器變成微機控製的半自動型設備
1990年產生了流動注射進樣方式
1994年郭小偉發明了斷續流動進樣裝置
1995年張錦茂等研製了氬氫火焰低溫點燃裝置
1998年郭小偉教授研究成功火焰法原子熒光,可測金銀等
2002年劉明鍾、方肇倫等將順序注射裝置用於進樣係統。
同年,郭小偉教授提出了連續流動進樣技術,並投入研發,直至2005年才成功投產。
近年來,隨著環境科學、生sheng命ming科ke學xue等deng領ling域yu對dui元yuan素su形xing態tai和he價jia態tai分fen析xi的de要yao求qiu,原yuan子zi熒ying光guang聯lian用yong技ji術shu,特te別bie是shi與yu色se譜pu的de聯lian用yong,已yi成cheng為wei原yuan子zi熒ying光guang分fen析xi研yan究jiu的de熱re點dian。比bi如ru,我wo國guo自zi主zhu研yan製zhi的deSA -10、LC -AFS9800、AF -610D2等儀器,就是基於HPLC和AFS聯用的形態分析儀,能夠有效地分離和檢測不同形態和價態的As、Hg、Se、Sb等元素。
技術發展
目前,國產原子熒光譜儀占據國內近90% 的(de)市(shi)場(chang),是(shi)國(guo)產(chan)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)的(de)驕(jiao)傲(ao)。在(zai)儀(yi)器(qi)研(yan)發(fa)方(fang)麵(mian),我(wo)國(guo)科(ke)學(xue)工(gong)作(zuo)者(zhe)取(qu)得(de)了(le)許(xu)多(duo)具(ju)有(you)自(zi)主(zhu)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)的(de)成(cheng)就(jiu),眾(zhong)多(duo)儀(yi)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)及(ji)個(ge)人(ren)發(fa)明(ming)了(le)多(duo)項(xiang)創(chuang)新(xin)專(zhuan)利(li)和(he)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)。
氬氫火焰自動低溫點火裝置、去除水蒸氣裝置、扣kou除chu光guang源yuan漂piao移yi和he脈mai動dong裝zhuang置zhi和he在zai線xian消xiao除chu還hai原yuan劑ji氣qi泡pao裝zhuang置zhi等deng實shi用yong專zhuan利li技ji術shu,使shi儀yi器qi結jie構gou簡jian單dan,使shi用yong壽shou命ming增zeng長chang,儀yi器qi穩wen定ding性xing增zeng強qiang,記ji憶yi效xiao應ying顯xian著zhu減jian小xiao,增zeng強qiang了le原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu儀yi的de實shi用yong性xing。
利用小火焰原子化技術研製的原子熒光分析儀,將火焰原子熒光光譜法和HG-AFS 裝置有機結合,使Au、Ag、Cu、Co、Ni 等元素可以采用原子熒光光譜法測定。
順shun序xu注zhu射she進jin樣yang裝zhuang置zhi大da幅fu度du減jian少shao樣yang品pin和he試shi劑ji的de消xiao耗hao量liang,可ke在zai線xian自zi動dong配pei置zhi標biao準zhun係xi列lie和he樣yang品pin自zi動dong稀xi釋shi,實shi現xian半ban自zi動dong化hua和he全quan自zi動dong化hua,提ti高gao了le原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu儀yi的de使shi用yong效xiao率lv。
另一引人注目的成就是多通道技術,周誌恒等從理論上闡述了多元素同步分析的定量關係、檢測係統的工作原理、誤差來源和硬件構成,提出通道合並的設計思想和消除道間幹擾技術,目前已成功地製造出多通道原子熒光光譜儀,最多可以同時測定4個元素。
全譜多通道蒸汽發生原子熒光光譜儀,將有色散和無色散兩種技術有機地結合了起來,擴展了現有氫化物發生-原子熒光光譜儀的測量元素範圍,有效地提升了工作效率。順序掃描無射散原子熒光光譜儀、低溫等離子體原子熒光光譜儀、節能廉價鎢絲圈爐恒磁場塞曼扣背景原子熒光光度計、尾氣中有害元素的捕集阱裝置等新型專利,使原子熒光光譜儀向專業化、多用途方向發展。
結構
原子熒光光譜儀的結構組成主要包括:激發光源、原子化器、分光係統以及檢測係統四個部分。
1、激發光源
heyuanzixishouleisi,muqianyuanziyingguangzhuyaoshiyongruixianguangyuanzuoweijifaguangyuan,qizhongyouyikongxinyinjidengdeshiyongjiaoweiguangfan。kongxinyinjidenggenjubutongdedaiceyuansuzuoyinjicailiaozhizuoercheng,qifusheqiangduyudengdegongzuodianliuyouguan,fusheguangdeqiangduda,wending,puxianzhai。
2、原子化器
將被測元素轉化為原子蒸汽的裝置。可分為火焰原子化器和電熱原子化器。目前使用的大多是氬氫火焰原子化器。
3、分光係統
原子熒光分析儀分非色散型原子熒光分析儀與色散型原子熒光分析儀。其差別在於單色器部分,非色散型儀器不使用單色器。
4、檢測係統
目前應用較廣泛的是為光電倍增管(PMT),它由光電陰極、若(ruo)幹(gan)倍(bei)增(zeng)極(ji)和(he)陽(yang)極(ji)三(san)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。光(guang)電(dian)陰(yin)極(ji)由(you)半(ban)導(dao)體(ti)光(guang)電(dian)材(cai)料(liao)製(zhi)成(cheng),入(ru)射(she)光(guang)在(zai)上(shang)麵(mian)打(da)出(chu)光(guang)電(dian)子(zi),由(you)倍(bei)增(zeng)極(ji)將(jiang)其(qi)加(jia)上(shang)電(dian)壓(ya),陽(yang)極(ji)再(zai)收(shou)集(ji)電(dian)子(zi),外(wai)電(dian)路(lu)形(xing)成(cheng)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)光(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管(guan),再(zai)經(jing)由(you)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)將(jiang)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)為(wei)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)。檢(jian)測(ce)器(qi)與(yu)激(ji)發(fa)光(guang)束(shu)成(cheng)直(zhi)角(jiao)配(pei)置(zhi),以(yi)避(bi)免(mian)激(ji)發(fa)光(guang)源(yuan)對(dui)檢(jian)測(ce)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)信(xin)號(hao)的(de)影(ying)響(xiang)。
原理
原子熒光光譜法(atomic flurescenc spectrometry,AFS)是一種基於測量原子蒸氣吸收特定輻射被激發後去激發所發射出的特征譜線強度進行定量的元素痕量分析的發射光譜分析法,是在20世紀60niandaizhongqitichubingxunsufazhanqilaideyizhongxinxinghenliangguangpufenxifangfa,shiyuanziguangpufazhongdeyigezhongyaofenzhi。yuanziyingguangguangpufasuoyongyiqiyuyuanzixishouguangpufaxiangjin。
原子熒光光譜儀是一種光譜類痕量分析儀器,其中的原子熒光指的是通過待測元素的溶液與硼氫化鈉(鉀)混合,在酸性條件下生成氫化物氣體(如汞化砷等)從溶液中逸出,通過與氬氣、氫氣混合後進入到原子化器中(並被點燃),氫化物高溫下分解並轉化為基態的原子蒸汽、成為氣態基態自由原子後,使其吸收外部光源一定頻率的輻射能量躍遷至高能態,這些高能態的電子一般在小於10-8秒即返回基態,同時發射出與原激發輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光(如果激發波長與熒光波長相同,稱為共振熒光,這是原子熒光的主要部分,其他還會產生不太強的非共振熒光)。原子熒光分為共振熒光、非共振原子熒光、敏化原子熒光等。原子熒光為光致發光,激發光源停止時,發射過程立即停止。
1、共振原子熒光
yuanzixishoufusheshoujihouzaifashexiangtongbochangdefushe,chanshenggongzhenyuanziyingguang。ruoyuanzijingrejifachuyuyawentai,zaixishoufushejinyibujifa,ranhouzaifashexiangtongbochangdegongzhenyingguang,cizhonggongzhenyuanziyingguangchengweirezhugongzhenyuanziyingguang。ruIn451.13nm就是這類熒光的例子。隻有當基態是單一態,不存在中間能級,沒有其它類型的熒光同時從同一激發態產生,才能產生共振原子熒光。
2、非共振原子熒光
當激發原子的輻射波長與受激原子發射的熒光波長不相同時,產生非共振原子熒光。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,直躍線熒光是激發態原子直接躍遷到高於基態的亞穩態時所發射的熒光,如Pb405.78nm。隻有基態是多重態時,才能產生直躍線熒光。
階躍線熒光是激發態原子先以非輻射形式去活化方式回到較低的激發態,再以輻射形式去活化回到基態而發射的熒光;huozheshiyuanzishoufushejifadaozhongjiannengtai,zaijingrejifadaogaonengtai,ranhoutongguofushefangshiquhuohuahuidaodinengtaierfashedeyingguang。qianyizhongjieyuexianyingguangchengweizhengchangjieyuexianyingguang,ruNa589.6nm,後一種階躍線熒光稱為熱助階躍線熒光,如Bi293.8nm。反斯托克斯熒光是發射的熒光波長比激發輻射的波長短,如In 410.18nm。
3、敏化原子熒光
激(ji)發(fa)原(yuan)子(zi)通(tong)過(guo)碰(peng)撞(zhuang)將(jiang)其(qi)激(ji)發(fa)能(neng)轉(zhuan)移(yi)給(gei)另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)子(zi)使(shi)其(qi)激(ji)發(fa),後(hou)者(zhe)再(zai)以(yi)輻(fu)射(she)方(fang)式(shi)去(qu)活(huo)化(hua)而(er)發(fa)射(she)熒(ying)光(guang),此(ci)種(zhong)熒(ying)光(guang)稱(cheng)為(wei)敏(min)化(hua)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)。火(huo)焰(yan)原(yuan)子(zi)化(hua)器(qi)中(zhong)的(de)原(yuan)子(zi)濃(nong)度(du)很(hen)低(di),主(zhu)要(yao)以(yi)非(fei)輻(fu)射(she)方(fang)式(shi)去(qu)活(huo)化(hua),因(yin)此(ci)觀(guan)察(cha)不(bu)到(dao)敏(min)化(hua)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)。
原子熒光光譜儀工作原理是固態或者液態的樣品經過一定的預處理,比如氧化還原、fenjiefanyingdengjiangyangpinzhuanhuaweitedingdecunzaixingshi,zhihoushiyongzaiqijiangyangpinsongrushimoluzhongbingjiangqiyuanzihua,jitaideyuanzixishoutedingpinlvdejiguanghoufashengnengjiyueqian,yuanzidewaicengdianzicongjitaihuodinengtaibeijifazhigaonengji,zaihuidaojitaideguochengzhongshifangjuyoutedingbochangdeyingguang。
原子熒光發射中,由於部分能量轉變成熱能或其他形式能量,使熒光強度減少甚至消失,該現象稱為熒光猝滅。
隨著有關原子熒光的國家、行業、部門的檢測標準的建立,原子熒光光譜儀的應用範圍越來越大。如地質、治金、化工、生物製品、農業、環境食品、醫藥醫療、工業礦山等領域。
其在專用儀器在各個領域的應用實例:
1、用於血液、尿液中Pb、Cd、Hg等有害元素快速測定的專用原子熒光光譜儀(生物樣品測定儀)。
2、用於電子產品中有害金屬檢測的檢測儀。
3、工作場所大氣中痕量有害重金屬元素原子熒光檢測儀。
4、測量礦物、土壤中的Cu、Fe、Au、Ag等的多用途原子熒光光譜儀。
原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)形(xing)態(tai)分(fen)析(xi)目(mu)前(qian)已(yi)經(jing)取(qu)得(de)了(le)很(hen)多(duo)進(jin)展(zhan),但(dan)總(zong)的(de)說(shuo)來(lai)還(hai)處(chu)在(zai)發(fa)展(zhan)階(jie)段(duan),普(pu)及(ji)率(lv)不(bu)高(gao),在(zai)日(ri)常(chang)工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)尚(shang)不(bu)多(duo)見(jian)。但(dan)該(gai)技(ji)術(shu)的(de)出(chu)現(xian)也(ye)澄(cheng)清(qing)了(le)一(yi)些(xie)以(yi)前(qian)難(nan)以(yi)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti),提(ti)供(gong)了(le)一(yi)些(xie)新(xin)的(de)檢(jian)測(ce)思(si)路(lu)和(he)方(fang)法(fa)。可(ke)以(yi)預(yu)期(qi)今(jin)後(hou)幾(ji)年(nian)內(nei)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)光(guang)譜(pu)法(fa)將(jiang)會(hui)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)那(na)些(xie)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)後(hou)可(ke)以(yi)更(geng)靈(ling)敏(min),精(jing)確(que),快(kuai)速(su)和(he)簡(jian)單(dan)地(di)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)的(de)場(chang)合(he)。
原子熒光光譜儀在水分析中的應用
1、原子熒光光譜儀測定水中的砷元素
砷(shen)在(zai)水(shui)中(zhong)是(shi)一(yi)種(zhong)有(you)害(hai)元(yuan)素(su),對(dui)人(ren)體(ti)有(you)毒(du)害(hai)作(zuo)用(yong),所(suo)以(yi)測(ce)定(ding)水(shui)中(zhong)砷(shen)的(de)含(han)量(liang)很(hen)重(zhong)要(yao),現(xian)在(zai)最(zui)成(cheng)熟(shu)的(de)測(ce)定(ding)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)氫(qing)化(hua)物(wu)一(yi)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)光(guang)譜(pu)法(fa),該(gai)法(fa)的(de)特(te)點(dian)是(shi)容(rong)易(yi)操(cao)作(zuo),對(dui)待(dai)測(ce)元(yuan)素(su)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)響(xiang)應(ying),而(er)且(qie)可(ke)以(yi)得(de)出(chu)準(zhun)確(que)的(de)數(shu)據(ju)。
砷在水中通常以三價和五價存在,所以在測定前在溶液中加入還原劑硼氫化鉀,並使用質量分數為5%或10%的鹽酸作為介質調節溶液pH值至酸性。有研究人員做對比試驗,分別使用鹽酸、硝酸、硫酸做介質,結果證明使用鹽酸做介質時回收率最高。
試驗還發現,當砷含量在0-12μg/g時,采用硫脲做還原劑,熒光強度與砷濃度呈現出良好的線性關係,相關係數為0.9990,標準偏差為3.5%,之後研究人員采用L半朧氨酸做還原劑做對比實驗,結果發現線性關係得到了一定程度的改善,相關係數超過了0.9993。
2、原子熒光光譜儀測定水中的汞元素
汞gong也ye是shi一yi種zhong會hui對dui人ren體ti健jian康kang造zao成cheng威wei脅xie的de有you毒du元yuan素su,汞gong有you一yi價jia和he二er價jia形xing態tai,但dan是shi二er價jia汞gong在zai溶rong液ye中zhong很hen不bu穩wen定ding,會hui轉zhuan化hua為wei一yi價jia汞gong。在zai實shi驗yan過guo程cheng中zhong,采cai用yong鹽yan酸suan或huo者zhe硝xiao酸suan做zuo介jie質zhi,溶rong液ye中zhong酸suan濃nong度du為wei0.1~6mol/L。需要注意的是,在酸性環境中,溶液中易形成雜質膠體,雜質膠體會吸附Hg從而使測定結果偏低,造成結果誤差,所以測定前在溶液中加入保護劑,比如低濃度的K2Cr2O7,這樣會減少Hg的損失。
梁立娜等人分別采用硝酸、鹽酸、高氯酸、磷酸、硫酸作為介質做對比實驗,結果發現,采用8%的(de)鹽(yan)酸(suan)做(zuo)介(jie)質(zhi)時(shi),熒(ying)光(guang)強(qiang)度(du)最(zui)大(da),另(ling)外(wai)加(jia)入(ru)一(yi)定(ding)濃(nong)度(du)的(de)硼(peng)氫(qing)化(hua)鉀(jia)或(huo)者(zhe)過(guo)硫(liu)酸(suan)鉀(jia),可(ke)以(yi)將(jiang)水(shui)中(zhong)的(de)有(you)機(ji)汞(gong)轉(zhuan)化(hua)為(wei)無(wu)機(ji)汞(gong),在(zai)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中(zhong)煮(zhu)沸(fei)溶(rong)液(ye)並(bing)持(chi)續(xu)加(jia)熱(re),可(ke)以(yi)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)有(you)機(ji)汞(gong)的(de)轉(zhuan)化(hua)率(lv),轉(zhuan)化(hua)率(lv)可(ke)達(da)100%。
3、原子熒光光譜儀測定水中的硒元素
硒(xi)是(shi)人(ren)體(ti)所(suo)必(bi)須(xu)的(de)微(wei)量(liang)元(yuan)素(su)之(zhi)一(yi),如(ru)果(guo)硒(xi)攝(she)入(ru)量(liang)不(bu)足(zu),會(hui)使(shi)人(ren)體(ti)的(de)免(mian)疫(yi)力(li)不(bu)足(zu),進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)患(huan)癌(ai)的(de)幾(ji)率(lv)上(shang)升(sheng),但(dan)是(shi)硒(xi)攝(she)入(ru)過(guo)量(liang),人(ren)體(ti)會(hui)出(chu)現(xian)中(zhong)毒(du)症(zheng)狀(zhuang),比(bi)如(ru)脫(tuo)發(fa)、脫甲甚至偏癱。測定水中的硒有多種方法,比如有比色法、電化學法、原yuan子zi吸xi收shou光guang度du法fa等deng,但dan是shi這zhe些xie方fang法fa都dou有you各ge自zi的de局ju限xian性xing,比bi色se法fa的de靈ling敏min度du低di,測ce定ding痕hen量liang硒xi時shi會hui因yin為wei響xiang應ying太tai低di而er導dao致zhi測ce定ding結jie果guo有you很hen大da的de誤wu差cha,如ru果guo采cai用yong電dian化hua學xue法fa,會hui帶dai來lai很hen嚴yan重zhong的de幹gan擾rao,增zeng加jia了le測ce試shi難nan度du,原yuan子zi吸xi收shou法fa雖sui然ran靈ling敏min度du達da到dao了le要yao求qiu,但dan是shi線xian性xing範fan圍wei窄zhai。
所suo以yi為wei了le得de到dao準zhun確que的de實shi驗yan數shu據ju並bing且qie降jiang低di實shi驗yan操cao作zuo的de複fu雜za性xing,選xuan擇ze了le氫qing化hua物wu原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu法fa。首shou先xian將jiang硒xi轉zhuan化hua為wei硒xi的de氫qing化hua物wu,前qian提ti是shi使shi用yong鹽yan酸suan溶rong液ye作zuo為wei介jie質zhi,濃nong度du為wei1~6mol/L,在高溫下硒原子化並輻射出熒光。
原子熒光光譜儀的分類
1、按原子化方式可分:氫化物發生原子熒光光譜儀和冷原子熒光光譜儀等。
2、按原子化器可分:石英爐原子熒光光譜儀和汞蒸汽原子熒光光譜儀等。
3、按原子化溫度可分:高溫原子熒光光譜儀和低溫原子熒光光譜儀。
4、按原子化能量可分:熱原子熒光光譜儀和冷原子熒光光譜儀。
5、按入射光束數可分:單光束原子熒光光譜儀和雙光束原子熒光光譜儀。
6、按波道數可分:單道原子熒光光譜儀、雙道原子熒光光譜儀和多道原子熒光光譜儀。
7、按分析元素數可分:單元素原子熒光光譜儀、雙元素原子熒光光譜儀和多元素原子熒光光譜儀。
8、按分析靈敏度可分:微量原子熒光光譜儀和痕量原子熒光光譜儀。
9、按分析特征可分:高選擇性原子熒光光譜儀和高靈敏度原子熒光光譜儀。
10、按分析規模可分:微型原子熒光光譜儀、小型原子熒光光譜儀和大型原子熒光光譜儀。
11、按分析對象可分:無機物原子熒光光譜儀和有機物原子熒光光譜儀。
12、按進樣方式可分:連續流動原子熒光光譜儀、斷續流動原子熒光光譜儀和順序注射原子熒光光譜儀等。
13、按進樣自動性可分:自動進樣原子熒光光譜儀和手動進樣原子熒光光譜儀。
14、按分析目的可分:實驗室原子熒光光譜儀和工業原子熒光光譜儀。
15、按應用範圍可分:專用型原子熒光光譜儀和通用型原子熒光光譜儀。
16、按產地可分:國產原子熒光光譜儀和進口原子熒光光譜儀。
17、按用途可分:生物原子熒光光譜儀、製藥原子熒光光譜儀、化工原子熒光光譜儀、食品原子熒光光譜儀、蛋白質原子熒光光譜儀、酶原子熒光光譜儀、醫用原子熒光光譜儀、血液原子熒光光譜儀、飲料原子熒光光譜儀、化妝品原子熒光光譜儀、催化劑原子熒光光譜儀、金屬原子熒光光譜儀、重金屬原子熒光光譜儀、礦石原子熒光光譜儀、冶金原子熒光光譜儀、汙水原子熒光光譜儀、廢水原子熒光光譜儀、水質原子熒光光譜儀、土壤原子熒光光譜儀和農產品原子熒光光譜儀等。
問題:原子熒光光譜儀試劑汙染:主要是酸的純度不夠,或純度夠了質量不好。
解決方法:
配製一個2%的和10%的HCL,上機看兩個濃度酸的熒光值有多大差距,一般好酸熒光值不會有太大差距,若10%的酸是2%酸熒光值好幾倍,則判斷酸的純度不能夠。(此方法不適用於做鉛)
問題:原子熒光光譜儀容器汙染:主要是器皿質量不好,或泡器皿的酸不好,或容器沒有清洗幹淨。
解決方法:
判斷是否是器皿的問題,用一個幹淨的容器配製好2%酸suan若ruo幹gan,部bu分fen倒dao入ru被bei懷huai疑yi有you汙wu染ran的de容rong器qi中zhong,震zhen蕩dang幾ji分fen鍾zhong後hou上shang機ji,看kan兩liang容rong器qi中zhong熒ying光guang值zhi是shi否fou相xiang近jin,若ruo被bei浸jin染ran,被bei浸jin染ran的de器qi皿min中zhong的de酸suan出chu的de熒ying光guang值zhi會hui高gao很hen多duo。器qi皿min質zhi量liang不bu好hao(有些廠家器皿本身含所測元素的量比較大),隻能更換,盡量選用A級的容量瓶、刻度管;泡器皿的酸不好,泡器皿的酸盡量用優級純的硝酸,並定量更換;容器沒有清洗幹淨,進行清洗。
問題:原子熒光光譜儀環境汙染(主要是汞浸染):若室內以前打碎過溫度計,或做過高濃度的元素實驗,容易引起環境汙染。
解決方法:隻能更換實驗室。
關於無信號
問題:測完標準空白後,測標準點,熒光值自動扣空白後在0上下浮動,各點亂無線性關係。
解決方法:
1.首先拿一紙條,在進標準液時(第七步兩注射泵同時向上推時),懸在原子化器爐口(距爐口1CM以內),看紙條是否被點著(熏黑不算點著),若點不著檢查下一步。能點著即有火焰無信號看最後一步。
2.檢查氣液分離器內所進混合液是否反應,若有大量氣泡生成(也可觀察排出廢液中 是否有大量小氣泡),無氣泡生成則看下一步;有氣泡則正常,檢查氣液分離器至原子化器毛細管是否漏氣或被堵塞,無漏氣、堵塞*步肯定有火焰生成。能點著即有火焰無信號看最後一步。
3.檢查兩注射泵內溶液是否充滿?充滿正常檢查下一步,未充滿則檢查各白色黑色接 頭是否鬆動漏氣(各接頭螺絲定期檢查是否有鬆動),兩注射泵上部是否擰緊。
4.檢查載流液、標準點是否有2%左右的酸(保證至少要1%的酸),還原劑硼氫化鉀 的量保證不小於1%,檢查硼氫化鉀是否失效(硼氫化鉀易吸潮,易結塊,結塊後會失效)。
5.檢查其他元素是否也是無信號。其他元素有信號其線性關係良好,則檢查下一步, 若其他所有能測的元素都有火焰無信號看最後一步。
6.檢查標準液是否有問題,若測As,檢查加完硫脲和抗壞血酸定容後定是否待了半 小時以上;若測Pb看酸堿度是否按要求配製,廢液PH值是否在8左右。標準液濃度是否配對?是否已經失效。
7.上述都正常,依然有火焰無信號,則可能是儀器本身出問題,報修。
其他故障
問題:聯機失敗(儀器打開控製軟件後顯示“主機通訊錯誤”)
解決方法:確認儀器主機和計算機連線接觸良好的情況下關閉軟件,重新打開。
問題:熒光信號是一條直線或強度為負數
解決方法:
1、水封裏麵沒水,加幾滴蒸餾水。
2、電爐絲斷了,更換電爐絲;爐絲高度與爐芯高度不在一條線上,調整成水平。
3、還原劑可能失效,需重新配置。
4、空芯陰極燈是否亮著。
5、泵管是否卡到正確的位置。
6、未正常進樣,移動進樣架或者樣品量不足。
7、 確認控製廢液排出的蠕動泵的壓塊鬆緊是否合適,廢液是否正常排出。
問題:波形後移或者靈敏度降低
解決方法:
1、還原劑失效,需重新配置。
2、泵管壓扁,調節或更換泵管。
3、管路或氣路係統漏氣,更換矽膠管。
4、載氣壓力不足,更換氬氣。
5、打開主機蓋,調整元素燈至合適的位置。
問題:通信失敗開機後無法正常進入操作軟件,軟件提示通信失敗。
可能原因:
1、主機電源未打開;
2、熒光儀與計算機之間的通信電纜接觸不良,或通信電纜故障;
3、未按正確順序開機;
4、工作站與計算機硬件或操作係統不匹配;
5、熒光儀硬件損壞。
排除方法:
1、打開主機電源;
2、檢查通信接口是否正確、通信電纜是否正常連接、插頭接觸是否良好;
3、關機使複位,按正確順序重新開機;
4、重新安裝或升級操作係統,重新安裝工作站;
5、檢查儀器主板電源及其它部件是否正常。
問題:儀器未能正確識別元素空心陰極燈或識別錯誤
可能原因:
1、空心陰極燈未裝好裝緊,或燈故障;
2、帶電拔插空心陰極燈時損壞了儀器電路。
排除方法:
1、重新安裝空心陰極燈,或更換有故障的元素燈;
2、檢查、維修或更換主機電路板。
問題:開始測量或測量過程中儀器停止運行並提示無載氣
可能原因:
1、氣體保護開關不靈敏,或控製電路故障;
2、氣源壓力不足。
排除方法:
1、將jiang氣qi體ti保bao護hu開kai關guan插cha頭tou用yong短duan路lu子zi短duan路lu,若ruo故gu障zhang現xian象xiang消xiao失shi,則ze說shuo明ming氣qi壓ya開kai關guan內nei的de彈dan簧huang壓ya力li太tai大da,可ke將jiang氣qi體ti保bao護hu開kai關guan上shang部bu的de頂ding絲si適shi當dang擰ning鬆song,如ru果guo故gu障zhang照zhao舊jiu,則ze可ke能neng是shi控kong製zhi電dian路lu故gu障zhang,檢jian查zha、更換儀器主板;
2、調節氣體壓力開關,或更換氣瓶、檢查外部氣源。
問題:測量過程中儀器停止運行,軟件提示串口錯識或溢出
可能原因:
1、工作站與計算機操作係統衝突;
2、儀器硬件故障或空心陰極燈引起的幹擾;
3、試樣待測元素含量過高,超過儀器工作範圍,儀器停止運行並提示溢出。
排除方法:
1、升級或重新安裝操作係統,重裝工作站;
2、維修硬件或更換可能產生幹擾的空心陰極燈;
3、稀釋試樣溶液再進樣檢測。
問題:開機後或測量過程中自動進樣器不能複位
可能原因:
1、連接電纜接觸不良或出現故障;
2、自動進樣器部件卡住或機械故障。
排除方法:
1、檢查、更換連接電纜;
2、去除障礙物或維修自動進樣器。
問題:測量時沒有熒光信號
可能原因:
1、空心陰極燈故障;
2、進樣係統工作不正常;
3、氫化物反應條件不正確;
4、未形成氬氫火焰;
5、儀器硬件故障。
排除方法:
1、更換相應元素空心陰極燈;
2、檢查進樣係統是否堵漏、泵管是否鬆動、載氣和屏蔽氣是否正常,觀察有無氬氫火焰;
3、正確地反應生成氫化物或蒸汽;
4、還原劑是否現配以及還原劑濃度、酸度不夠,產生的氫氣量太少,電點火爐絲位置與石英爐芯的出口相距遠;
5、檢查、維修儀器主板、檢測器等。
問題:測量信號值偏低或異常
可能原因:
1、空心陰極燈靈敏度下降;
2、光路未調節好;
3、進樣係統問題;
4、氫化物反應條件不正確。
排除方法:
1、更換空心陰極燈;
2、按儀器使用手冊正確調節光路;
3、檢查進樣係統,包括泵管壓力是否正常、泵管是否變形老化;
4、檢查載流、還原劑的濃度等。
問題:測量信號不穩定,精密度差
可能原因:
1、空心陰極燈穩定性不好或產生漂移;
2、氣路係統出現泄漏或局部堵塞;
3、氬氫火焰受外界幹擾;
4、進樣係統故障;
5、氫化反應過於激烈,部分反應液隨載氣進入原子化器中;
6、進樣係統受到高含量待測元素的汙染;
7、電路噪聲大。
排除方法:
1、對元素空心陰極燈預熱足夠時間(對汞燈可大電流預熱),或更換元素燈;
2、檢查氣路及次級壓力;
3、減少抽排氣係統或照明係統對火焰的影響;
4、檢查進樣係統,檢查泵運轉的潤滑、泵管壓力、進樣管的暢通以及是否老化變形等;
5、試液中滴加適量的消泡劑;
6、清洗進樣係統、石英爐芯等,更換泵管、氣液分離器等;
7、在不安裝空心陰極燈情況下檢測,觀察熒光信號值是否穩定。
問題:測量準確度差
可能原因:
1、樣品前處理不當,前處理不完全有損失、汙染、幹擾等;
2、標準校正溶液係列的問題,配製不正確、保存不當導致濃度降低、受汙染、線性範圍過寬等;
3、待測試樣溶液濃度超過校正曲線範圍,或處於擬合後的校正曲線極端;
4、由於長時間工作,元素燈產生漂移,空白熒光值和校正曲線發生改變;
5、測量穩定性差。
排除方法:
1、選擇合適的前處理方法,選用高純度的試劑、檢查試劑空白、屏蔽雜質元素幹擾等;
2、重配標準校正溶液係列,同時應考慮與樣品溶液介質的一致性;
3、合適的稱樣量或稀釋倍數,確保在校正曲線線性範圍內,盡量使試樣濃度處於擬合的校正曲線中部;
4、重新建立標準校正曲線。
使用保養
1、使用之前,需要做的工作:
(1)檢查水封裏是否封好;
(2)泵管夾上滴上一滴甲基矽油;
(3)裝上檢測要用的元素燈;
(4)儀器開機預熱;
(5)打開氬氣瓶,調節分壓表壓力 0.2~0.3MPa 之間;
(6)配製好還原劑,載流液,標準溶液,現配先用;
(7)處理好待測樣品。
2、操作步驟
Ar氣→電腦→主機→雙泵→水封→As燈/Hg燈→調光→設置參數→點火→做標準曲線→測樣→清洗管路→熄火→關主機→關電腦→關Ar氣。
3、對待測樣品的要求
(1) 固體樣品需要0.5~2g,處理成澄清的酸性溶液狀態;樣品處理建議使用微波消解的幾點理由:
①揮發性元素砷、汞可以被保留在溶液中,防止揮發造成結果的偏差和對環境的汙染。操作人員也避免接觸有害的氣體。
②使用微波消解減少樣品處理所需的時間,提高工作效率。
③通過溫度、壓力參數的控製,可以保證消解的質量,保證反應完全一致的平行性和重複性。
(2)液體樣品需要 10~20ml,不含懸浮的固體微粒和膠體或纖維。
4、使用常用試劑
①硼氫化鈉(鉀)(分析純);
②氫氧化鈉(鉀)(優級純);
③鹽酸、硝酸(優級純);
④硫脲、抗壞血酸(優級純);
⑤元素標準儲備溶液(1mg/ml);
⑥氬氣:99.99%(帶減壓表);
⑦對使用壞境的要求;
⑧須有良好排風設備;
⑨須有穩定電力供應;
⑩室內工作溫度為15~30℃;
⑪濕度小於75%。
注意事項
(1)測汞含量時,打開儀器主機電源和順序注射器電源,若汞燈不亮用點火激發一下。測汞含量時,無需點火。
(2)檢查元素燈光斑是否對正,用調光器進行調節。
(3)測試完畢後要進行清洗,點擊清洗程序,把載流、還原劑毛細管放入清水中,點清洗。清洗時,可以用不點火方式清洗儀器。
(4)清洗完畢後,再關閉軟件,關主機電源和順序注射器電源,鬆泵管壓塊,關電腦,關氬氣。
(5)樣品管、容量瓶和一切用過的器皿,凡是需要再次使用的,都要清洗幹淨,並用10%硝酸浸泡、清洗幹淨之後再用。
(6)因儀器的測定靈敏度較高,需特別注意各方麵的汙染。
(7)如果樣品基體較為複雜,應盡可能先排除幹擾。
(8)安裝元素燈時,燈插頭凸處一定要同插座的凹處吻合,且不要帶電插拔,否則會損壞儀器。
(9)在測試時要先開氣瓶,以防止液體倒灌,腐蝕氣路係統。
(10)泵管的維護要得當,注意管壓頭鬆緊程度合適,不要讓泵管空載運行。注意泵管一定要無泄漏。
(11)如遇突然停電,就關掉電源開關,關緊氬氣瓶閥門,等來電了再重新開始測試。
首(shou)先(xian)也(ye)是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)點(dian)是(shi)選(xuan)擇(ze)一(yi)台(tai)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)能(neng)滿(man)足(zu)檢(jian)測(ce)需(xu)求(qiu)的(de)原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)光(guang)譜(pu)儀(yi)。在(zai)能(neng)滿(man)足(zu)檢(jian)測(ce)要(yao)求(qiu)後(hou),根(gen)據(ju)相(xiang)應(ying)需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)配(pei)置(zhi),這(zhe)裏(li)要(yao)有(you)6看:
①檢出限低,靈敏度高,采用新的高強度光源可進一步降低檢出限;
②譜線簡單,幹擾少,對ICP -AFS來說,幾乎沒有光譜幹擾和基體幹擾,其選擇性甚至優於ISP-MS;
③分析線性範圍寬,可達3~5個數量級;
④由於原子熒光發射的空間多方性,比較容易製造多道儀器,實現多元素的同時測定;
⑤儀器結構簡單,價格便宜,易於普及。
2、盡管原子熒光分析法有許多優點,但不足之處也很明顯:
第一,由於熒光猝滅效應的存在,致其在測定複雜基體樣品和高含量樣品時,還有一定的困難;
第(di)二(er),原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)具(ju)有(you)固(gu)有(you)的(de)散(san)射(she)光(guang)幹(gan)擾(rao),使(shi)得(de)其(qi)對(dui)激(ji)發(fa)光(guang)源(yuan)和(he)原(yuan)子(zi)化(hua)器(qi)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)在(zai)現(xian)有(you)技(ji)術(shu)條(tiao)件(jian)下(xia),原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)光(guang)譜(pu)分(fen)析(xi)理(li)論(lun)上(shang)所(suo)具(ju)有(you)的(de)優(you)勢(shi)在(zai)實(shi)際(ji)中(zhong)難(nan)以(yi)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)出(chu)來(lai);
第三,除HG―AFS在測定As、Sb、Se等易於生成氫化物的元素以及Hg等易於生成蒸汽的元素具有獨特的優勢外,目前AFS測定的元素種類較少;
第四,理論上AFS分析的線性範圍很寬,但在目前的實際應用中部分元素仍未能達到預想的線性範圍;
第五,氣相、液相幹擾機理等尚待進一步研究。
因此,AFS技術在應用方麵還不如AAS和AES廣泛,三者具有各自的優點和適應範圍。這三種方法相互補充,構成一個完整的原子光譜分析體係。
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