原子荧光光谱法讲稿.ppt

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1、关于原子荧光光谱法第一页，讲稿共二十四页哦 概述 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的分析方法。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分析法。但所用仪器与原子吸收光谱法相近。第二页，讲稿共二十四页哦 原子荧光光谱法的优点：（1）有较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、Zn等元素有相当低的检出限，Cd可达0001ngcm-3、Zn为0.04ngcm-3。现已有2O多种元素低于原子吸收光谱法的检出限。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。（2）干扰较少，谱线比较简单，采用一些装置，可以制成非色散原子荧光分析仪。这种仪器结

2、构简单，价格便宜。（3）分析校准曲线线性范围宽，可达35个数量级。（4）由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。第三页，讲稿共二十四页哦一.原理1.原原子子荧荧光光光光谱谱的的产产生生 气气态态自自由由原原子子吸吸收收特特征征辐辐射射后后跃跃迁迁到到较较高高能能级级，然然后后又又跃跃迁迁回回到到基基态态或或较较低低能能级级。同同时时发发射射出出与与原原激激发发辐辐射射波波长长相相同同或或不不同同的的辐辐射即原子荧光。射即原子荧光。原子荧光为光致发光光致发光，二次发光二次发光，激发光源停止时，再发射过程立即停止。第四页，讲稿共二十四页哦第五页，讲稿共二

3、十四页哦2原子荧光的类型 原子荧光分为共振荧光共振荧光，非非共振荧光共振荧光与敏化荧光敏化荧光等三种类型，如图所示为荧光产生的过程（见图）。（1）共共振振荧荧光光 发射与原吸收线波长相同的荧光为共共振荧光振荧光。（2）非非共共振振荧荧光光 荧光的波长与激发光不同时，称非共振荧光非共振荧光。(i.直跃线荧光，ii.阶跃线荧光，iii.antistores荧光。i和ii均为Stores荧光。）（3）敏敏化化荧荧光光 受激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再从辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。第六页，讲稿共二十四页哦（1）共振荧光共振荧光 气气态态原原子子吸吸收收

4、共共振振线线被被激激发发后后，再再发发射射与与原原吸吸收收线线波波长长相相同同的的荧荧光光即即是是共共振振荧荧光光。它的特点是激发线与荧光线的高低能级相同，其产生过程见图（a）中之A。如锌原子吸收213.86nm的光，它发射荧光的波长也为213.86nm。若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射相同波长的共振荧光，此种原子荧光称为热助共振荧光见图（a）中之B。第七页，讲稿共二十四页哦（2）非共振荧光非共振荧光 当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。非共振荧光又分为直跃线荧光、阶跃线荧光、anti Stokes（反斯托克斯）荧光。第八页，讲稿共二十四页哦 1.直跃线荧光

5、直跃线荧光 激发态原子跃迁回至高于基态的亚稳态时所发射的荧光称为直跃线荧光，见图(b).由于荧光的能级间隔小于激发线的能线间隔，所以荧光的波长大于激发线的波长。如铅原子吸收 28331nm的光，而发射 40578nm的荧光。它是激发线和荧光线具有相同的高能级，而低能级不同。如如果果荧荧光光线线激激发发能能大大于于荧荧光光能能，即即荧荧光光线线的的波波长长大大于于激激发发线线的的波波长长称称为为Stokes荧荧光光；反反之之，称称为为antiStokes荧荧光光。直直跃跃线线荧荧光光为为Stokes荧光。荧光。第九页，讲稿共二十四页哦 2.阶跃线荧光阶跃线荧光 有两种情况，正常阶跃荧光为被光照激

6、发的原子，以非辐射形式去激发返回到较低能级，再以辐射形式返回基态而发射的荧光。很显然，荧光波长大于激发线波长。例钠原子吸收 33030nm光，发射出 5 8 899nm的荧光。非辐射形式为在原子化器中原子与其他粒子碰撞的去激发过程。热助阶跃线荧光为被光照激发的原子，跃迁至中间能级，又发生热激发至高能级，然后返回至低能级发射的荧光。例如铬原子被35935nm的光激发后，会产生很强的3 5 7 8 7nrn荧光。阶跃线荧光的产生见图（c）。第十页，讲稿共二十四页哦 3anti-Stokes荧光荧光 当自由原子跃迁至某一能级，其获得的能量一部分是由光源激发能供给，另一部分是热能供给，然后返回低能级所

7、发射的荧光为anti-Stokes荧光。其荧光能大于激发能，荧光波长小于激发线波长。例如铟吸收热能后处于一较低的亚稳能级，再吸收450.13nm的光后，发射410.18nm的荧光，见图(d).第十一页，讲稿共二十四页哦（3）敏化荧光敏化荧光 受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。火焰原子化器中观察不到敏化荧光，在非火焰原子化器中才能观察到。在以上各种类型的原子荧光中，共振荧光强度最大，最为常用。第十二页，讲稿共二十四页哦第十三页，讲稿共二十四页哦2.荧光强度 I If f=Ia =Ia If荧光强度,为荧光量子效率,I

8、a吸收光的强度.第十四页，讲稿共二十四页哦第十五页，讲稿共二十四页哦A为有效面积,I0 为单位面积上光的强度,l为吸收光程长,N为基态原子数,为峰值吸收系数.展开方程,忽略高次时,可得：If=AI0N I If f=kC=kC第十六页，讲稿共二十四页哦4量子效率与荧光猝灭量子效率量子效率：=f f/A A f f 单位时间时内发射的荧光光子数 A A单位时间内吸收激发光的光子数 一般小于1。第十七页，讲稿共二十四页哦荧荧光光猝猝灭灭 受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量变成热运动与其他形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程。A*+B=A+B+H可用氩气来稀释火焰，减小猝灭现象。第十八页，讲稿共二十四页哦二仪器 荧光仪分为两类，色散型和非色散色散型和非色散型型。荧光仪与原子吸收仪相似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是900 直角，而避免激发光源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。(见图)第十九页，讲稿共二十四页哦第二十页，讲稿共二十四页哦第二十一页，讲稿共二十四页哦 激发光源 可用线光源或连续光源 空心阴极灯或氙弧灯 色散系统 色散型 光栅 非色散型 滤光器 检测系统 光电倍增菅原子化器,与原子吸收相同第二十二页，讲稿共二十四页哦三分析方法 定量分析有高的灵敏度和宽的线性范围 工作曲线法工作曲线法 第二十三页，讲稿共二十四页哦感谢大家观看第二十四页，讲稿共二十四页哦