第5节 原子荧光光谱分析法精选PPT.ppt

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1、第第5节节 原子荧光光谱分析法原子荧光光谱分析法2022/10/7第1页，本讲稿共15页一、一、概述概述 原子在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法；1964年以后发展起来的分析方法；属发射光谱但所用仪器与原子吸收仪器相近；1.1.特点特点(1)检出限低、灵敏度高检出限低、灵敏度高 Cd：10-12 g cm-3；Zn：10-11 g cm-3；20种元素优于种元素优于AAS(2)谱线简单、干扰小谱线简单、干扰小(3)线性范围宽（可达线性范围宽（可达35个数量级）个数量级）(4)易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）2.2.缺点缺点

2、 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；2022/10/7第2页，本讲稿共15页二、基本原理二、基本原理 1 1原子荧光光谱的产生过程原子荧光光谱的产生过程 过过程程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光；特点：特点：（1）属光致发光；二次发光；）属光致发光；二次发光；（2）激发光源停止后，荧光立即消失；）激发光源停止后，荧光立即消失；（3）发射的荧光强度与照射的光强有关；）发射的荧光强度与照射的光强有关；（4）不同元素的荧光波长不同；）不同元素的荧光波长不同；（5）浓浓度度很很低低时时，强强度度与与蒸蒸气气

3、中中该该元元素素的的密密度度成成正正比比，定定量依据量依据(适用于微量或痕量分析适用于微量或痕量分析)；2022/10/7第3页，本讲稿共15页 2.2.原子荧光的产生类型原子荧光的产生类型 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光（1 1）共振荧光）共振荧光 共振荧光共振荧光：气态原子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光；见图A、C；热共振荧光热共振荧光：若原子受热激发处于压稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；见图B、D；2022/10/7第4页，本讲稿共15页（2 2）非共振荧光）非共振荧光 当荧光与激

4、发光的波长不相同时，产生非共振荧光；分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种；直跃线荧光（直跃线荧光（StokesStokes荧光）荧光）：跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光；荧光波长大于激发线波长（荧光能量间隔小于激发线能量间隔）；a b c d2022/10/7第5页，本讲稿共15页直跃线荧光（直跃线荧光（StokesStokes荧光）荧光）PbPb原子：原子：吸收线283.13 nm；荧光线407.78nm；同时存在两种形式：铊原子：铊原子：吸收线337.6 nm；共振荧光线337.6nm；直跃线荧光535.0nm；a b c d2022/10/7第6页，本讲稿共1

5、5页阶跃线荧光：阶跃线荧光：光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态；荧光波长小于激发线波长（荧光能量间隔大于激发线能量间隔）；非辐射方式释放能量：碰撞，放热；光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光，图(c)B、D；Cr原子：吸收线359.35nm；再热激发，荧光发射线357.87nm，图(c)B、Da b c d2022/10/7第7页，本讲稿共15页anti-Stokesanti-Stokes荧光：荧光：荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发(或反之)，再发射荧光直接返回基态；图(d)；铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13nm；发射荧光410.18nm，图

6、(d)A、C；a b c d2022/10/7第8页，本讲稿共15页（3 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，把激发能传递另一个原子使其激发，后者发射荧光；火焰原子化中观察不到敏化荧光；非火焰原子化中可观察到。所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。2022/10/7第9页，本讲稿共15页 3.3.荧光猝灭与荧光量子效率荧光猝灭与荧光量子效率 荧光猝灭荧光猝灭：受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光发射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。荧光猝灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小。如何

7、恒量荧光猝灭程度？荧光量子效率荧光量子效率：=f/a f 发射荧光的光量子数；a吸收的光量子数之比；荧光量子效率12022/10/7第10页，本讲稿共15页 4.4.待测原子浓度与荧光的强度待测原子浓度与荧光的强度 当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略，发射荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 Ia；If=Ia在理想情况下：I0 原子化火焰单位面积接受到的光源强度；A为受光照射在检测器中观察到的有效面积；K0为峰值吸收系数；l 为吸收光程；N为单位体积内的基态原子数；2022/10/7第11页，本讲稿共15页三、原子荧光光度计三、原子荧光光度计 1 1仪器类型仪器类型

8、单通道：每次分析一个元素；多通道：每次可分析多个元素；色散型：带分光系统；非色散型：采用滤光器分离分析线和邻近线；特点：特点：光 源与检测器成一定角度；2022/10/7第12页，本讲稿共15页多道原子荧光仪多道原子荧光仪 多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素 2022/10/7第13页，本讲稿共15页2 2主要部件主要部件光源：光源：高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器；可调频激光器：高光强、窄谱线；原子化装置：原子化装置：与原子吸收法相同；色散系统：色散系统：光栅、滤光器；检测系统：检测系统：2022/10/7第14页，本讲稿共15页内容选择：内容选择：第一节第一节 原子吸收光

9、谱分析基本原理原子吸收光谱分析基本原理basic principle of atomic absorption spectroscopy第二节第二节 原子吸收分光光度仪原子吸收分光光度仪atomic absorption spectrometer第三节第三节 干扰与抑制干扰与抑制interferences and elimination第四节第四节 操作条件选择与应用操作条件选择与应用choice of operating condition and application第五节第五节 原子荧光光谱分析法原子荧光光谱分析法atomic fluorescence spectrometry,AFE结束结束2022/10/7第15页，本讲稿共15页