原子荧光光谱分析法ppt课件.ppt
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1、一、一、概述概述generalization二、基本原理二、基本原理basic theory三、原子荧光光度计三、原子荧光光度计atomic fluorescence spectrometry原子荧光光谱分析法第三章第三章atomic fluorescence spectrometry,AFE2023/1/14-没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任一、一、概述概述1、荧光现象的研究历史、荧光现象的研究历史 1575年,西班牙的内科医生和植物学家,西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes首次记录了首次记录了荧光现象:当
2、紫外光照射到某些物质的时候,:当紫外光照射到某些物质的时候,这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光,而当紫这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光,而当紫外光停止照射时,这种光线也随之很快地消失,这种光线外光停止照射时,这种光线也随之很快地消失,这种光线成为荧光。成为荧光。后来,人们经过的努力,总结了多种后来,人们经过的努力,总结了多种荧光现象,发展,发展了荧光理论。了荧光理论。2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任需要和荧光区分开来的几个概念需要和荧光区分开来的几个概念 l荧光:由光照激发所引起的发
3、光称为光致发光;荧光:由光照激发所引起的发光称为光致发光;原子原子或分子或分子吸收光子而被激发,然后再释放光能,发吸收光子而被激发,然后再释放光能,发射出光子射出光子(荧光荧光)。原子荧光发射线光谱,。原子荧光发射线光谱,分子荧光发分子荧光发射带光谱射带光谱。l(荧光棒荧光棒)化学发光:由化学反应所引起的发光;化学发光:由化学反应所引起的发光;l荧光屏发光:由荧光屏发光:由阴极射线阴极射线(高能电子束流)所引起的发光;(高能电子束流)所引起的发光;l萤光:生物体的冷发光现象,是生物发光。萤光:生物体的冷发光现象,是生物发光。2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从
4、谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任2.2.原子荧光光谱法概念原子荧光光谱法概念定义定义定义定义 通过测定气态基态原子在辐射能作用下发射通过测定气态基态原子在辐射能作用下发射的荧光强度进行定量分析的一种的荧光强度进行定量分析的一种发射光谱分析发射光谱分析方方法。法。从发光机理来看属于发射光谱分析,可是它从发光机理来看属于发射光谱分析,可是它又与原子吸收光谱法有许多相似之处(原子化器)又与原子吸收光谱法有许多相似之处(原子化器),因此,可以认为它是原子发射光谱分析和原子,因此,可以认为它是原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析的综合和发展。吸收光谱分析的综合和发展。1964年以后
5、发展起来的分析方法,适用于低年以后发展起来的分析方法,适用于低含量元素的分析。含量元素的分析。2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任原子荧光与原子发射光谱的激发机理原子荧光与原子发射光谱的激发机理有何不同?有何不同?原子发射光谱原子发射光谱l原子受热运动粒子非弹性碰撞而被激发,各能级原子受热运动粒子非弹性碰撞而被激发,各能级激发态原子数遵守激发态原子数遵守BoltzmannBoltzmann分布,辐射出原子分布,辐射出原子发射光谱。发射光谱。原子原子荧光荧光光谱光谱l原子吸收光子而被光致激发,吸收具有选择性
6、,原子吸收光子而被光致激发,吸收具有选择性,各能激发态原子数不遵守分布,再辐射的原子荧各能激发态原子数不遵守分布,再辐射的原子荧光光谱比较简单光光谱比较简单。2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任3.特点特点优点优点:l(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种元素优种元素优于于AASl(2)谱线简单、干扰小谱线简单、干扰小l(3)线性范围宽线性范围宽l(4)易实现多元素同时测定易实现多元素同时测定缺点缺点:l(1)存在荧光存在荧光猝灭
7、效应、散射光干扰等问题;灭效应、散射光干扰等问题;l(2)可测量的元素不多,应用不广泛可测量的元素不多,应用不广泛l(3)不适用于高含量元素分析不适用于高含量元素分析2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任二、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:当当气气态态原原子子受受到到强强特特征征辐辐射射时时,由由基基态态跃跃迁迁到到激激发发态态,约约在在10-8s后后,再再由由激激发发态态跃跃迁迁回回到到基基态态或或低低能能态态,辐辐射出射出与吸收光波长相同或不同与吸收光
8、波长相同或不同的荧光;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)浓度很低时,强度与蒸气中该元素的密度成正比)浓度很低时,强度与蒸气中该元素的密度成正比。2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任 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
9、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再发射出与共振线波长相同波长相同的荧光;见图的荧光;见图A A、C C;热共振荧光热共振荧光:若原子受热激发处于亚:若原子受热激发处于亚稳态,再吸收光辐射进一步激发,然后再稳态,再吸收光辐射进一步激发,然后再发射出相同波长的共振荧光;见图发射出相同波长的共振荧光;见图B B、D D;由于相应于原子的激发态和基态之间由于相应于原子的激发态和基态之间的共振跃迁的几率一般比其它跃迁的几率的共振跃迁的几率一般比其它跃迁的几率大
10、得多,所以共振跃迁产生的谱线是对分大得多,所以共振跃迁产生的谱线是对分析最有用的共振荧光。析最有用的共振荧光。如锌原子:如锌原子:213.86nm2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任(2 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;当荧光与激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、分为:直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokesanti-Stokes荧光三种;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
11、亚稳态跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光;荧光波长时所发射的荧光;荧光波长大于大于激发线波长(荧光能量间隔激发线波长(荧光能量间隔小于激发线能量间隔);小于激发线能量间隔);a b c d2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任直直 跃线荧光(跃线荧光(StokesStokes荧光)荧光)PbPb原子:原子:吸收线吸收线283.13 283.13 nmnm;荧光线;荧光线407407.78.78nmnm;同时存在两种形式:同时存在两种形式:铊原子:铊原子:吸收线吸收线337.6 337.6 nmnm;共振荧
12、光线;共振荧光线337337.6.6nmnm;直跃线荧光直跃线荧光535.0535.0nmnm;a b c d2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任阶跃线荧光: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;荧光波长基态;荧光波长大于大于激发线波长(荧光能量间隔小于激发线能激发线波长(荧光能量间隔小于激发线能量间隔)量间隔);光照激发,再热激发,返至高于基态的能级,发射荧光,光照激发,再热激发,返至高于基态的能级,发射荧光,图图(c)c)
13、B B、D D;这种阶跃线荧光称为这种阶跃线荧光称为“热助阶跃线荧光热助阶跃线荧光”。a b c d2023/1/14没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任anti-Stokesanti-Stokes荧光:荧光:荧光波长荧光波长小于小于激发线波长激发线波长;先热激发再光照激发先热激发再光照激发(或反之或反之),再发射荧光直接返回基态;图,再发射荧光直接返回基态;图(d)d);铟原子铟原子:先热激发,再吸收光跃迁:先热激发,再吸收光跃迁451.13451.13nmnm;发射荧光发射荧光410.18410.18nmnm,图图(d
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