现代分析原理精.ppt

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1、现代分析原理现代分析原理营口地区成人高等教育 QQ群54356621第1页，本讲稿共38页原子吸收仪器（原子吸收仪器（2 2）第2页，本讲稿共38页Perkin-Elemer的原子吸收的原子吸收（Atomic Absorption Spectrometry）第3页，本讲稿共38页日本岛津公司的原子吸收日本岛津公司的原子吸收（Atomic Absorption Spectrometry）第4页，本讲稿共38页一、原子吸收分光光度计流程一、原子吸收分光光度计流程特点特点有有有有单光束型单光束型单光束型单光束型和和和和双光束型双光束型双光束型双光束型两类，两类，两类，两类，由由由由光源、原子化系统、

2、光学系光源、原子化系统、光学系光源、原子化系统、光学系光源、原子化系统、光学系统统统统及及及及检测系统检测系统检测系统检测系统等四部分组成等四部分组成等四部分组成等四部分组成第5页，本讲稿共38页原子吸收中的原子发射现象原子吸收中的原子发射现象在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于不稳定状态，在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于不稳定状态，在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于不稳定状态，在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于不稳定状态，将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原子发射将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原子发射将再跃迁至基态，故既存在

3、原子吸收，也有原子发射将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原子发射。但返回释放出。但返回释放出。但返回释放出。但返回释放出的能量可能有多种形式，产生的辐射也不在一个方向上，对测量仍的能量可能有多种形式，产生的辐射也不在一个方向上，对测量仍的能量可能有多种形式，产生的辐射也不在一个方向上，对测量仍的能量可能有多种形式，产生的辐射也不在一个方向上，对测量仍将产生一定干扰。将产生一定干扰。将产生一定干扰。将产生一定干扰。消除干扰的措施：消除干扰的措施：消除干扰的措施：消除干扰的措施：1 1 1 1）光光光光源源源源后后后后面面面面加加加加一一一一个个个个机机机机械械械械斩斩斩斩光光光光器器器器，使

4、使使使经经经经吸吸吸吸收收收收后后后后的的的的光光光光源源源源辐辐辐辐射射射射在在在在检检检检测测测测系系系系统统统统中中中中为为为为交交交交流流流流信信信信号号号号，检检检检测测测测系系系系统统统统中中中中采采采采用用用用交交交交流流流流放放放放大大大大器器器器，将将将将其其其其与与与与火火火火焰焰焰焰中中中中原原原原子子子子发射时发出的直流信号的分开。发射时发出的直流信号的分开。发射时发出的直流信号的分开。发射时发出的直流信号的分开。2 2 2 2）对对对对光光光光源源源源的的的的电电电电源源源源进进进进行行行行调调调调制制制制，将将将将发发发发射射射射的的的的光光光光调调调调制制制制成成

5、成成一一一一定定定定频频频频率率率率；检检检检测测测测器器器器只只只只接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频干扰信号不被检测。接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频干扰信号不被检测。接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频干扰信号不被检测。接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频干扰信号不被检测。第6页，本讲稿共38页1.1.光源光源1 1 1 1）作用）作用）作用）作用 提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。光源应满足如

6、下要求；光源应满足如下要求；光源应满足如下要求；光源应满足如下要求；（1 1 1 1）能发射锐线且具有足够的强度，以保证足够的信噪比）能发射锐线且具有足够的强度，以保证足够的信噪比）能发射锐线且具有足够的强度，以保证足够的信噪比）能发射锐线且具有足够的强度，以保证足够的信噪比（2 2 2 2）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；（3 3 3 3）辐射光强度大，稳定性好。）辐射光强度大，稳定性好。）辐射光强度大，稳定性好。）辐射光强度大，稳定性好。2 2）空心阴极灯）空心阴极灯：结构如图所示结构如图所示结构如图所示结构如图所示第7

7、页，本讲稿共38页EDL锐线光源的一种，多用于原子荧光光谱分析中。它是在长38cm、直径约1cm的石英管中放入几毫克分析元素的卤化物，并充入低压惰性氖或氩焊封即得。将其置于射频或微波高频电场中，由高频火花点燃即能放电。它是不使用内电极与等离子体接触便可维持气体辉光放电的无极系统。它产生的锐线光强度大、谱线窄、自吸收小。第8页，本讲稿共38页3 3）空心阴极灯的原理）空心阴极灯的原理 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生

8、正电荷，其在电场与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击作用下，向阴极内壁猛烈轰击作用下，向阴极内壁猛烈轰击作用下，向阴极内壁猛烈轰击;使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内

9、辉光中子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强

10、度与灯的工作电流有关。优缺点优缺点：（1 1 1 1）仅有一个操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线）仅有一个操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线）仅有一个操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线）仅有一个操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。窄，灯容易更换。窄，灯容易更换。窄，灯容易更换。（2 2 2 2）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。第9页，本讲稿共38页空心阴极灯空心阴极灯空心阴极灯发射的光谱，主要是待测元素（即：阴极元素）的空心阴极灯发射的光谱，主要是待测元素（即：阴极元素）的空心阴极灯发射的光谱，

11、主要是待测元素（即：阴极元素）的空心阴极灯发射的光谱，主要是待测元素（即：阴极元素）的光谱，亦含有内充气体及阴极中杂质的光谱，为避免发生光谱光谱，亦含有内充气体及阴极中杂质的光谱，为避免发生光谱光谱，亦含有内充气体及阴极中杂质的光谱，为避免发生光谱光谱，亦含有内充气体及阴极中杂质的光谱，为避免发生光谱干扰，制灯时需用纯度较高的阴极材料、选择适当的内充气体，干扰，制灯时需用纯度较高的阴极材料、选择适当的内充气体，干扰，制灯时需用纯度较高的阴极材料、选择适当的内充气体，干扰，制灯时需用纯度较高的阴极材料、选择适当的内充气体，以使阴极元素的共振线附近没有内充气体或杂质元素的强谱线。以使阴极元素的共振

12、线附近没有内充气体或杂质元素的强谱线。以使阴极元素的共振线附近没有内充气体或杂质元素的强谱线。以使阴极元素的共振线附近没有内充气体或杂质元素的强谱线。灯的电流太低，会使灯光强度减弱，导致稳定性、信噪比下降；增灯的电流太低，会使灯光强度减弱，导致稳定性、信噪比下降；增灯的电流太低，会使灯光强度减弱，导致稳定性、信噪比下降；增灯的电流太低，会使灯光强度减弱，导致稳定性、信噪比下降；增大灯的工作电流，可增加发射强度，但工作电流太大会导致灯发生大灯的工作电流，可增加发射强度，但工作电流太大会导致灯发生大灯的工作电流，可增加发射强度，但工作电流太大会导致灯发生大灯的工作电流，可增加发射强度，但工作电流太

13、大会导致灯发生自蚀现象，或温度过高而导致阴极物质熔化。自蚀现象，或温度过高而导致阴极物质熔化。自蚀现象，或温度过高而导致阴极物质熔化。自蚀现象，或温度过高而导致阴极物质熔化。空心阴极灯使用前应经过空心阴极灯使用前应经过空心阴极灯使用前应经过空心阴极灯使用前应经过5-20min5-20min预热时间，使灯的发射强度达到稳预热时间，使灯的发射强度达到稳预热时间，使灯的发射强度达到稳预热时间，使灯的发射强度达到稳定定定定.第10页，本讲稿共38页第11页，本讲稿共38页火焰火焰燃烧器燃烧器混合室混合室混合室混合室撞击球撞击球撞击球撞击球毛细管毛细管毛细管毛细管助燃助燃助燃助燃气入气入气入气入口口口口

14、燃气入口燃气入口燃气入口燃气入口排液口排液口排液口排液口火焰原子化器火焰原子化器火焰原子化器火焰原子化器火火火火焰焰焰焰原原原原子子子子化化化化器器器器图图图图雾化器雾化器雾化器雾化器混合室混合室混合室混合室自动进样器自动进样器自动进样器自动进样器燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器A.A.构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。雾雾 化化 器：器：由不锈钢或聚四氟乙烯由不锈钢或聚四氟乙烯做成。做成。预预混混合合室室：由由不不锈锈钢钢、聚聚四四氟氟

15、乙乙烯等材料做成。烯等材料做成。燃燃 烧烧 器：器：单缝、双缝和三缝。单缝、双缝和三缝。5 5、10cm10cm。火火 焰：焰：雾化器雾化器雾化器雾化器混合室混合室混合室混合室燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器火焰火焰火焰火焰火焰火焰火焰火焰第12页，本讲稿共38页第13页，本讲稿共38页a)a)燃烧速度：燃烧速度：是指火焰由着火点向可燃混凝气其它点传播的速度。是指火焰由着火点向可燃混凝气其它点传播的速度。B.B.化学火焰的基本特性化学火焰的基本特性化学火焰的基本特性化学火焰的基本特性b)b)火焰温度与发火温度火焰温度与发火温度火焰温度与发火温度火焰温度与发火温度火焰类型火焰类型发火温发火温度度 0 0

16、C C燃烧速燃烧速度度cmcm s s-1 1火焰温火焰温度度0 0C C空气空气-乙乙炔炔35035016016023002300空气空气-氢氢气气53053032032020502050笑气笑气-乙乙炔炔40040018018029552955燃气供气速度过大，导致燃气供气速度过大，导致燃气供气速度过大，导致燃气供气速度过大，导致吹灭吹灭吹灭吹灭燃气供气速度不足将会引起燃气供气速度不足将会引起燃气供气速度不足将会引起燃气供气速度不足将会引起回火回火回火回火点点点点火火火火时时时时：先先先先通通通通助助助助燃燃燃燃气气气气，后后后后通通通通燃燃燃燃气气气气，立即立即立即立即点火点火点火点火.

17、熄熄熄熄灭灭灭灭时时时时：先先先先断断断断燃燃燃燃气气气气，待待待待火火火火焰焰焰焰熄熄熄熄灭灭灭灭后后后后，再断再断再断再断助燃气助燃气助燃气助燃气.三三三三种种种种不不不不同同同同类类类类型型型型火火火火焰焰焰焰的的的的吸吸吸吸收收收收率率率率空气空气-乙炔乙炔空气空气-氢气氢气氧气氧气-氢气氢气c)c)火焰的吸收率火焰的吸收率火焰的吸收率火焰的吸收率e.g.196.0 nm e.g.196.0 nm 测定测定测定测定SeSe 193.7 nm 193.7 nm 测定测定测定测定As As 宜采用宜采用宜采用宜采用氩气氩气-氢气火焰氢气火焰波长小于波长小于波长小于波长小于190.0nm19

18、0.0nm属于真紫外区，一般的仪器无法测定属于真紫外区，一般的仪器无法测定属于真紫外区，一般的仪器无法测定属于真紫外区，一般的仪器无法测定第14页，本讲稿共38页第15页，本讲稿共38页a)a)中性火焰：中性火焰：这类火焰，温度高、稳定、干扰小、背景低，适这类火焰，温度高、稳定、干扰小、背景低，适合于许多元素的测定。合于许多元素的测定。b)b)富燃火焰：还原性火焰，富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，温度略低于中性火燃烧不完全，温度略低于中性火焰；具有还原性；适合于易形成难解离氧化物焰；具有还原性；适合于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多；背景高。如锡等。的元素测定；干扰较多；背景高。如锡等

19、。c)c)贫燃火焰：氧化性火焰；贫燃火焰：氧化性火焰；它的温度较低，有较强的氧化它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素，如碱、性，有利于测定易解离，易电离元素，如碱、碱土金属。碱土金属。C.C.化学火焰的氧化与还原特性化学火焰的氧化与还原特性化学火焰的氧化与还原特性化学火焰的氧化与还原特性按照火焰按照火焰按照火焰按照火焰燃气燃气燃气燃气与与与与助燃气助燃气助燃气助燃气的比例不同，火焰可以分为三类。的比例不同，火焰可以分为三类。的比例不同，火焰可以分为三类。的比例不同，火焰可以分为三类。优点：优点：优点：优点：空气空气空气空气-乙炔火焰乙炔火焰乙炔火焰乙炔火焰(2300(23

20、000 0C):C):3030多种金属元素的测定多种金属元素的测定多种金属元素的测定多种金属元素的测定,10,10-4-4%10%10%含量。含量。含量。含量。笑气笑气笑气笑气-乙炔火焰乙炔火焰乙炔火焰乙炔火焰(2955(29550 0C):C):7070多种金属元素的测定多种金属元素的测定多种金属元素的测定多种金属元素的测定,10,10-4-4%10%10%含量。含量。含量。含量。D.D.火焰原子化器特点火焰原子化器特点火焰原子化器特点火焰原子化器特点第16页，本讲稿共38页第17页，本讲稿共38页雾化器和雾化室雾化器和雾化室雾化器和雾化室雾化器和雾化室火焰原子化器火焰原子化器火焰原子化器火

21、焰原子化器2）石墨炉原子化器（非火焰、电热原子化器）A A 工作原理工作原理工作原理工作原理数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制单色器单色器单色器单色器光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管空心阴极灯空心阴极灯空心阴极灯空心阴极灯石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器缺点：缺点：缺点：缺点：同轴气动雾化器的雾化效率低。同轴气动雾化器的雾化效率低。同轴气动雾化器的雾化效率低。同轴气动雾化器的雾化效率低。510%510%火焰的原子化效率低、还伴随着复杂的火焰反应火焰的原子化效率低、还伴随着复杂的火焰反应火焰的原子化效率低、还伴随着复杂的火焰反

22、应火焰的原子化效率低、还伴随着复杂的火焰反应 原子蒸气在光程中的滞留时间短原子蒸气在光程中的滞留时间短原子蒸气在光程中的滞留时间短原子蒸气在光程中的滞留时间短 10 10-4-4s s 大量气体的稀释作用，限制了检测限的降低大量气体的稀释作用，限制了检测限的降低大量气体的稀释作用，限制了检测限的降低大量气体的稀释作用，限制了检测限的降低 只能测定液体样品只能测定液体样品只能测定液体样品只能测定液体样品第18页，本讲稿共38页2.2.原子化系统原子化系统1 1）作用）作用按照使试样原子化的方法可分为：按照使试样原子化的方法可分为：按照使试样原子化的方法可分为：按照使试样原子化的方法可分为：火焰原

23、子化法火焰原子化法火焰原子化法火焰原子化法和和和和无火焰原子化法两无火焰原子化法两无火焰原子化法两无火焰原子化法两种种种种2 2）火焰原子化装置）火焰原子化装置包括包括包括包括雾化器雾化器雾化器雾化器和和和和燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器两部分两部分两部分两部分常用的为常用的为常用的为常用的为预混合型：预混合型：预混合型：预混合型：用雾化器将用雾化器将用雾化器将用雾化器将试液雾化，在雾化室内将较大的雾试液雾化，在雾化室内将较大的雾试液雾化，在雾化室内将较大的雾试液雾化，在雾化室内将较大的雾滴除去，使试样的雾滴均匀化后再滴除去，使试样的雾滴均匀化后再滴除去，使试样的雾滴均匀化后再滴除去，使试样的雾滴均

24、匀化后再喷入火焰喷入火焰喷入火焰喷入火焰将试样中离子转变成原子蒸气将试样中离子转变成原子蒸气将试样中离子转变成原子蒸气将试样中离子转变成原子蒸气第19页，本讲稿共38页 结构如图所示结构如图所示结构如图所示结构如图所示（1 1 1 1）雾化器）雾化器）雾化器）雾化器形成雾滴的速率除取决于溶液的物理性质外，形成雾滴的速率除取决于溶液的物理性质外，形成雾滴的速率除取决于溶液的物理性质外，形成雾滴的速率除取决于溶液的物理性质外，还取决于还取决于还取决于还取决于助燃气的压力助燃气的压力助燃气的压力助燃气的压力及及及及雾化器结构雾化器结构雾化器结构雾化器结构 主要缺点：雾化效率较低。主要缺点：雾化效率较

25、低。主要缺点：雾化效率较低。主要缺点：雾化效率较低。载气为高压助燃气载气为高压助燃气载气为高压助燃气载气为高压助燃气（空气、氧、氧化亚（空气、氧、氧化亚（空气、氧、氧化亚（空气、氧、氧化亚氮）等氮）等氮）等氮）等第20页，本讲稿共38页（2 2）燃烧器燃烧器试样雾化后进入预混合室（雾化室），与燃气（如乙炔、丙烷、氢等）试样雾化后进入预混合室（雾化室），与燃气（如乙炔、丙烷、氢等）试样雾化后进入预混合室（雾化室），与燃气（如乙炔、丙烷、氢等）试样雾化后进入预混合室（雾化室），与燃气（如乙炔、丙烷、氢等）在室内充分混合，其中较大的雾滴凝结在壁上，经预混合室下面的废液在室内充分混合，其中较大的雾滴凝

26、结在壁上，经预混合室下面的废液在室内充分混合，其中较大的雾滴凝结在壁上，经预混合室下面的废液在室内充分混合，其中较大的雾滴凝结在壁上，经预混合室下面的废液管排出，而最细的雾滴则进入火焰中管排出，而最细的雾滴则进入火焰中管排出，而最细的雾滴则进入火焰中管排出，而最细的雾滴则进入火焰中主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：产生的原子蒸汽多，吸样和气流的稍许变动影响小，产生的原子蒸汽多，吸样和气流的稍许变动影响小，产生的原子蒸汽多，吸样和气流的稍许变动影响小，产生的原子蒸汽多，吸样和气流的稍许变动影响小，火焰稳定性好，背景噪声低且比火焰稳定性好，背景噪声低且比火焰稳定性好，背景噪声低且比火焰稳定性

27、好，背景噪声低且比较安全，但试样利用率只有较安全，但试样利用率只有较安全，但试样利用率只有较安全，但试样利用率只有1010一般采用吸收光程较长的一般采用吸收光程较长的一般采用吸收光程较长的一般采用吸收光程较长的长缝型喷灯长缝型喷灯长缝型喷灯长缝型喷灯，易于对光，避免光源光束没有全部通易于对光，避免光源光束没有全部通易于对光，避免光源光束没有全部通易于对光，避免光源光束没有全部通过火焰而引起工作曲线弯曲的现象，过火焰而引起工作曲线弯曲的现象，过火焰而引起工作曲线弯曲的现象，过火焰而引起工作曲线弯曲的现象，降低了火焰噪声，提高了一些元素的降低了火焰噪声，提高了一些元素的降低了火焰噪声，提高了一些元

28、素的降低了火焰噪声，提高了一些元素的灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度第21页，本讲稿共38页（3 3）火焰）火焰试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量基基基基态原子态原子态原子态原子。还会产生很少量。还会产生很少量。还会产生很少量。还会产生很少量激发态原子、离子和分子激发态原子、离子和分子激发态原子、离子和分子激发态原子、离子和分子等不吸收辐射的等不吸收辐射的等不吸收辐射的等不吸收辐射的粒子粒子粒子粒子需尽量设

29、法避免需尽量设法避免需尽量设法避免需尽量设法避免 火焰温度的选择：火焰温度的选择：火焰温度的选择：火焰温度的选择：（a a a a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰；用低温火焰；用低温火焰；用低温火焰；（b b b b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；（c c c c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用

30、空气）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气乙炔最高温乙炔最高温乙炔最高温乙炔最高温度度度度2600K2600K2600K2600K能测能测能测能测35353535种元素。种元素。种元素。种元素。第22页，本讲稿共38页第23页，本讲稿共38页火焰类型：火焰类型：化学计量火焰：化学计量火焰：化学计量火焰：化学计量火焰：温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。富燃火焰：富燃火焰：富燃火焰：富燃火焰：燃燃燃燃气

31、气气气量量量量大大大大于于于于化化化化学学学学计计计计算算算算量量量量还还还还原原原原性性性性火火火火焰焰焰焰，燃燃燃燃烧烧烧烧不不不不完完完完全全全全，测定较易形成难熔氧化物的元素测定较易形成难熔氧化物的元素测定较易形成难熔氧化物的元素测定较易形成难熔氧化物的元素MoMoMoMo、CrCrCrCr稀土等。稀土等。稀土等。稀土等。贫燃火焰：贫燃火焰：贫燃火焰：贫燃火焰：助助助助燃燃燃燃气气气气量量量量大大大大于于于于化化化化学学学学计计计计算算算算量量量量火火火火焰焰焰焰温温温温度度度度低低低低，氧氧氧氧化化化化性性性性气气气气氛氛氛氛，适用于碱金属测定。适用于碱金属测定。适用于碱金属测定。适

32、用于碱金属测定。可燃混合气体供气速度可燃混合气体供气速度可燃混合气体供气速度可燃混合气体供气速度应大于燃烧速度，但不易过大应大于燃烧速度，但不易过大应大于燃烧速度，但不易过大应大于燃烧速度，但不易过大第24页，本讲稿共38页火焰组成：火焰组成：空气空气-乙炔火焰、氧化亚氮乙炔火焰、氧化亚氮-乙炔火焰、氧屏蔽空气乙炔火焰、氧屏蔽空气-乙炔火焰乙炔火焰等选择火焰等选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：不同的火焰，可避开干扰：例：例：AsAs的共振线的共振线193193.7.7nmnm由图可

33、见，采用空气由图可见，采用空气由图可见，采用空气由图可见，采用空气-乙炔火焰时，乙炔火焰时，乙炔火焰时，乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选火焰产生吸收，而选火焰产生吸收，而选火焰产生吸收，而选氧化亚氮氧化亚氮氧化亚氮氧化亚氮-乙乙乙乙炔火焰则较好；炔火焰则较好；炔火焰则较好；炔火焰则较好；空气空气-乙炔火焰乙炔火焰：最常用；可测定：最常用；可测定：最常用；可测定：最常用；可测定30303030多种元素；多种元素；多种元素；多种元素；N N2 2O O-乙炔火焰乙炔火焰：火焰温度高，：火焰温度高，：火焰温度高，：火焰温度高，可可可可测定的增加到测定的增加到测定的增加到测定的增加到70707070多种

34、多种多种多种第25页，本讲稿共38页（4 4）无火焰原子化装置）无火焰原子化装置高温石墨管原子化器结构高温石墨管原子化器结构高温石墨管原子化器结构高温石墨管原子化器结构 如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：外气路中外气路中外气路中外气路中ArAr气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中ArAr气气气气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时体由管两端流向管中心，从中

35、心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。第26页，本讲稿共38页+-石墨管石墨管石墨管石墨管正电极正电极正电极正电极负电极负电极负电极负电极外保护气套外保护气套外保护气套外保护气套石英窗石英窗石英窗石英窗外保护外保护外保护外保护气入口气入口气入口气入口冷却水套冷却水套冷却水套冷却水套冷却水入口冷却水入口冷却水入口冷却水入口冷却水出口冷却水出口冷却水出口冷却水出口进样进样进样进样内保护气内保护气内保护气内保护气入

36、口入口入口入口外保护气出口外保护气出口外保护气出口外保护气出口内保护气出口内保护气出口内保护气出口内保护气出口样品烟气出口样品烟气出口样品烟气出口样品烟气出口入射光入射光入射光入射光 I I0 0透射光透射光透射光透射光 I It t构造构造构造构造a)a)电源：电源：电源：电源：1224V 0500 A 1224V 0500 A 直流电直流电直流电直流电 b)b)炉体炉体炉体炉体:冷却水、套；内、外惰性气体冷却水、套；内、外惰性气体冷却水、套；内、外惰性气体冷却水、套；内、外惰性气体Ar Ar c)c)石墨管石墨管石墨管石墨管:光谱纯石墨光谱纯石墨光谱纯石墨光谱纯石墨 长长长长28mm28m

37、m、内径、内径、内径、内径8mm 8mm 第27页，本讲稿共38页温温温温度度度度或或或或电电电电流流流流时间时间时间时间 石墨炉原子化器的工作程序石墨炉原子化器的工作程序石墨炉原子化器的工作程序石墨炉原子化器的工作程序a)a)进样程序进样程序进样程序进样程序 01000100 l lb)b)干燥程序干燥程序干燥程序干燥程序 溶剂的沸点溶剂的沸点溶剂的沸点溶剂的沸点 1.5s/1.5s/l l 2060s2060s室室室室温温温温干燥干燥干燥干燥升温升温升温升温斜率斜率斜率斜率干燥保持干燥保持干燥保持干燥保持温度温度温度温度与时间与时间与时间与时间c)c)灰化程序灰化程序灰化程序灰化程序 (分

38、离干扰元素分离干扰元素分离干扰元素分离干扰元素)100200010020000 0C C 0.55min 0.55min灰化灰化灰化灰化升温斜升温斜升温斜升温斜率率率率灰化保持灰化保持灰化保持灰化保持温度温度温度温度与时间与时间与时间与时间原子原子原子原子化升化升化升化升温斜温斜温斜温斜率率率率原子化保持温原子化保持温原子化保持温原子化保持温度与时间度与时间度与时间度与时间d)d)原子化程序原子化程序原子化程序原子化程序 20003000200030000 0C C 510s 510se)e)高温除残程序高温除残程序高温除残程序高温除残程序 3000 30000 0C C 35 s35 s除残

39、温度与时间除残温度与时间除残温度与时间除残温度与时间干燥程序干燥程序干燥程序干燥程序灰化程序灰化程序灰化程序灰化程序原子化程序原子化程序原子化程序原子化程序高高高高温温温温除除除除残残残残程程程程序序序序第28页，本讲稿共38页.石墨炉原子化器自动进样系统优点：优点：v具有较高的可控温度。具有较高的可控温度。34000Cv v原子蒸气在光程中的滞留时间长。原子蒸气在光程中的滞留时间长。原子蒸气在光程中的滞留时间长。原子蒸气在光程中的滞留时间长。1010-1-11010-2-2s sv样品消耗量少。样品消耗量少。v抗干扰能力强抗干扰能力强-灰化分离。灰化分离。v灵敏度高。灵敏度高。10-610-

40、9 E.E.E.E.石墨炉原子化器特点石墨炉原子化器特点石墨炉原子化器特点石墨炉原子化器特点缺点：缺点：缺点：缺点：精密度、重现性较差。精密度、重现性较差。精密度、重现性较差。精密度、重现性较差。510%510%存在记忆效应。存在记忆效应。存在记忆效应。存在记忆效应。杂散光引起的背景干扰较严重，需要校杂散光引起的背景干扰较严重，需要校杂散光引起的背景干扰较严重，需要校杂散光引起的背景干扰较严重，需要校正。正。正。正。只能测定液体样品。只能测定液体样品。只能测定液体样品。只能测定液体样品。第29页，本讲稿共38页高温石墨管原子化器原子化过程高温石墨管原子化器原子化过程原子化过程分为原子化过程分为

41、原子化过程分为原子化过程分为干燥干燥干燥干燥、灰化灰化灰化灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣）（去除基体）、原子化、净化（去除残渣）（去除基体）、原子化、净化（去除残渣）（去除基体）、原子化、净化（去除残渣）四个阶段四个阶段四个阶段四个阶段，待测元素在，待测元素在，待测元素在，待测元素在高温下生成基态原子高温下生成基态原子高温下生成基态原子高温下生成基态原子。第30页，本讲稿共38页高温石墨管原子化器优缺点高温石墨管原子化器优缺点优点：优点：优点：优点：原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（1-100L1-100L），可测

42、固体及粘），可测固体及粘），可测固体及粘），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限稠试样，灵敏度高，检测极限稠试样，灵敏度高，检测极限稠试样，灵敏度高，检测极限1010-12-12 g/Lg/L。缺点：缺点：缺点：缺点：取样量少而导致进样量对实验结果影响较大，精密度差，测定速取样量少而导致进样量对实验结果影响较大，精密度差，测定速取样量少而导致进样量对实验结果影响较大，精密度差，测定速取样量少而导致进样量对实验结果影响较大，精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。度慢，操作不够简便，装置复杂。度慢，操作不够简便，装置复杂。度慢，操作不够简便，装置复杂。第31页，本讲稿共38页（5 5）其

43、他原子化方法）其他原子化方法a.a.低温原子化方法低温原子化方法低温原子化方法低温原子化方法 主要是氢化物原子化方法，原子化温度主要是氢化物原子化方法，原子化温度主要是氢化物原子化方法，原子化温度主要是氢化物原子化方法，原子化温度700900 700900 C C；主要应用于：主要应用于：主要应用于：主要应用于：AsAs、SbSb、BiBi、SnSn、GeGe、SeSe、PbPb、TiTi等元素等元素等元素等元素 原理：原理：原理：原理：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢在酸性介质中，与强还

44、原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物。例化物。例化物。例化物。例 AsCl AsCl3 3+4NaBH+4NaBH4 4+HCl+8H+HCl+8H2 2O=AsHO=AsH3 3+4NaCl+4HBO+4NaCl+4HBO2 2+13H+13H2 2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。特点：特点：特点：特点：原子化温度低原子化温度低原子化温度低原子化温度低 ；灵敏度高（对砷、硒可

45、达灵敏度高（对砷、硒可达灵敏度高（对砷、硒可达灵敏度高（对砷、硒可达1010-9-9g g）；）；）；）；基体干扰和化学干扰小；基体干扰和化学干扰小；基体干扰和化学干扰小；基体干扰和化学干扰小；第32页，本讲稿共38页b.b.b.b.冷原子化法冷原子化法冷原子化法冷原子化法低温原子化方法低温原子化方法低温原子化方法低温原子化方法（一般（一般（一般（一般700900700900C C）；）；）；）；主要应用于：各种试样中主要应用于：各种试样中主要应用于：各种试样中主要应用于：各种试样中HgHg元素的测量；元素的测量；元素的测量；元素的测量；原理：原理：原理：原理：将试样中的汞离子用将试样中的汞离

46、子用将试样中的汞离子用将试样中的汞离子用SnClSnCl2 2或盐酸羟胺完全还原为金属汞或盐酸羟胺完全还原为金属汞或盐酸羟胺完全还原为金属汞或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。量。量。量。特点：特点：特点：特点：常温测量；常温测量；常温测量；常温测量；灵敏度、准确度较高（可达灵敏度、准确度较高（可达灵敏度、准确度较高（可达灵敏度、准确度较高（可达1010-8-8g g汞汞

47、汞汞）；）；）；）；第33页，本讲稿共38页3.光学系统光学系统分为两部分：分为两部分：分为两部分：分为两部分：外光路系统（照明系统）外光路系统（照明系统）外光路系统（照明系统）外光路系统（照明系统）和和和和分光系统分光系统分光系统分光系统(单色器）单色器）单色器）单色器）外光路系统：外光路系统：外光路系统：外光路系统：使光源发出的共振线能正确地通过被测试样的原子蒸汽，使光源发出的共振线能正确地通过被测试样的原子蒸汽，使光源发出的共振线能正确地通过被测试样的原子蒸汽，使光源发出的共振线能正确地通过被测试样的原子蒸汽，并投射到单色器的狭缝上并投射到单色器的狭缝上并投射到单色器的狭缝上并投射到单色

48、器的狭缝上单色器组件单色器组件单色器组件单色器组件 色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。分光系统（单色器）作用：分光系统（单色器）作用：分光系统（单色器）作用：分光系统（单色器）作用：将待测元素的共振线与邻近线分开，由于原将待测元素的共振线与邻近线分开，由于原将待测元素的共振线与邻近线分开，由于原将待测元素的共振线与邻近线分开，由于原子吸收所用的吸收线是锐线光源发出的共振线，其谱线比较简单，故对仪子吸收所用的吸收线是锐线光源发出的共振线，其谱线比较简单，故对仪子吸收所用的

49、吸收线是锐线光源发出的共振线，其谱线比较简单，故对仪子吸收所用的吸收线是锐线光源发出的共振线，其谱线比较简单，故对仪器并不要求很高的色散能力。器并不要求很高的色散能力。器并不要求很高的色散能力。器并不要求很高的色散能力。若光源强度一定，就需选用适当的光栅色散率与狭缝宽度相配合，以便于若光源强度一定，就需选用适当的光栅色散率与狭缝宽度相配合，以便于若光源强度一定，就需选用适当的光栅色散率与狭缝宽度相配合，以便于若光源强度一定，就需选用适当的光栅色散率与狭缝宽度相配合，以便于检测。检测。检测。检测。单色器的通带宽度（单色器的通带宽度（单色器的通带宽度（单色器的通带宽度（WW）W=DW=D S S：

50、表征单色器的分辨率和集光本领，：表征单色器的分辨率和集光本领，：表征单色器的分辨率和集光本领，：表征单色器的分辨率和集光本领，当倒色散率（当倒色散率（当倒色散率（当倒色散率（D D）一定时，取决于狭缝宽度（）一定时，取决于狭缝宽度（）一定时，取决于狭缝宽度（）一定时，取决于狭缝宽度（S S）第34页，本讲稿共38页单色器的狭缝单色器的狭缝一般来说，调宽狭缝，出射光强度增加，但同时出射光包含一般来说，调宽狭缝，出射光强度增加，但同时出射光包含一般来说，调宽狭缝，出射光强度增加，但同时出射光包含一般来说，调宽狭缝，出射光强度增加，但同时出射光包含的波长范围也相应加宽，使单色器分辨率降低，反之调窄狭