6.3 原子荧光光谱法.ppt

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1、l6.3.1 概述概述l6.3.2 基本原理基本原理l6.3.3 原子荧光光原子荧光光度计度计l6.3.4 AFS AFS的特点的特点与应用与应用第三节 原子荧光光谱法第六章第六章原子光谱法原子光谱法Atomic spectrometryAtomic fluorescence spectrometry,AFS2023/1/86.3.1 概述概述辐射激发下依据原子发射的荧光强度来定量分析的方法。1964年后发展起来，属发射光谱，但仪器与AAS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 L-1；Zn：10-11 g L-1。(2)谱线简单，干扰小。谱

2、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)多元素同时测定（产生的荧光向各方向发射）。多元素同时测定（产生的荧光向各方向发射）。2.2.缺点缺点 存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。2023/1/86.3.2 基本原理基本原理 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10-8 s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。特特性性：（1）属光致发光，二次发光。（2）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

3、光强有关。（4）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，定量依据(适用于微量或痕量分析)。2023/1/8 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（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亚稳态，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。2023/1/8（2 2）非共振荧光）非共振荧光 荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Sto

4、kes荧光三种。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）。直跃线荧光（直跃线荧光（Stokes荧光）荧光）：2023/1/8直跃线荧光（直跃线荧光（Stokes荧光）荧光）Pb原子：原子：吸收线283.13 nm，荧光线407.78 nm，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337.6 nm，直跃线荧光535.0 nm。a b c d2023/1/8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

5、，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359.35 nm；再热激发，荧光发射线357.87 nm；见图(c)B、D。a b c d2023/1/8anti-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；见图(d)。铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13 nm；发射荧光410.18 nm，图(d)A，C。a b c d2023/1/8（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

6、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。2023/1/8 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。如何恒量荧光猝灭程度？荧光量子效率荧光量子效率：=F f/F a F f 发射荧光的光量子数；F a吸收的光量子数。荧光量子效率12023/1/84.4.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

7、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。2023/1/86.3.3 原子荧光光度计原子荧光光度计 1 1仪器类型仪器类型 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。2023/1/8多通道原子荧光仪多通道原子荧光仪 多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素。2023/1/82 2主要部件主要部件光

8、光源源：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。2023/1/86.3.4 AFS的特点与应用的特点与应用 特点：检出限低，灵敏度高，谱线简单，干扰小，线性范围宽(35个数量级)，选择性极佳，不需基体分离等。Cd的检出限可达10-12 g mL-1，Zn可达10-11 g mL-1 20多种元素检出限优于AAS，易实现多元素同时测定。不足之处：存在荧光猝灭效应及散射光干扰等。应用：食品卫生、生物试样及环境监测等方面。2023/1/8内容选择：内容选择：结束结束6.1 原子发射光谱法原子发射光谱法 6.2 原子吸收光谱法原子吸收光谱法 6.3 原子荧光光谱法原子荧光光谱法 第七章第七章2023/1/8