《AFS原子荧光光度计讲义.ppt

AFS系列双道 原子荧光光度计 基 本 原 理 仪器原理 基态原子吸收一定波长的辐射而被激发至高能态而后激发态原子在去激发的过程中，以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，并根据所产生特征荧光的强度进行分析. 在分析条件条件固定不变的情况下： If= I0KC  即荧光辐射强度与试样中目标元素的浓度在一定条件下呈线性关系 原子荧光的类型 共振原子荧光 处于基态或低能态的原子, 吸收光源中的共振辐射跃迁到高能态, 处于高能态的原子在返回基态或相同低能态的过程中, 发射出与激发光源辐射相同波长的荧光,这种荧光称为共振荧光. 直跃线荧光 当处于基态的价电子受激跃迁至高能态（E2），处于高能态的激发态电子在跃迁到低能态（E1）（但不是基态）所发射出的荧光被称为直跃线 荧光。 阶跃线荧光 当价电子从基态跃迁至高能态(E2)后, 由于受激碰撞损失部分能量而降至较低的能态(E1)。从较低能态（E1）回到基态（E0）时所发出的荧光称为阶跃线荧光 热助阶跃线荧光 基态原子通过吸收光辐射跃迁至高能态(E2), 处于高能态的价电子在热能的作用下进一步激发, 电子跃迁至与能级E2相近的更高能态E3。当去激发至低能态（E1）（不是基态）时所发出的次级光被称为热助阶跃线荧光. 敏化荧光 当受激的第一种原子与第二种原子发生非弹性碰撞时, 可能把能量传给第二种原子, 从而使第二个原子被激发, 受激的第二种原子去激发过程中所产生的荧光叫敏化荧光. 荧光猝灭的基本概念 在原子荧光光谱分析中, 高温原子蒸气在受激发出次级荧光的同时, 激发态原子的能量也会以其他形式释放,例如与周围环境中的原子或分子发生非弹性碰撞失去能量, 另外也可与原子化器碰撞发生无辐射去活化，使原子荧光效率降低。这种在原子化器中发生的物理化学变化过程是十分复杂的，并且随着分析条件以及试样组份的不同而不同。这种由于条件变化使原子荧光量子化效率降低的现象称之为荧光猝灭. 荧光猝灭的类型 激发态原子与自由原子碰撞 M*+X=M+X* 激发态原子与分子碰撞 M*+AB=M+AB* 与电子碰撞 M*+e=M+e* 与自由原子发生碰撞后，形成不同的激发态 M*+X=M*’+X*’ 与分子碰撞后，形成不同的激发态 M*+AB=M*’+AB*’ 化学猝灭反应 M*+AB=M+A+B 1.2 荧光类型 a）共振荧光----原子吸收的逆过程， 吸收的能量和释放的能量相等。E=hv=hc/λ b）非共振荧光----能量不相等，非共振荧光线 1.3 荧光猝灭 使用氩气做载气和屏蔽气 氩气的作用： a）载气（内气：包括产生的氢化物蒸汽、氢气） b）屏蔽气（防止氢化物被氧化、抑制荧光猝灭、稳定原子化环境） 3、AFS方法的缺点 必须使用高强度激发光源，特制元素灯 无色散系统，要求避光性能要好 受氢化物反应限制和元素的特性限制，目前只能测量11种元素 As、Sb、Bi、Hg、Ge、Se、 Sn、Te、Pb、Zn、Cd 2. 仪器的构成 ----AAS是一条线结构，也就是其光电检测器和主光路是一条线，而AFS的光电检测器则不能在和 主光路在一条线上，结构也可以分成四部分： 1、光源；2、氢化物发生（断续流动和自动进样、氢化物反应系统 ）；3、原子化系统；4、检测系统。 仪器的简单结构 2.1 光源----高强度空心阴极灯 纯度高、不自吸、发光稳定、无光谱干扰、寿命长（3000mAh），仪器灯电流是峰值。 2.2 光路----三个透镜，无色散元件 2.3 原子化器----电热屏蔽式石英炉，氩氢火焰 2.3.1 炉芯结构 内气----氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气----氩气，作用如下： a）防止氢化物被氧化，提高原子化效率 b）防止荧光猝灭 c）保持原子化环境的相对稳定 2.3.2 特点 a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子； b）采用氩氢焰，紫外透射好，减少光强损失； c ）没有背景发射，几乎无粒子散射，干扰小； d）稳定性好，只需要氩气，无须额外燃气； e）低温原子化，温度不可调； f）记忆效应小。 2.3.3 氢化物发生和反应体系 还原反应：氩气--氢气火焰提供原子化温度； 金属--酸体系；