[理学]电感耦合等离子体光谱分析技术与应用.ppt

载气流量对电子温度的影响 * 径向电子温度的变化 * 上：理论值 下“实验值 （4）电子密度及其测定 电子密度是指在等离子体中单位体积中（通常是cm－3）电子数目，对具体气体而言，电子密度的大小代表气体电离度的高低，对等离子体光源的分析性能有重要影响。电子密度的测定有多种方法，主要用Stark变宽法。 Stark变宽法： Stark变宽是光源中电场引起光谱项及谱线分裂，并使强度中心频移的物理现象 。等离子体光源是在强电场中，高速运动的电子导致谱线的斯塔克变宽，因H谱线的斯塔克变宽的值较大，多用Hα或Hβ谱线变宽值计算等离子体的电子密度。 Hβ谱线的波长为486.1nm用Hβ变宽值计算电子密度的公式为 * C(ne，T)：与电子密度和温度有关的系数，可查表 是Stark变宽半宽度值 Stark变宽法测定电子密度 T(K) ne（cm-3） 1014 1015 1016 5000 3.84×1014 3.68×1014 3.44×1014 10000 3.80×1014 3.58× 1014 3.30× 1014 20000 3.72×1014 3.55× 1014 3.21× 1014 * Hβ486.1nm的C(ne,T)值 -Stark效应谱线及光谱项再电磁场中位移和变宽. 电子密度的径向分布和轴向分布 * 电子密度与载气流量的 关系 * 电子密度与载气流量的 关系 ○-0.5L/min ◇-0.7L/min □-0.9L/min 观测高度 10mm 高频电源 27.1MHz 二 ICP光源的光谱特性1 由分析物的光谱,溶剂(酸,水) 分解物,工作气体及等离子体背景组成,很复杂 （1 ） 分析物的发射光谱 * （2） ICP中的分子光谱(水,酸 分解物) * 分子光谱及背景光谱 * （3 ）有机物的分子光谱(CN,C2) * 300-620nm油样＋甲基异丁基酮光谱图 （4 ） Al盐产生的光谱背景的影响 * 碱土金属高浓度产生的光谱背景 * 高温光源产生的背景 高温光源中即使不进样也有很强的连续光谱背景 * ICP光源中连续光谱背景产生机理 黑体辐射： 高温火焰发射的连续光谱：在很宽的波长范围内有均匀的强度背景 * 韧致辐射：电子碰撞时丢失能量，以光能 形式发出 复合辐射：电子与离子复合放出能量，与电子密度由关。 a-观测值； b－韧致辐射 C－黑体辐射 复合辐射 小结： ICP光谱的构成 分析物的发射光谱（线状光谱） 溶剂分解物的分子光谱（水，酸分解物） 有机物生成的分子谱带 金属盐类生成的光谱背景 工作气体产生的谱线（Ar） 高温光源产生的连续光谱背景 元素 波长/nm 结构背景类型 As 189.04 氧 Cu 224.70 氮氧化物 W 224.88 氮氧化物 Al 309.27 OH基 V 310.23 OH基 U 385.96 CN氰带 * 分子光谱带邻近的分析线 2 光谱与周期表有关Ar-ICP光源电离和激发光谱的特点 ＃1易电离元素（碱金属）很易激发，原子谱线强度大，通常用原子线作分析线，表达为 M(I), 如Mg（I）285.213nm.。 ＃2周期表中部，碱土元素，d 区和ds区的元素较易激发和电离，它们有较强的离子线和原子线可用于分析。多数元素有较高的灵敏度和检出限。是ICP光谱法容易分析的元素。 ＃3 p区元素有较高的电离电位和激发电位，测定灵敏度较差，原子线比离子线强度高，一般用原子线作分析线。 #4 f区元素电离不高，离子线较多，多用分析，因原子结构复杂，谱线多杂，灵敏度中等。谱线多在长波部分（350－450nm），背景较强。 * ＃1 易电离元素（碱金属）很易激发，原子谱线强度大，通常用原子线作分析线，表达为 M(I), 如Na（I）Na588nm.。 ＃2 周期表中部，碱土元素，d 区和ds区的元素较易激发和电离，它们有较强的离子线和原子线可用于分析。多数元素有较高的灵敏度和检出限。是ICP光谱法容易分析的元素。离子线强度较高。 ＃3 p区元素有较高的电离电位和激发电位，测定灵敏度较差，原子线比离子线强度高，一般用原子线作分析线。 #4 f区元素电离电位不高，离子线较多，多用于分析，因原子结构复杂，谱线多杂，灵敏度中等。谱线多在长波部分（350－450nm），背景较强。 原子电离激发与周期表 * S区 d区 Ds区 P区 f区元素 3 谱线自吸收低 * 三 等离子体光源的分析特性 1 等离子体的不均匀性:等离子体光源的分区 * NAZ-分析区 IRZ- 初始辐射区 PHZ-预热区 尾焰 确定分析区的方法 * 2 多数元素离子线较强 * -原子光谱 线 M(I) 例Mg(