原子发射 光谱.ppt

直流电弧优点： 电极温度较高，蒸发能力强，检测限低，适于定性分析；同时也适于部分矿物、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量； 缺点： 电弧不稳----分析重现性差。 * 第五章 原子发射光谱法 （Atomic Emission Spectrometry，AES） 5.1 概述 5.2 AES 仪器 5.3 定性定量分析方法 5.1 概述 定义：AES是根据每种原子或离子在热或电激发下，发射出特征的电磁辐射而进行元素定性和定量分析的 方法。 原子发射光谱的产生过程： 1）能量（电或热、光） 基态原子 2）外层电子（低能态E1 高能态E2） 3）外层电子（低能态E1 高能态E2） 4）发出特征频率(?)的光子: ?E = E2-E1 = h? =hc/? 3. 几个概念 激发电位(Excited potential)：由低能态--高能态所需要的 能量，以eV表示。 原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示, 如Na(I) 电离电位(Ionization potential)和离子线：原子受激后得 到足够能量而失去电子—电离；所需的能量称为电离电 位；离子的外层电子跃迁—离子线。以II，III，IV等表 示。 4. AES特点 1）多元素检测(multi-element); 2）分析速度快: 3）选择性好：Nb与Ta；Zr与Hf，Rare-elements; 4）检出限低：10-0.1?g/g(?g/mL); ICP-AES可达ng/mL级; 5）准确度高：一般5-10%，ICP可达1%以下; 6） 所需试样量少； 7） 线性范围宽(linear range)，4~6个数量级; 不足之处:无法检测非金属元素：O、S、N、X(处于远紫外)；P、Se、Te-----难激发，常以原子荧光法测定。 ICP-AES对周期表中元素的检测能力 （阴影面积表示使用的谱线数目；背景深浅表示检测限大小） 5.2 AES仪器 AES仪器由光源、单色系统、检测系统三部分组成。此节重点介绍光源、相板检测器及相关特性。 光源 反射镜 准直镜 三透镜照明系统 转台 入射狭缝 光栅 物镜 焦面 AES仪器略图 光源 电弧 电感耦合等离子体 inductively coupled plasma, ICP 现代光源 经典光源 火花 直流电弧 交流电弧 火焰 激光光源 一 、AES光源 作用：提供分析物蒸发、原子化和激发的能量，以产生辐 射信号。 1. 光源种类及特点 电感耦合等离子体 电感耦合等离子体光源是20世纪60年代提出，在70年代得到迅速发展的一种新光源。 等离子体是指含有一定浓度阴、阳离子能导电的气体混合物。在等离子体中，阴、阳离子的浓度相等，正负电荷相等，净电荷为零。通常用氩等离子进行发射光谱分析。 在等离子体中形成的氩离子能够从外光源吸收足够的能量，并将温度保持在支撑电导等离子体进一步离子化，一般温度可达10 000K。高温等离子体主要有三种类型： 电感耦合等离子体（ inductively coupled plasma，简称ICP ）; 直流等离子体（direct current plasma, 简称DCP）; 微波感生等离子体（microwave induced plasma, 简称MIP）。 ICP焰炬形成过程: 形成稳定的ICP焰炬，应有3个条件：高频电场、工作气体、石英管（维持气体稳定放电）。 ICP光源由三个同心石英管组成，三股氩气流分别进入炬管。 最外层等离子体气流的作用是把焰炬和石英管隔开，防止烧熔石英炬管。 中间管引入辅助气流的作用是保护中心管口。 内管的载气流主要作用是在等离子体中打通一条通道，并载带试样气溶胶进入等离子体。 管子上部环绕一水冷感应线圈，当高频发生器供电时，线圈轴线方向上产生强烈振荡的磁场。用高频火花等方法使中间流动的工作气体电离，产生的离子和电子再与感应线圈所产生的起伏磁场作用。这一相互作用使线圈内的离子和电子沿图中所示的封闭环路流动；它们对这一运动的阻力则导致欧姆加热作用。由于强大的电流产生的高温，使气体加热，从而形