仪器分析 知识点4：仪器类型 结构与类型（2）教案.doc

国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 《仪器分析》教案 知识点 结构与类型（2） 90 学时 2学时 教学内容 原子荧光光谱仪的测定条件的选择、干扰及消除 教学重点 原子荧光光谱仪的测定条件的选择 教学难点 原子荧光光谱仪的测定条件的选择 原子荧光光谱仪的干扰及消除 参考资料 化验员读本 于世林 杜振霞 化工出版社 测定条件的选择 在蒸气发生原子荧光光谱分析中，正确设置仪器工作条件，可获得较高的灵敏度及测定结果的精密度和准确度。 光源灯电流的设置 高性能（双阴极）空心阴极灯采用（1:20）~（1:30）占空比的短脉冲供电，在满足分析灵敏度的要求下，应尽量选择较小的电流，以延长灯的使用寿命。辅助阴极的电流一般情况下应小于或等于主空心阴极的电流，但对Se高性能空心阴极灯，辅助电流大于主电流可获较好的效果。 使用前应先测定各元素灯的灯电流与产生荧光强度的特性曲线，其并非都有线性关系，特别是Zn灯比较异常，在某一峰值电流时，荧光强度会陡然剧增产生突变。 高性能空心阴极灯的另一重要特性是辐射荧光强度的稳定性。长时间使用后对汞灯一般呈现正向漂移，对其它元素灯呈现负漂移。可使用制造灯厂提供的激活器，通过反接吸气处理后，使灯内惰性气体净化，有可能使灯恢复原有性能。 石英炉原子化器的预热温度 对国产屏蔽式低温石英炉原子化器，其预热在200℃，是大多数被测元素的最佳预热温度，应预热20~30min后，待炉温度平衡后再进行测定，可提高灵敏度。 载气Ar流量的设定 载气流量对Ar-H2火焰的形状、火焰大小和稳定性，被测元素的灵敏度和重现性均有较大的影响。 对双层石英炉原子化器载气流量设定范围为300~600mL/min，屏蔽气流量设定的范围为600~1100mL/min。 Ar-H2火焰的观测高度 观测高度是指从石英管口平面到Ar-H2火焰最佳部位中心之间的高度，见图4-32。 在一定燃烧条件下，Ar-H2火焰形状固定并稳定，在火焰中心部分H*自由基浓度最高，被测元素的原子蒸气密度最大，可观测到最高的荧光强度。对不同元素观测高度变化不大，对双层石英炉原子化器，最佳火焰观测高度为8~10mm。 使用中高性能空心阴极灯辐射光斑的聚焦点应对准Ar-H2火焰的中心点，可使用调光器附件仔细调整，以获得最佳的分析灵敏度和重现性。 当使用汞阴极灯时，由于其发射浅蓝白色光，应在暗光下观察并仔细调节。 进样量的选择和采样时间控制 在蒸气发生-原子荧光光谱分析中，当间断进行氢化反应时，一般进样量约为1mL。 由于不同元素的氢化反应速率不同，样品被载气驱入石英原子化器有一定的延迟时间，进入石英原子化器有一定的反应时间，即从检测显示器上观察到的积分时间，因此样品溶液进入石英原子化器的注入时间为延迟时间和积分时间与清洗石英原子化器的时间总和，见图4-33。积分时间的长短与载气流量、蠕动泵的泵速、样品与还原剂的浓度和气液分离器的结构有关。原则上，应使整个峰形面积恰好处于积分时间以内。对As、Sb、Bi等元素氢化物反应速率较快，通常积分时间为10~12s，测Hg时，因氢化反应速率慢，积分时间为12~14s。通常样品注入时间（L）延迟时间（d）+积分时间（I）。 光电倍增管施加的电压 光电倍增管的光阴极由Cs-Te材料构成，其在160~320nm波长范围有很高的灵敏度。在蒸气发生-原子荧光光谱法测定的11种元素（As、Sb、Sn、Ge、Se、Te、Bi、Pb、Hg、Cd、Zn），As的波长最短为193.7nm，Bi的波长最长为306.1nm，正好落在光电倍增管最灵敏的光谱响应区间。 光电倍增管的放大倍数，与在阳极和阴极间施加的电压密切相关，一般施加220~300V，每增加20V电压，其灵敏度可提高一倍，但不应施加太高的电压，以避免增大噪声，影响测定重现性。 干扰因素及消除方法 在蒸气发生-原子荧光光谱分析中，其发生干扰因素如下： 光谱干扰 光谱干扰是指在测量的光谱通带内，除被测元素辐射的荧光外，还有来自光源或原子化器的干扰辐射光和散射光和因其它元素产生与被测元素的荧光谱线重叠而引起的光谱重叠干扰。 散射光干扰 来自原子化过程未挥发的气溶胶或水蒸气形成的细小颗粒，对光源辐射光产生散射而产生的干扰。 在氢化反应中，被测定元素氢化物被Ar载带，先进入气液分离器，再进入石英炉原子化器，就可大大减少散射光的干扰。 （2）谱线重叠干扰 一般有空心阴极灯阴极含有的杂质元素辐射出谱线而引起谱线重叠干扰，但在原子荧光光谱分析中是在与光源互相垂直（或成45°~60°）方向观测荧光辐射，因此谱线重叠干扰易于排除。 非光谱干扰 （1）液相干扰 指在液相进行氢化反应过程对生成氢化物速率产生的干扰，其原因如下： ①某些金属元素的化合物可被NaBH4还原成金属以沉淀形式析出或待测元素与