仪器分析 知识点3：基本结构 结构与类型（1）.potx.pptx

原子荧光光谱仪的结构与类型（1）;教学内容;教学目标;原子荧光光谱仪的结构与类型（1）;高性能空心阴极灯结构示意图，见图4-27。其基本结构是在普通空心阴极灯内增加了一个涂有氧化物的辅助阴极，它采用一个一端开口的空心圆柱形空心阴极，因此主阴极和辅助阴极可单独供电。这种灯的基本特点是使用两个独立的放电过程，一个是在空心阴极内部和阴极间的辉光放电产生原子蒸气的溅射，并在灯的负辉区，使原子激发；另一个是在辅助阴极和阳极之间发生的低压大电流的电弧放电，致使灯内未被激发的原子蒸气与电弧放电形成的等离子区的粒子相互碰撞而被激发，这种两次独立放电激发的方式，大大提高了空心阴极灯的总辐射强度。;在原子荧光光谱法中曾使用过微波无极放电灯，但由于操作条件不易稳定控制，并且微波辐射会对人体造成伤害，现已不再使用。 现在原子荧光光谱法中还使用脉冲输出、可调波长的染料激光器作为光源，其波长可调范围已达118.8nm的紫外区。激光作为光源有两个优点： ;（1）可实现饱和激发：激光光源的功率比空心阴极灯、无极放电灯高几个数量级，它可将原子蒸气中的待测元素的原子全部激发到预定的激发态，而实现饱和激发，所获荧光强度信号稳定。 （2）提高了测定灵敏度，降低了检测限，扩大了动态线性范围，可达5~7个数量级。 激光光源虽有上述优点，但也有不足之处，如不能对多种元素进行同时测量，其结构复杂、价格昂贵，至今无商品仪器供应。 ;2.原子化器 在原子吸收光谱中使用的火焰原子化器和无火焰（电热）原子化器都可在原子荧光光谱中使用。 在原子发射光谱中使用的电感耦合等离子体（ICP）原子化器和电磁耦合微波等离子体（EM-MP）原子化器也可在原子荧光光谱中应用。;在原子荧光光谱中屏蔽式低温石英炉原子化器主要用于氢化物的原子化，见图4-28. （1）氢化物发生法 对As、Sb、Sn、Ge、Se、Te、Bi、Pb化合物，它们在酸性溶液，使用NaBH4作为还原剂，可生成对应的易挥发的氢化物和新生态H*，反应为： NaBH4+3H2O+HCl→H3BO3+NaCl+8H* 8H*+AsCl5→AsH3↑+5HCl 8H*+SnCl4→SnH4↑+4HCl 氢化物发生的反应介质和酸度见表4-10。 ;表4-10 蒸气发生-原子荧光光谱法中各被测元素的反应介质和酸度;4.2.1可滤态汞、砷、硒、铋、锑样品 样品采集后尽快用0.45 μm滤膜过滤，弃去初始滤液50ml，用少量滤液清洗采样 瓶，收集滤液于采样瓶中。测定汞的样品，如水样为中性，按每升水样中加入5ml盐酸（优级纯）的比例加入盐酸；测定砷、硒、锑、铋的样品，按每升水样中加入2ml盐酸（优级纯）的比例加入盐酸。样品保存期为14d。 4.2.2 汞、砷、硒、铋、锑总量样品 除样品采集后不经过滤外，其他的处理方法和保存期同4.2.1。;玻璃制氢化物发生器的结构见图4-29。利用蠕动泵将待测试液（或清洗液）从入口1注入，还原剂NaBH4溶液从入口2注入，载气Ar从入口3注入，反应后生成的氢化物气体，由载气Ar携带从出口4流出，至气液分离器和石英炉原子化器。;在进行蒸气发生原子荧光光谱分析中，常用的氢化物反应系统有三种： 连续流动氢化物反应系统； 断续流动氢化物反应系统； 全自动顺序注射氯化反应系统。 如图4-30所示。;（2）石英炉原子化器 反应后生成的氢化物和氢气，由载气Ar载带经气液分离后，进入屏蔽式低温石英炉原子化器中。无须外加可燃气体，在周围空气中O2的助燃下，在石英管顶端形成氩氢（Ar-H2）火焰，使被测元素的氢化物原子化。激发并发射出共振波长的荧光。 屏蔽式石英炉为双层结构，内层为样品蒸气、H2和载气Ar的通道，外层为Ar屏蔽层，它切向进入后螺旋上升，在管口上端的Ar-H2火焰外围形成Ar屏蔽层，防止了周围空气进入石英管中心样品的原子化区，因而降低了被测元素的元素被空气氧化的概率，也提高了原子化效率和灵敏度。;使用红外线低温加热，可消除石英管对一些元素的记忆效应，保持原子化器温度稳定，增加对荧光信号测定的精密度。它在石英管口设置一个点火装置，使原子化器平衡温度保持在100~200℃，以防止水蒸气在石英管中的凝结。 这种原子化器结构简单，在Ar-H2火焰中原子化效率高，在紫外辐射波段背景较低，物理、化学干扰小，灵敏度高、重现性好，是原子荧光光谱分析中的一种理想的原子化器。;3.分光器 为了检测荧光信号，避免发射光谱的干扰，将激发光源和原子化器置于单色器和检测器成直角或60°角的位置（见图 4-31），由于产生的荧光谱线简单，可以使用色散型衍射光栅作为单色器，也可使用非色散型的滤光片。; 4.检测器 除上述区别外，原子荧光光谱仪的检测器皆与原子吸收光谱仪相同。 现已研制出可对多种元素同时测定的原子荧光光谱仪，它以多个高强度空心阴极灯