原子吸收分光光度计——讲稿 仪器分析导论课件.ppt

原子吸收分光光度计 Atomic Absorption Spectrophotometry AAS . 原子吸收分光光度计 原子吸收分光光度计一般由光源、原子化系统、分光系统、检测系统四个主要部分组成，现分别讨论如下。  一、光源 在原子吸收装置中，光源的作用是辐射待测元素的特征光谱（实际辐射的是共振线和其它非吸收谱线），以供吸收测量之用。 空心阴极灯 空心阴极灯是锐线光源，对其要求是： 能发射待测元素的特征谱线，无其它谱线的重叠干扰； 在较小的工作电流下，能发出较强的特征谱线，谱线宽度窄，自吸效应小； 在特征谱线两侧的辐射背景低。要求背景辐射低于特征谱线的1%。 特征谱线强度稳定性好； 灯的起辉电压低； 使用寿命长，可长期存放； 灯的辐射立体角要小，在使用效果上能达到近似一点光源，可使特征谱线的能量接近全部从原子化器内通过。 普通空心阴极灯是一种气体放电管。它包括一个阳极和一个空心圆形阴极。两电极密封于带有石英窗（玻璃窗）的玻璃管中，管中充有低压惰性气体。空心阴极灯发射的光谱，主要是阴极元素的光谱（其中也杂有内充气体及阴极中杂质的光谱）因此用不同的待测元素作阴极材料，可制成各相应待测元素的空心阴极灯。 灯内惰性气体为氖或氩，气压为2-10mmHg。窗口为对相应的特征波长透过率最大的光学玻璃。阴极套在陶瓷或玻璃屏蔽管中，以避免因机外侧放电发光。云母屏蔽片也有助于使发电集中在阴极内侧。 灯的性能与其设计、气体的种类和压力的选择、加工及阴极的形状、加工工艺和使用有关。 空心阴极灯的阴极的形状设计和 充入的气体是两个至关重要的因素，阴阳两级间的距离是影响灯的起辉电压的主要因素之一。 阴极材料和形状 阴极材料一般采用纯金属或合金。对于某些高蒸汽压的元素，如Be、Mg等，采用它们的合金（如铝合金），以降低其蒸汽压，获得较好的锐线辐射。对低熔点的金属，如碱金属和Sn、Bi、In、Pb、Cd等， 采用海绵金属“浸润”法，其灯电流可大些，其发光强度强于纯金属做的灯。对于如铁这样有亚稳态的元素，由于亚稳态能级的作用，在放电过程中会吸附栽气，使“气耗”加大，从而缩短灯的寿命。可加少量的锰、碳等杂质，破坏其亚稳态。 阴极的内径现大多采用2-5mm的小口径。早期为7-12mm。 小口径使放电集中在较小的面积上，可在低电流下获得较强的特征谱线。内径的缩小也减小了灯辐射的立体角。同时，灯的最大工作电流也随之降低，且保持正常放电所需的充气压范围也变窄。 阴极孔的深度越大，灯的预热时间增大，达到稳定发射后的漂移会小些。若太深会产生明显的自吸收，稳定性随之恶化。以8-12mm为宜。太浅也会使稳定性恶化。 灯内充的气体一般为高纯气体氖和氩，其作用为： 1、传送电流； 2、使阴极发生溅射； 3、与阴极建设火热蒸发出的原 子发生非弹性碰撞，使原子 激发并发出特征光谱线。 惰性气体的选择： 1、不产生干扰谱线。 2、 对电离电位高的元素，选用 电离电位高的氖气。 实验表明，充氖气的灯发射的共振线更强，且谱线清晰、干扰少。 此外，随着压力的降低，大多数气体的谱线强度都增加，而氖的变化不大，且强度较小。这有助于提高元素共振线的强度。现商用灯皆充氖气。 气体压力对灯的辐射强度影响很大。较低的气体压力，谱线辐射强度大。这是因为气体此时的放电着火电压提高了，使离子的轰击能量增加，阴极溅射加剧，溅出的原子浓度加大。若采用高压， 辐射强度下降，放电稳定性也变坏。 空心阴极灯的放电机理 气体放电的物理过程 光谱光源大多是采用通过气体 导电来激发光谱的。火花、辉光、 等离子体都是气体导电激发光源。 气体导电的条件： 1、存在自由栽电体。 2、存在一定强度的电场。 非自持放电：如缺一条件，放电 停止。 自持放电：放电后，移去电离源， 放电也不停止。 电弧放电和辉光放电都是从非自持放电到自持放电。 辉光放电的特点是电流密度小只有几十?A/cm2，但阴极电位降大，可达200-300V. 弧光放电则时电流密度大，可达 几百—几万A/cm2，压降只有数十伏或更小。 辉光放电区域划分图 四个最重要的区 1、阿区 阴极发射的电子尚未有 足够的能量激发原子发光。 2、阴极辉光 其长度与压力有关 3、克区 积累有大量正离子，形 成很强的阴极位降。 4、负辉区 最明亮的辉光区。 在此区，原子线非常丰富。 空