第六章 原子荧光光谱法.ppt

甘肃农业大学资源与环境学院 College?of?Resources?and?Environmental?Sciences , GAU 仪器分析 第五章 原子荧光光谱法 《仪器分析》 5.1原子荧光光谱法（AFS）概述 原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。所用仪器与原子吸收光谱法相近。 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的分析方法。 1、特点 (1) 检出限低、灵敏度高 Cd：10-12 g ·cm-3； Zn：10-11 g ·cm-3；20种元 素优于AAS (2) 谱线简单、干扰小 (3) 线性范围宽（可达3～5个数量级） (4) 易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射） 2、缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题； 5.2、基本原理 1、原子荧光光谱的产生过程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光； 2、特点： （1）属光致发光；二次发光；属发射类光谱。 （2）激发光源停止后，荧光立即消失； （3）发射的荧光强度与照射的光强有关； （4）不同元素的荧光波长不同； （5）浓度很低时，强度与蒸气中该元素的密度成正比，定量依据(适用于微量或痕量分析)； 3、原子荧光的产生类型 （1）共振荧光 共振荧光：气态原子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光；见图A、C； 热共振荧光：若原子受热激发处于压稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；见图B、D 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光 （2）非共振荧光 当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光； 分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种 直跃线荧光（Stokes荧光）：跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光；荧光波长大于激发线波长 a b c d 阶跃线荧光： 光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态；荧光波长大于激发线波长。 光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光，图(c)B、D ； Cr原子：吸收线359.35nm；再热激发，荧光发射线357.87nm，图(c)B、D 阶跃线荧光 a b c d anti-Stokes荧光： 荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发 (或反之)，再发射荧光直接返回基态；图(d) ； 铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13nm；发射荧光410.18nm， 图(d)A、C ； a b c d （3）敏化荧光 受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递另一个原子使其激发，后者发射荧光； 火焰原子化中观察不到敏化荧光；非火焰原子化中可观察到。 A+hv →A ＊ A ＊+B→ B ＊+ A B ＊→ B+hv 所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。 4.荧光强度 原子荧光光谱强度由原子吸收与原子发射过程共同决定。对指定频率的共振原子荧光，受激原子发射的荧光强度If 为： If = φAI0εlN0 式中：If荧光强度； A为有效面积； I0 为单位面积上光的强度； ε为峰值吸收系数； l为吸收光程长；N0为基态原子数；φ为荧光量子效率,它表示发射荧光光量子数与吸收入射（激发）光量子数之比 。 5．量子效率与荧光猝灭 量子效率：它表示发射荧光光量子数与吸收入射（激发）光量子数之比。 φ = φf/φA φf 单位时间时内发射的荧光光子数； φA单位时间内吸收激发光的光子数