1、2022-4-30原子吸收光谱培训原子吸收光谱培训原子吸收光谱培训原子吸收光谱培训原子吸收光谱法原子吸收光谱法 原子吸收光谱法（AAS）是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法。 它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。 近年来，由于对AAS的创新研究，有了突破性进展。原子吸收光谱培训 1 原子吸收分光光度计原子吸收光谱培训 1.1 仪器结构与工作原理原子吸收光谱培训 空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp，HCL) 由待测元素的金属或合金制成空心阴极
2、圈和钨或其他高熔点金属制成；阳极由金属钨或金属钛制成。 1.1.1 空心阴极灯原子吸收光谱培训 在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 而使场内正离子和电子增加以维持电流。载气离子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线-共振谱线。 1.1.1 空心阴极灯原子吸收光谱培训 HCL电源调制电源调制 为了提高HCL发射谱线强度、减少谱线半宽度和自吸现象，HCL普遍采用矩形窄脉冲调制电源供电。 一般采用200
3、 Hz的调制电源，占空比为1:3，矩形窄脉冲电流为1020 mA，平均电流为25 mA。 1.1.1 空心阴极灯原子吸收光谱培训 单光束光学系统单光束光学系统 1.1.2 光学系统原子吸收光谱培训 双光束光学系统双光束光学系统 1.1.2 光学系统原子吸收光谱培训 单色器单色器 由入射狭缝、反射镜、准直镜、平面衍射光栅、聚焦镜和出射狭缝组成。 平面衍射光栅是主要色散部件，其性能指标为：分辨率、倒线色散率、聚光本领、闪耀特性以及杂散光水平等。 目前，还有采用中阶梯光栅与石英棱镜组成的二维色散系统，全封闭的外光路与二维色散系统确保了较少杂散光水平和较高分辨率。 1.1.2 光学系统原子吸收光谱培训
4、 光电倍增管(PMT)是原子吸收分光光度计的主要检测器，要求在200900 nm波长范围内具有较高灵敏度和较小暗电流。 1.1.3 检测系统原子吸收光谱培训 数据处理与控制系统数据处理与控制系统 计算机光谱工作站对所采集的数字信号进行数据处理与显示，并对原子吸收分光光度计各种仪器参数进行自动控制。 1.1.4 数据处理与控制系统原子吸收光谱培训 火焰原子化系统火焰原子化系统 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 火焰的类型与特性火焰的类型与特性 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 火焰的氧化火焰的氧化-还原特性还原特性 中性火焰：中性火焰：燃烧充分、温度高、干扰小、背景低，燃烧充分、温度高、干扰
5、小、背景低，适合于大多数元素分析。适合于大多数元素分析。 贫燃火焰：贫燃火焰：燃烧充分，温度比中性火焰低，氧化性燃烧充分，温度比中性火焰低，氧化性较强，适用于易电离的碱金属和碱土金属元素分析，较强，适用于易电离的碱金属和碱土金属元素分析，分析的重现性较差。分析的重现性较差。 富燃火焰：富燃火焰：火焰燃烧不完全，具有强还原性，即火火焰燃烧不完全，具有强还原性，即火焰中含有大量焰中含有大量CH、C、CO、CN、NH等组分，干扰较等组分，干扰较大，背景吸收高，适用于形成氧化物后难以原子化大，背景吸收高，适用于形成氧化物后难以原子化的元素分析。的元素分析。 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 火焰原子
6、化的特点与局限性火焰原子化的特点与局限性 特点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应特点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应用范围广。用范围广。 缺点：原子化效率低、只能液体进样缺点：原子化效率低、只能液体进样 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 石墨炉原子化法石墨炉原子化法(GFAAS)课本课本p243页页 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 特点特点： 采用直接进样和程序升温方式，原子化温度曲线是采用直接进样和程序升温方式，原子化温度曲线是一条具有峰值的曲线。一条具有峰值的曲线。 可达可达3500高温，且升温速度快。高温，且升温速度快。 绝对灵敏度高，一般元素的可达绝对灵敏度高，一般
7、元素的可达10-910-12 g。 可分析可分析70多种金属和类金属元素。多种金属和类金属元素。 所用样品量少所用样品量少(1100 mL)。 但是石墨炉原子化法的分析速度较慢，分析成本高，但是石墨炉原子化法的分析速度较慢，分析成本高，背景吸收、光辐射和基体干扰比较大。背景吸收、光辐射和基体干扰比较大。 4.2.2 原子化系统原子吸收光谱培训 低温原子化法低温原子化法：低温原子化法也称为化学原子化法，包括冷原子化法和氢化物发生法。 一般冷原子化法与氢化物发生法可以使用同一装置。 冷原子化法：冷原子化法：直接测量Hg 氢化物发生法：氢化物发生法：氢化物发生器生成金属或类金属元素氢化物，进入原子化
8、器。 1.2 原子化系统原子吸收光谱培训 光学系统的波长显示值误差 光学系统分辨率 基线的稳定性 吸收灵敏度(S1%) 精密度 检出限 1.3 原子吸收分光光度计性能指标原子吸收光谱培训 2 干扰及其消除原子吸收光谱培训 物理干扰物理干扰：指样品溶液物理性质变化而引起吸收信号强度变化，物理干扰属非选择性干扰非选择性干扰。 物理干扰一般都是负干扰。 消除方法：消除方法： 配制与待测样品溶液基体相一致的标准溶液。 采用标准加入法。 被测样品溶液中元素的浓度较高时，采用稀释方法来减少或消除物理干扰。 2.1 物理干扰及其消除方法原子吸收光谱培训 化学干扰化学干扰：待测元素在原子化过程中，与基体组分原
9、子或分子之间产生化学作用而引起的干扰。 消除方法：消除方法： 改变火焰类型、改变火焰特性、加入释放剂、加入保护剂、加入缓冲剂、采用标准加入法 。 2.2 化学干扰及其消除方法原子吸收光谱培训 背景干扰也是光谱干扰，主要指分子吸与光散射造成光谱背景。分子吸收是指在原子化过程中生成的分子对辐射吸收，分子吸收是带光谱。光散射是指原子化过程中产生的微小的固体颗粒使光产生散射，造成透过光减小，吸收值增加。 背景干扰，一般使吸收值增加，产生正误差。 2.3 背景吸收与校正原子吸收光谱培训 氘灯背景校正技术氘灯背景校正技术 2.3 背景吸收与校正原子吸收光谱培训 Zeeman效应背景校正技术效应背景校正技术
10、： Zeeman方法： 光源调制磁场加在光源上。 吸收线调制磁场加在原子化器上使用广泛。 磁场调制方式：磁场调制方式： 交变磁场调制方式与恒定磁场调制方式。 2.3 背景吸收与校正原子吸收光谱培训 交变磁场调制方式：交变磁场调制方式： 磁场变化 零磁 激磁 零磁时：原子+背景吸收； 激磁时：仅背景吸收，他们之差为原子吸收。 2.3 背景吸收与校正原子吸收光谱培训 恒定磁场调制方式：恒定磁场调制方式： 光源发射线通过起偏器后变为偏振光，某时刻平行于磁场方向的偏振光通过时，吸收线组分和背景产生吸收，得到原子吸收和背景吸收总吸光度；另一时刻垂直于磁场的偏振光通过原子能器时只有背景吸收，没有原子吸收，
11、两者之差即为原子吸收。 2.3 背景吸收与校正原子吸收光谱培训 3.1 仪器操作条件的选择仪器操作条件的选择 HCL电流选择：电流选择： HCL电流小，HCL所发射谱线半宽度窄，自吸效应小，灵敏度增高； 但HCL电流太小，HCL放电不稳定，影响分析灵敏度和精密度。 吸收谱线选择：吸收谱线选择： 首选最灵敏的共振吸收线。 共振吸收线存在光谱干扰或分析较高含量的元素时，可选用其他分析线。 3 原子吸收光谱法分析原子吸收光谱培训 光谱通带的选择光谱通带的选择 光学系统指是狭缝宽度(S/mm)的选择。 光谱通带主要取决于单色器的倒线色散率(D，nm.mm-1)。 光谱通带的计算式为：W=DS。光谱通带
12、的宽窄直接影响分析的检出限、灵敏度和线性范围。 对于碱金属、碱土金属，可用较宽的光谱通带，而对于如铁族、稀有元素和连续背景较强的情况下，要用较小的光谱通带。 3.1 仪器操作条件的选择原子吸收光谱培训 火焰的类型与特性选择 燃烧器高度的选择 火焰原子化器的吸喷速率 也称为待测溶液的提升量。提升量过大，对火焰产生冷却效应，影响原子化效率；而提升量过小，影响分析方法的灵敏度和检出限。 3. 2 火焰原子化法最佳条件选择原子吸收光谱培训 石墨管类型的选择：石墨管类型的选择： 普通石墨管、热解涂层石墨管、L,vov平台石墨管 升温程序选择：升温程序选择： 根据分析元素的种类、进样量的大小和基体效应的影
13、响选择适宜的升温程序，是石墨炉原子化法分析的检出限、灵敏度、精密度和准确度的重要保证。 基体改进剂选择基体改进剂选择 进样量的选择：进样量的选择： 与升温程序密切相关。一般进样量控制在5100L。 3.3 石墨炉原子化法最佳条件选择原子吸收光谱培训 标准曲线法标准曲线法 最常用的分析方法。标准曲线法最重要的是绘制一条标准曲线。即配制一组含有不同浓度被测元素的标准的标准溶液,在与试样测定完全相同的条件下，依浓度由低到高的顺序测定吸光度。绘制吸光度A对浓度c的校准曲线。然后测定试样的吸光度值，在标准曲线上用内插法求出被测元素的含量。 3.4 原子吸收光谱定量分析方法原子吸收光谱培训 标准加入曲线法标准加入曲线法 3.4 原子吸收光谱定量分析方法 Ax= k C A0= k（C0 + Cx） Cx= AxC0/（A0-Ax） 标准加入法能消除基体干扰，不能消背景不能消背景干扰干扰。使用时，注意要扣除背景干扰。2022-4-30原子吸收光谱培训
