原子荧光分光光度计的原理共27页
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原子荧光分光光度计的原理首先,我们需要了解荧光的基本原理。
当一个固体、液体或气体受到激发时,其处于激发态的物质会吸收能量。
当它们从激发态退回到低能量态时,会释放出能量,并发出特定的光。
这个过程称为荧光发射。
而能量差就对应着特定的波长,这就是原子荧光分光光度计原理的基石。
在原子荧光分光光度计中,物质样品首先通过气相或液相进入至热容器中,在高温的条件下被雾化、蒸发或分解。
接着,物质被这些过程而产生的激发态原子利用高能光激发至多激发态。
然后,使用第一次激发获得的能量来执行第二次、第三次原子激发,将其激发至更高的激发态。
这种过程称为级联激发。
这些高激发态原子会在一定时间内保持激发态,然后通过自发发射的方式退回到较低的能量态。
这个过程就产生了荧光。
原子荧光发射的峰值波长与元素的性质密切相关。
因此,测量元素的荧光发射光谱可用于确定物质含量。
测量荧光强度和荧光光谱的方法有许多种。
其中,最常用的是荧光强度测量法。
在荧光强度测量法中,原子荧光分光光度计主要包括激发光源、荧光辐射输出光束的谱仪、检测器和数据处理系统。
该方法的原理是,首先选择适当的激发波长,激发样品中的原子进入激发态。
接着,测量荧光发射光谱,通过荧光峰的强度来分析检测元素的浓度。
在实际操作中,激发源通常是一根气体放电管。
气体放电管通过通入高压氮气,产生电弧放电。
这个电弧放电可以产生高温、高能量电子,使荧光发射过程更加高效。
荧光辐射输出光束的谱仪通常通过光栅或衍射光栅来分析发射光。
光栅可将荧光光束中的不同波长通过光栅的色散效应进行分离,然后通过检测器进行检测。
最常用的是光电离检测器和光电倍增管。
数据处理系统用于控制测量设备,并记录和分析测量结果。
通过与已知浓度的标准溶液进行比较,可以计算出待测样品中元素的浓度。
总结来说,原子荧光分光光度计的原理是利用物质被激发后发出的荧光,通过荧光发射光谱的特点进行元素分析。
具体来说,它通过适当的激发波长来激发样品中的原子,然后测量荧光发射的光谱和强度,通过与标准溶液比较得出元素的浓度。
原子荧光分光光度计的原理1.原子激发:首先,样品中的原子被光源中的光子激发。
光源通常使用空气-氧乙炔火焰或电感耦合等离子体(ICP)等。
火焰中的能量来自于氢气和乙炔的燃烧,产生高温和高压的条件,使得原子能级跃迁的能量变得可行。
ICP使用高频电源产生电磁场,使氩气离子化,形成等离子体,并产生高温和高能的原子激发。
2.原子荧光:原子在激发态的能级上停留的时间非常短暂,通常在纳秒量级,然后从高激发态退回到基态。
在这个过程中,原子会发出荧光辐射。
荧光发射的波长和强度与元素的特征有关,每个元素具有唯一的光谱“指纹”,可以用来识别和定量分析。
3.分光光度计:在荧光发射过程中,原子产生的荧光光子以球面波的方式向四面八方传播。
为了测量和分析荧光光子的波长和强度,需要使用分光光度计。
分光光度计将荧光光子引导到光学器件(例如光栅或玻璃棱镜)中,在光学器件中,不同波长的光经过衍射和干涉效应后,被分离成谱线。
4. 探测器:分光光度计将分离后的荧光谱线引导到探测器上进行测量。
探测器通常是光电二极管(photodiode)或光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)。
荧光光子在探测器上产生光电效应,产生电流信号。
电流信号的强度与荧光光子的强度成正比。
5.数据分析和结果处理:探测器输出的电流信号经过放大和数字化后,可以通过计算机进行数据处理和分析。
通过比较样品信号和标准品信号,可以定量分析样品中元素的含量。
总之,原子荧光分光光度计的原理是将样品中的原子激发后,产生的原子荧光辐射通过分光光度计分离成谱线,然后使用探测器测量荧光光子的强度。
通过分析荧光光子的波长和强度,可以实现元素的定量分析。
这种分析技术具有较高的选择性、灵敏度和准确性,广泛应用于化学、环境、生物、地质等领域的分析实验中。
原子荧光光谱法原理原子荧光光谱法(AFS)是一种用于测定痕量元素的方法,其原理基于原子在特定波长的辐射激发下产生的荧光发射。
这种方法具有高灵敏度、高精度和低检测限的优点,因此在环境监测、食品分析、地质学等领域得到广泛应用。
以下是原子荧光光谱法的原理的详细介绍:1. 原子荧光的产生原子荧光产生的过程可以分为两个主要阶段:激发和发射。
在激发阶段,原子吸收特定波长的辐射(通常是紫外光或可见光),使电子从基态跃迁至激发态。
这些激发态的原子不稳定,经过一段时间后会回到基态。
在返回过程中,会释放出光子,形成荧光。
每种元素都有其独特的荧光发射波长,这使得可以通过测量荧光波长来确定元素的种类。
2. 荧光信号的检测荧光信号的检测是原子荧光光谱法的核心步骤。
当原子发射出的荧光通过特定波长的滤光片后,可以将其聚焦到光电倍增管(PMT)上。
光电倍增管能够将光信号转化为电信号,进一步放大后传输到数据采集系统。
通过测量电信号的强度,可以推算出原子的荧光发射率,从而确定元素的浓度。
3. 校准和定量分析为了准确测定元素的浓度,需要进行校准和定量分析。
在校准过程中,使用已知浓度的标准溶液对仪器进行校准,建立荧光信号与元素浓度的关系。
通过这种方法,可以确定仪器对目标元素的响应因子。
在定量分析中,将未知浓度的样品通过仪器进行分析,根据已知的响应因子计算出元素的浓度。
总之,原子荧光光谱法通过测量原子在特定波长辐射激发下产生的荧光发射,实现了对痕量元素的测定。
该方法具有高灵敏度、高精度和低检测限的优点,可广泛应用于各种领域中的元素分析。
通过校准和定量分析,能够准确地测定元素的浓度,为相关研究和应用提供可靠的数据支持。
原子荧光光度计的特点光度计工作原理原子荧光光度计的特点原子荧光光度计是利用还原剂,将样品溶液中的待分析元素还原为挥发性共价气态氢化物(或原子蒸汽),然后借助载气将其导入原子化器,在氩氢火焰中原子化而形成基态原子。
基态原子吸取光源的能量而变成激发态,激发态原子在去活化过程中将吸取的能量以荧光的形式释放出来,此荧光信号的强弱与样品中待测元素的含量成线性关系,因此通过测量荧光强度就可以确定样品中被测元素的含量。
原子荧光光度计优点食品厂、药品厂、化妆品厂、饲料厂、高校、讨论所等单位对十二种重金属含量的分析。
非色散系统、光程短、能量损失少结构简单,故障率低灵敏度高,检出限低,与激发光源强度成正比接收多条荧光谱线适合于多元素分析接受日盲管检测器,降低火焰噪声线性范围宽,3个量级原子化效率高,理论上可达到100%没有基体干扰可做价态分析只使用氩气,运行成本低接受氩氢焰,紫外透射强,背景干扰小。
紫外可见分光光度计的紧要技术指标紫外可见分光光度计可达到检测质量与成分的目的。
在对不同的仪器进行分析时,紫外可见光光度计是常规的分析仪器之一,原理就是紫外可见光度法。
紫外可见光光度计有很多的特点:如第一,由于选择性好而且灵敏度较高,维护管理很便利,所以在使用中更为常见;第二,它的结构较为简单,可以很便利地进行操作而且在成本上又不是特别贵。
以光路设计为基础,对紫外可见分光光度计进行分类,可以依据光路设计分为三种类型:单光束分光光度计、双光束分光光度计以及双波长分光光度计。
鉴于此,本文紧要分析紫外可见分光光度计紧要技术指标及其检定方法。
1.紫外可见分光光度法工作原理以及相关应用紫外可见分光光度法的工作原理就是利用不同物质的分子在紫外可见光谱区上的辐射吸取的不同,利用分子的这一特性来进行有效地区辨别别。
紫外可见分光光度法在物质的定性定量分析以及物质纯度分析物质结构分析等多种方面都有着广泛的应用,起着不可或缺的作用。
例如:此种检测方法在食德行业中的运用,可以对食品的质量进行有效地安全监测。
原子荧光分光光度计一、发展历程1859年克希霍夫研究太阳光谱时开始原子荧光理论的研究。
1964年,Winefordner和Κuga首先提出用原子荧光光谱(AFS)作为分析方法的概念。
1969年,Holak 研究出氢化物气体分离技术并用于原子吸收光谱法测定砷。
1974年,Tsujiu 将原子荧光光谱和氢化物气体分离技术相结合,提出了气体分离-非色散原子荧光光谱测定砷的方法,这种联合技术就是现代常用氢化物发生-原子荧光光谱(HG - AFS)。
1982年郭小伟(西北有色地质研究所)和张锦茂(地矿部物化探研究所)两个研究小组合作,研制成功了世界上首台以溴化物无极放电灯作激发光源的“WYD^2型蒸气发生-双道原子荧光光谱仪”。
该仪器采用微波激发无极放电灯作为激发光源、自行研制的高温石英管原子化器、间断法氢化反应发生器,可同时测定两个可形成氢化元素及汞原子的原子荧光光谱仪。
与此同时,张锦茂、范凡等开展了地球化学样品中As,Sb,Bi,Hg等两种元素同时测定分析方法的研究,取得了令人满意的分析结果。
使其成为地矿部开展《20万区域化探全国扫面计划》找矿的重要配套仪器及分析方法,随即将科研成果迅速地转化为商品化仪器,按地矿部统一部署转让给北京地质仪器厂。
1985年开始由北京地质仪器厂(随后脱离出海光仪器公司)和江苏宝应仪器(种种原因到现在就没有发现该公司)进样系统以小蠕动泵为主并投入批量生产。
1995年以郭小伟为首西北有色金属研究院成立金索坤技术有限公司(不知道什么原因到目前为止市场占有率极低,目前也只有蠕动泵的产品)。
1996年北分瑞利公司与著名原子荧光光谱专家张锦茂先生合作,成功研制以蠕动泵为主的原子荧光(不知道什么原因现在市场占有率也不是很理想);随后北京东西电子研究所也推出以蠕动泵为主的原子荧光(不知打什么原因现在市场占有情况不是很理想)。
1998年,加拿大 Aurora 公司也推出了一款蒸气发生-原子荧光光谱仪,该仪器的性能基本上接近于我国早期同类型仪器的水平。
原子荧光光谱仪原理
原子荧光光谱仪是一种用于分析样品中原子组成和浓度的仪器。
其原理基于原子在能量激发下吸收光能并跃迁到激发态,然后再经过自发辐射返回基态并发射特定波长的荧光。
在原子荧光光谱仪中,首先需要将样品转化为气态原子。
这可以通过高温炉或火焰等方式实现,使固态或液态样品中的原子原子化。
接下来,样品中的原子被激发到高能级态。
这可以通过外部能量源,如光束或高频电磁场,提供足够的能量来实现。
原子吸收入射光能量后,电子从基态跃迁到激发态。
当电子从高激发态返回基态时,它们会发射出特定波长的光。
这种特定波长的光即为原子的荧光。
每种原子都具有不同的能级结构,因此会发射出特定波长的荧光。
通过测量荧光光谱中的波长和强度,可以确定样品中所含原子的种类和浓度。
在实际应用中,原子荧光光谱仪通常配备了光栅或干涉仪等光谱仪件,用于分辨和测量荧光光谱中不同波长的光线,从而获得更准确的结果。
总之,原子荧光光谱仪利用原子吸收和发射特定波长的光的原理,通过测量荧光光谱中的波长和强度来分析样品中的原子组成和浓度。
这种分析方法具有高精度、灵敏度高等优点,在环境、生物、医药等领域有着广泛的应用。