发射光谱半定量分析.

原子发射光谱法简要分析及电感耦合等离子体在水质监测中原子发射光谱法简要分析及电感耦合等离子体在水质监测中的研究09506013王桐瑞关键词：原子发射光谱，ICP-AES，电感耦合等离子体引言：原子发射光谱法，是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法。

原子发射光谱法是光学分析法中产生与发展最早的一种。

在近代各种材料的定性、定量分析中，原子发射光谱法发挥了重要作用。

特别是新型光源的研制与电子技术的不断更新和应用，使原子发射光谱分析获得了新的发展，成为仪器分析中最重要的方法之一。

电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP-AES(Inductively Coupled Plasma)是以电感耦合等离子炬为激发光源的一类光谱分析方法，它是一种由原子发射光谱法衍生出来的新型分析技术。

它能够方便、快速、准确地测定水样中的多种金属元素和准金属元素，且没有显著的基体效应。

正文：原子发射光谱法简要分析原子发射光谱法属于现代仪器分析技术中光分析法的光谱法中的一种，与之并列的是原子吸收光谱法。

原子发射光谱法的原理是：利用能量作用于物质所产生的辐射信号或者物质与辐射相互作用后导致辐射信号的变化而进行分析。

光分析法都是物理方法。

原子发射光谱的形成是由于气态原子或离子的核外层电子获得足够的能量后，从基态跃迁到各种激发态，而激发态的电子极不稳定，迅速回到低能态，在此过程中以光辐射的形式释放能量，形成原子发射光谱。

该方法中，原子的核外电子为主要研究对象，经大量研究表明，原子的核外电子呈壳层结构排布，而且有固定的能极差。

主量子数(n)、角量子数(l)、磁量子数(ml)、自旋量子数(ms)分别描述了单价电子原子的核外电子排布规律。

其中：主量子数描述的是核外电子在哪个电子壳层上的运动；角量子数描述的是核外电子云的形状；磁量子数描述的是核外电子云沿磁场方向的分量；自旋量子数描述核外电子韵自旋方向。

发射光谱分析法的广泛应用【摘要】许多方面都能应用到发射光谱分析法，对岩石矿物、河底泥、化工原料、金属材料甚至是土壤和人体结石进行定性、半定量和定量分析都可以通过发射光谱分析法来测量。

本文从发射光谱法和半定量分析在不同方面的应用进行简要叙述。

【关键词】发射光谱，分析法，广泛应用长期以来，光谱分析法因为其灵敏度高、受干扰影响小、不需要大量的实验样品、分析速度快、应用范围广泛、定性结果准确、应用成本低一级应用的简单直接而广泛应用于对岩石矿物、河底泥、化工原料、金属材料甚至是土壤和人体结石进行定性、半定量和定量分析。

近年来，随着电子技术和智能技术的快速发展，许多新型的光谱仪器投入了使用，光谱分析技术在社会发展过程中的应用得到更为广泛的推广和应用[1]。

1 发射光谱分析法在不同领域的广泛应用光谱分析法所应用到的仪器设备是两米平面光栅摄谱仪（或者一米级别），译谱仪用于光谱定性和半定量分析，测微光度计用于光谱定量分析，光源和激发条件是交流电弧发生器。

1.1 在地质矿产勘查方面的应用地质矿产部门通过岩石矿物的光谱半定量分析法承担大量岩石矿物的测试任务，长期以来，技术员通过光谱半定量分析法为寻找化学矿区、区域地质普查提供了大量的数据。

通过数据分析可以寻找优质矿石，查明矿石的大致成分，为如何开采矿石提供参考。

（1）对金属和区域地质进行普查，为地球化学找矿和为金属绘制数据图。

寻找分散晕和分散流。

（2）地层剖面对比样的确认，通过不同底层元素的差异来划分底层剖面，并加以比较。

（3）对矿产普查或者详细调查，了解矿石样品的含矿量，确认元素的益处和不利因素，剔除质量差的矿石样品，为样品的进一步化学分析实验提供依据。

1.2 在环境方面的应用随着社会的发展，各种化学工业和能源开采行业得到迅速发展，工业生产过程中对排污工作没能和相关基础设施一样得到同步的、快速发展，工业生产过程中制造的大量污物被任意排放到自然环境中，对河流、农田、树木植被等其他自然环境造成了严重的污染问题。

光谱半定量分析光谱半定量分析00在实际工作中，有时只需要知道试样中元素的大致含量，不需要知道其准确含量。

例如钢材与合金的分类、矿产品位的大致估计等等，另外，有时在进行光谱定性分析时，需要同时给出元素的大致含量，在这些情况下，可以采用光谱半定量分析。

所以光谱半定量分析的任务就是给出试样中某元素的大致含量。

光谱半定量分析的方法有三种：谱线呈现法；谱线强度比较法谱；均称线对法等。

其中线强度比较法最为常用。

1．谱线呈现法谱线强度与元素的含量有关。

当元素含量的降低时，其谱线强度逐渐减弱，强度较弱的谱线渐次消失，即光谱线的数目逐渐减少。

因此，可以根据谱现出现的条数及其明亮的程度判断该元素的大致含量。

例如：Pb含量（%）谱线λ(nm)0.001 283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱0.003 283.306、261.4178增强，280.200清晰0.01 上述谱线增强，另增266.317和278.332，但不太明显。

0.1 上述谱线增强，无新谱线出现1.0 上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出现，241.77模糊3 上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见10 上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见30 上述谱线增强，311.890和269.750c出现2．谱线强度比较法光谱半定量分析常采用摄谱法中比较黑度法，这个方法须配制一个基体与试样组成近似的被测元素的标准系列（如，1%，0.1%，0.01%，0.001%）。

在相同条件下，在同一块感光板上标准系列与试样并列摄谱，然后在映谱仪上用目视法直接比较试样与标准系列中被测元素分析线的黑度。

黑度若相同，则可做出试样中被测元素的含量与标准样品中某一个被测元素含量近似相等的判断。

例如，分析矿石中的铅，即找出试样中灵敏线283.3 nm，再以标准系列中的铅283.3nm线相比较，如果试样中的铅线的黑度介于0.01% ~ 0.001%之间，并接近于0.01%，则可表示为0.01% ~ 0.001%。

x射线荧光光谱法半定量分析
X射线荧光光谱（XRF）是一种快速、准确、灵敏的分析技术，无需复杂的样品制备，采用简单的操作即可实现对多种实验样品的半定量分析和定性分析。

由于其一次性的分析效率和精度，XRF在很多行业中得到了广泛的应用，如矿业、环境监测、冶金、化学、油品检测、材料分析等。

X射线轰击金属样品时会产生荧光，利用探测器来检测它们，可以获得特定元素的信号，进而得到该元素在样品中的相对含量。

X射线荧光光谱的主要原理是以X射线的能量攻击样品，使核子跃迁到更高能级，然后在降低能级过程中放射出一系列特征荧光，从而可以识别出样品中的元素组成及定量分析。

X射线荧光光谱半定量分析也被称为单元定量，是指整体定量及精确定量之外的一种定量结果。

使用X射线荧光光谱半定量分析时，只需要准备响应曲线，则可通过响应曲线与样品获得峰值比，表示检测元素的含量比。

它以警报仪测得的数值的大小作为检出的依据，最终得到特定样品中检出元素的含量比。

由于它具有快速简单、非常灵敏，而且能以半定量的方式获得样品的检测结果，因此X射线荧光光谱半定量分析被越来越多的应用于知名实验室和检测部门。

X射线荧光光谱半定量分析具有许多优势，具有高效性、低成本等优点，可以迅速有效地分析实验样品，更加准确地预测分析结果。

除此之外，它还提供了更高级的技术手段，如自动化操作系统、智能数据处理系统等，可以根据具体需要，实现更为高效、精准的X射线荧光光谱半定量分析。

X射线荧光光谱半定量分析技术的灵活性和准确性使其得到了更广泛的应用，可以在多个行业进行分析，如矿业、环境监测、冶金、化学、油品检测、材料分析等。

它有效地提高了实验效率，减少了样品分析所需的时间。

光谱半定量分析原理、方法、操作技术知识要点一、光谱半定量分析原理光谱半定量分析是根据元素的特征谱线确定被测元素的存在，然后根据谱线的黑度估计其含量的光谱分析。

与目视比色法相似，测量试样中元素的大致浓度范围。

光谱半定量分析法应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批量试样的快速测定。

二、光谱半定量分析方法光谱半定量分析的方法有三种：谱线呈现法；谱线强度比较法；均称线对法等。

其中谱线强度法最常用。

谱线呈现法：试样中某元素含量低时，摄谱后在感光板上仅出现少数几根灵敏线，随着试样中该元素含量的增加，一些次灵敏线与原本较弱的谱线相继出现，于是可以编成一张谱线出现于含量的关系表，根据某一谱线是否出现来估计试样中该元素的大致含量。

谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线的黑度，确定含量范围。

三、光谱半定量分析操作技术（一）、仪器与试剂1.摄谱仪：WSP-1型平面光栅摄谱仪2.电极：下电极¢3.5×6×0. 5 mm碳电极；上电极：圆锥形碳电极,端面直径2 mm3.相板：天津紫外Ⅱ型光谱相板4.投影仪：8W型光谱投影仪5．显影液：取水（35～45℃）700mL、无水亚硫酸钠26.0g、无水碳酸钠20.0g、米吐尔1.0g、对苯二酚5.0g、溴化钾1.0g，加水至1000mL溶解，摇匀备用。

6．停影液：冰醋酸（98%）15mL加水至1000mL，摇匀备用。

7．定影液：取水（35～45℃）650mL、无水亚硫酸钠15.0g、硼酸7.5g、海波240.0g、冰醋酸（98%）15mL、钾明矾15.0g，加水至1000mL溶解，摇匀备用。

（二）、操作步骤1.摄谱前的准备工作（1）准备电极：在光谱分析实验时一般用纯的碳棒作为辅助电极。

（2）将粉状样品用小勺加入电极的样品孔中，或直接将电极压在试样中，填满碳电极小孔。

## 手持式能量色散x射线荧光光谱法(半定量法)的应用与发展### 1. 什么是手持式能量色散x射线荧光光谱法(半定量法)？手持式能量色散x射线荧光光谱法，简称为手持式XRF，是一种非破坏性测试技术，用于对各种材料进行成分和含量分析。

它通过测量材料产生的x射线光谱来确定元素的种类和含量，属于半定量法，适用于实地或实时分析，不需取样和实验室分析，适合于快速、准确地获得样品中元素含量的信息。

### 2. 手持式能量色散x射线荧光光谱法的原理手持式XRF主要通过激发材料产生x射线，再通过能量色散谱仪测量材料发射的特征x射线能量，从而确定材料中元素的种类和含量。

通过测量特定元素的特征峰面积与能量之间的关系，可以得到该元素的含量信息，属于一种半定量的分析方法。

### 3. 手持式能量色散x射线荧光光谱法的应用领域1. 地质勘探和矿产资源开发：手持式XRF可实时分析地质样品中的金属元素含量，为矿石勘探和选矿提供便利。

2. 金属材料分析：可以快速准确地测定金属材料中各种元素的含量，为金属合金制造和质量控制提供技术支持。

3. 环境监测：对于土壤、水质和大气颗粒物的污染物含量分析，手持式XRF也有着广泛的应用。

### 4. 手持式能量色散x射线荧光光谱法的发展趋势随着科学技术的不断进步和市场需求的增长，手持式XRF技术也在不断发展。

未来，其发展趋势包括但不限于：1. 更高的测量精度和灵敏度：提高手持式XRF仪器的分辨率和探测限，适应更加广泛的应用场景。

2. 多元素、多功能的综合分析：不仅能实现单一元素的分析，还能同时测定多种元素的含量，实现更全面的分析。

3. 便携化和智能化：进一步减小仪器体积，提高便携性，并加入更智能的数据处理和管理功能。

### 5. 我对手持式能量色散x射线荧光光谱法的个人观点和理解手持式XRF作为一种快速、便捷的分析手段，对于材料分析、地质勘探和环境监测都具有重要意义。

在未来的发展中，我期待手持式XRF技术能够实现更高的精度和更广泛的应用，为各行业的分析检测工作带来更多便利。

原子发射光谱（Atomic Emission Spectrometry，AES）是一种利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，进行元素的定性与定量分析的方法。

原子发射光谱法具有多元素检测、分析速度快、选择性好、检测限低、准确度高、误差较小、试样消耗少、线性范围大等优点。

然而，它也存在一些局限性，如不能非金属、光谱复杂、价格昂贵等。

在原子发射光谱法中，定量和半定量的分析主要依据以下原理：
1. 定量分析：通过测量待测物质中各元素的发射光谱强度，与标准光谱强度进行比较，从而计算出待测物质中各元素的含量。

常用的定量分析方法有：标准曲线法、标准加入法、内标法等。

2. 半定量分析：通过比较待测物质中某元素的发射光谱与已知浓度的标准物质光谱，对待测物质中该元素的含量进行大致估算。

半定量分析常用的方法有：目视法、比较法等。

在实际应用中，原子发射光谱法可对约70 种元素（包括金属元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金属元素）进行分析。

在一般情况下，用于1% 以下含量的组份测定，检出限可达ppm，精密度为10% 左右，线性范围约2 个数量级。

这种方法可有效地用于测量高、中、低含量的元素。