第 第 第七 七 七章 章 章
一、基本原理 原 原子 子吸 吸收 收与 与原 原原子吸收与原 二、原子荧光光谱仪 子荧光光谱法
子 子荧 荧光 光光 光谱 谱法 法 三 定量分析方法及 第 第六 六节 节 第六节应用
原 原 原子 子 子荧 荧 荧光 光 光 光谱法
光 光谱 谱法 法 20:06:43概述
原子在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法; 1964年以后发展起来的分析方法;属发射光谱但所用仪器与原 子吸收仪器相近; 1.特点
1 检出限低、灵敏度高
-12 -3 -11 -3 Cd:10 g ?cm ; Zn:10 g ?cm ;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; 20:06:43一 基本原理 一 一 基 基本 本原 原理 理
一 原子荧光光谱的产生过程 过程: 当气态原子受到强特征辐射时,由基态跃迁到激
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发态,约在10 s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;特点: (1)属光致发光;二次发光; (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; 20:06:43二 原子荧光的产生类型
三种类型:共振荧光、非共振荧光与敏化荧光
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;
20:06:432. 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;
1 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(荧光能量间
隔小于激发线能量间隔);
20:06:44直跃线荧光(Stokes荧光)
Pb原子:吸收线283.13 nm;荧光线407.78nm; 铊原子:吸收线337.6 nm;共振荧光线337.6nm; 直跃线荧光535.0nm;
20:06:442 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;荧光波长小于激发线波长(荧光能量间隔大于激发线能 量间隔);非辐射方式释放能量:碰撞,放热;Cr原子: 吸收线 359.35nm;再 热激发,荧光 发射线 357.87nm,
20:06:453 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; 铟原子:先热激发,再吸收光跃迁451.13nm;发射荧光
410.18nm,
20:06:463. 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。所有类型中,共振荧光强度最大,最为有用。
20:06:47三 荧光猝灭与荧光量子效率
1荧光猝灭:受激发原子与其他原子碰撞,能量以热或其他非荧光发射方式给出,产生非荧光去激发过程,使荧光减
弱或完全不发生的现象。荧光猝灭程度与原子化气氛有关,氩气气氛中荧光猝灭
程度最小。如何恒量荧光猝灭程度? 2荧光量子效率: /
f a发射荧光的光量子数:吸收的光量子数 f : a 荧光量子效率≈1
20:06:473. 待测原子浓度与荧光的强度当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略 ,发射荧光
的强度 I 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 I ; f aI ? I f a
在理想情况下:IΦIAKlNKc f 0 0
I 原子化火焰单位面积接受到的光源强度;A为受光照射在 0
检测器中观察到的有效面积;K 为峰值吸收系数;l 为吸收光 0
程;N为单位体积内的基态原子数;
20:06:47二、原子荧光光谱仪
二 二、 、原 原子 子荧 荧光 光光 光谱 谱仪 仪
1.仪器类型 单通道:每次分析一个元素; 多通道:每次可分析多个元素; 色散型:带分光系统; 非色散型:采用滤光器分离分析线和邻近线;
特点: 光 源 与检测器 成一定角 度;
20:06:47多道原子荧光仪
多个空心阴极灯同时照射,可同时分析多个元素 20:06:482.主要部件
光源:高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器; 可调频激光器:高光强、窄谱线;
原子化装置:与原子吸收法相同; 色散系统:光栅、滤光器;
检测系统:20:06:483 定量分析方法及应用 1 定量分析方法IΦIAKlNKc f 0 0
2 荧光测定中的干扰 ⑴ 荧光猝灭: ⑵ 自吸干扰: ⑶ 光散射干扰:
3 应用 20:06:48
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