第七章 原子荧光光谱法

1、第七章第七章 原子荧光光谱法原子荧光光谱法 1.原子荧光光谱仪的基本结构（熟悉） 2. 实验条件的选择及消除干扰的方法（熟悉） 3. 原子荧光光谱法的基本原理和定量分析方法（掌握） 第七章第七章 原子荧光光谱法原子荧光光谱法 原子荧光光谱法原子荧光光谱法根据蒸气中被测元素的根据蒸气中被测元素的基态基态 原子原子吸收其吸收其特征辐射特征辐射而被激发，激发态原子去活而被激发，激发态原子去活 化，发射出一定波长的辐射，根据化，发射出一定波长的辐射，根据原子荧光强度原子荧光强度 来测定试样中该元素含量的方法。来测定试样中该元素含量的方法。 特点：特点： 检出限低，灵敏度高检出限低，灵敏度高(Cd：10

2、-12g/l、 Zn：10-11g/l) 谱线简单，干扰小谱线简单，干扰小 线性范围宽（线性范围宽（35个数量级）个数量级） 多元素同时测定（产生的荧光向各方向发射）多元素同时测定（产生的荧光向各方向发射） 第一节 基本原理 气态自由原子吸收特征辐射后跃迁到较高能级，然后 又跃迁回到基态或较低能级。同时发射出与原激发辐射波 长相同或不同的辐射即原子荧光。（10-8s） 一、原子荧光光谱的产生一、原子荧光光谱的产生 hMM * *MhM 特性：属光致发光 激发光源停止后，荧光立即消失 发射的荧光强度与照射的光强有关 不同元素的荧光波长不同 浓度很低时，强度与蒸气中该元素的密度成正比 共振荧光、非

3、共振荧光、敏化荧光 二、原子荧光光谱的类型二、原子荧光光谱的类型 图7-1 原子荧光产生机理示意图 共振荧光共振荧光 气态原子吸收共振线被激发后，再发射与原吸收线波长相同气态原子吸收共振线被激发后，再发射与原吸收线波长相同 的荧光即的荧光即是共振荧光。是共振荧光。它的特点是激发线与荧光线的高低能 级相同。 如锌原子吸收213.86nm的光，它发射荧光的波长也为 213.86nm。 若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发， 然后再发射相同波长的共振荧光，此种原子荧光称为热助共 振荧光。 非共振荧光非共振荧光 当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。 非共振荧光又分为直跃线荧光、阶跃

4、线荧光 图7-1 原子荧光产生机理示意图 直跃线荧光直跃线荧光 激发态原子跃迁回至高于基态的亚稳态时所发射的荧光 称为直跃线荧光。 Pb原子：吸收线283.13nm ，荧光线407.78nm，同时存在两种形式 铊原子：吸收线377.5nm ，荧光线535.05nm，同时存在两种形式 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 阶跃线荧光阶跃线荧光 光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光 Cr原子：吸收线359.35nm，再热激发，荧光发射线357.87 敏化荧光敏化荧光 受光激发

5、的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其 激发，后者再以辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。 火焰原子化器中观察不到敏化荧光，在非火焰原子化器中才能观察到。 *AhA *MAMA * hMM 还可能产生非辐射形式释放激发能量，所发生 的非辐射释放能量过程使光辐射的强度减弱或消失， 称为荧光猝灭荧光猝灭。 三、荧光猝灭和荧光量子化效率三、荧光猝灭和荧光量子化效率 A F I I CKIF 四、原子荧光强度与待测物浓度的关系四、原子荧光强度与待测物浓度的关系 五、原子荧光分析中的干扰和消除五、原子荧光分析中的干扰和消除 散色干扰是由于原子化器中未完全汽化的气溶胶 颗粒对激发光的散射

6、引起的。 1. 改善火焰的性质以减少原子化器中气溶胶微粒 减少散射干扰方法： 2. 不用共振荧光线 原子荧光分光光度计与原子吸收分光光度计的原子荧光分光光度计与原子吸收分光光度计的 结构相似。结构相似。 第二节第二节 原子荧光分光光度计原子荧光分光光度计 一、原子荧光分光光度计的组成一、原子荧光分光光度计的组成 为了避免锐线光源所发射的强光辐射对弱原子荧 光信号检测的影响，单色器和检测器的位置与激发光 源位置呈90o角。 理想光源具备的条件： 1. 强度高、无自吸 2. 稳定性好、噪声小 3. 辐射光谱重复性好 4. 适用于大多数元素 5. 发射光谱纯度高 6. 操作简单 7. 寿命长 8. 价格便宜 激发光源 可用线光源或连续光源: 空心阴极灯、无极放电灯、激光光源、等离子体光源 原子化器 火焰原子化器、ICP原子化器、电热原子化器、氢化物发生 原子化器 检测系统 光电倍增管 分光系统 色散型 光删 非散色型 日盲光电倍增管 原子荧光分光光度计分为色散型和非色散型两类：原子荧光分光光度计分为色散型和非色散型两类： 图7-1 原子荧光分光光度计结构示意图 图7-2 原子荧光法同时分析多种元素的仪器示意图