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三种光谱分析仪器的原理和区别
发布:2019-1-22   浏览:734次

三种光谱分析仪器的原理和区别

三种光谱仪器

三种光谱分析仪器的原理和区别深圳市亿鑫仪器设备有限公司提供。

本文介绍一下三种光谱分析仪器:原子吸收光谱仪、原子发射光谱仪和原子荧光光谱仪的原理和区别。

一、原理介绍:

原子吸收光谱:是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光的吸收为基础的分析方法。(基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线(通常是待测元素的特征谱线)的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。

原子吸收结构

原子发射光谱:原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分的。光谱分析就是从识别元素的特征光谱来鉴别元素的存在(定性分析),而这些光谱线的强度又与试样中该元素的含量有关,因此又可利用这些谱线的强度来测定元素的含量(定量分析)。这就是发射光谱分析的基本依据。

原子发射结构

原子荧光光谱:通过测定原子在光辐射能的作用下发射的荧光强度进行定量分析的一种发射光谱分析方法。

原子荧光结构

二、三者的区别与联系

相似之处:

1、从原理看,相应能级间跃迁所涉及的频率相同;

2、都涉及原子化过程,其蒸发、原子化等条件相似。

3、吸收或者发射的强度于元素性质、谱线性质及外界条件具有相似或者相同的依赖关系。

不同之处:

1、AAS多限于共振吸收,谱线相对简单;AFS则更限于强度较大的共振线,谱线更简单。

2、原理不同,产生方式不同,温度不同,仪器结构不同,操作条件不同,分析对象、目的等各不相同。

三、优缺点介绍

1、火焰AAS法优点:精密度好、准确度高,操作简单;缺点:样品消耗多,不能多元素同时分析;

2、电热AAS和AFS优点:绝对检出限低,样品消耗少,但准确度差;

3、经典电弧法AES主要是具有良好的多元素同时分析能力,其它均不够突出。

4.ICP优点:精密度和准确度高,多元素同时分析,线性分为宽

四、分析对象比较

1、AAS、AFS对易电离的碱金属、易挥发的Zn,Cd检出限好,对Zr,Hf,Ta,Nb,稀土元素检出限很差;

2、ICP对于具有灵敏离子线的元素(如上述Zr等)都具有良好检出限。对易电离的碱金属检出限差;

3、电弧AES类似火焰AAS,但易电离元素不如火焰法,对难挥发难原子化元素的检出限优于火焰法。

五、各自特点

1、原子吸收光谱分析的特点

灵敏度高:火焰原子法,ppm级,有时可达ppb级;石墨炉可达10-9~10-14(ppt级或更低);

准确度高:FAAS的RSD可达1~3%. 测定范围广,可测70种元素。

局限性:多元素同时测定有困难;难熔元素(如W)、非金属元素测定困难、对复杂样品分析干扰也较严重;石墨炉原子吸收分析的重现性较差。

2、原子发射光谱法的特点

灵敏度高(10-3~10-9g);选择性好;可同时分析几十种元素;线性范围约2个数量级。若采用电感耦合等离子体光源,则线性范围可扩大至6~7个数量级,可直接分析试样中高、中、低含量的组分。可进行定性分析,此特点优于原子吸收法。缺点:1).在经典分析中,影响谱线强度的因素较多,尤其是试样组分的影响较为显著,所以对标准参比的组分要求较高。2).含量(浓度)较大时,准确度较差。3).只能用于元素分析,不能进行结构、形态的测定。4).大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线。

3、原子荧光光谱法的特点

灵敏度高,检出限较低。采用高强度光源可进一步降低检出限;谱线干扰较少,可以做成非色散AFS;校正曲线范围宽(3~5个数量级);易制成多道仪器——多元素同时测定;荧光淬灭效应、复杂基体效应等可使测定灵敏度降低;散色光干扰;可测量的元素不多,应用不广泛(主要音位AES和AAS的广泛应用,与它们相比,AFS没有明显的优势)。多数人表示使用原子荧光和原子吸收比较多,几乎每个实验室也都会配备这两种仪器,并且多数也都是安排在一个实验室里面,到底两者有何区别呢?

六、原子荧光和原子吸收的区别

1、光路不同:

原子吸收光源、原子化器和检测器在一条光路上;原子荧光为垂直光路。

2、原理不同:

原子吸收利用原子的特征吸收光谱;原子荧光则利用原子的激发-跃迁光谱(荧光)。

3、灵敏度不同:

对于原子吸收,增加光源强度同时会增加背景吸收,而原子荧光信号强度与激发光源强度成正比,故灵敏度可以很大提高。

总的来说,从其用途上,原子荧光检测的项目具有局限性,现只能检测砷、汞等十一种元素。原子吸收的检测面比较广。多数实验室里的原子荧光至今只检测砷和汞两种元素。其余的重金属用原子吸收或石墨炉。这个是原子荧光的最大缺陷。它只能检测在常温下能够生成气态氢化物的、能够发射荧光的元素,所以测定元素有限,但是凑巧的是,那些元素很重要,用原子吸收来检测很费劲,所以就有了推广的价值。原子吸收属于吸收光谱,原子荧光虽然仪器结构上与原子吸收相似但是原子荧光属于发射光谱,只是属于光致发光,这就是原理上的区别。