第三章原子荧光光谱法.ppt

1 atomic fluorescence spectrometry, AFS 第三章原子荧光光谱法 2 第一节基本原理 basic theory 根据原子在辐射能激发下发射的荧光强度来进行定量分析的方法; 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) 检出限低、灵敏度高 Cd:10 -12 g·mL -1;Zn:10 -11 g·mL -1;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 、散射光干扰等问题; 3 1 原子荧光光谱的产生过程: 当气态原子受到强特征辐射时,由基态跃迁到激发态,约在 10 -8s 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); 4 2 原子荧光的类型三种类型: 共振荧光、非共振荧光与敏化荧光热共振荧光: 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; (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; 5 (2)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; 直跃线荧光( Stokes 荧光): 跃回到高于基态的亚稳态(中间能级)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); 6直跃线荧光( Stokes 荧光) Pb原子:吸收线 nm;荧光线 407 .78nm ; 同时存在两种形式: ***原子:吸收线 nm;共振荧光线 337 .6nm ; 直跃线荧光 ; 7 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,荧光波长大于激发线波长, 非辐射方式释放能量(碰撞,放热),图 A、C 光照激发,再热激发, 返至高于基态的能级,发射荧光,图 B、D ; 8 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; 9 (3)敏化荧光受光激发的原子与另一种原子碰撞时,把激发能传递给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。 10 3 原子荧光定量分析关系式当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略,发射荧光的强度 I f 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 I a;I f = ?I a在理想情况下: cKNlKAIΦI f???????? 00I 0原子化火焰单位面积接受到的光源强度; A为受光照射在检测器中观察到的有效面积; K 0为峰值吸收系数; l 为吸收光程; N为单位体积内的基态原子数;