3第三章 原子荧光光谱法.ppt

atomic fluorescence spectrometry, AFS
第三章原子荧光光谱法
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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

存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题;
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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);
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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;
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(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);
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直跃线荧光(Stokes荧光)
Pb原子: nm;;
同时存在两种形式:
***原子: nm;;
;
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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 ;
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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;
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(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。
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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If 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 Ia ;
If =  Ia
在理想情况下:
I0 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;K0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;
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