文档介绍：(Atomic Fluorescence Spectrometry AFS)
第三节原子荧光光谱分析法
第三节原子荧光光谱分析法
一、原子荧光光谱的基本原理
1、概述
2、基本原理
二、原子荧光光谱分析仪
1、仪器构造
2、光谱仪
三、AFS定性、定量分析
四、AFS的应用
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1902年Wood等首先观测到了钠的原子荧光;
1912年Wood用汞弧灯辐照汞蒸气观测汞的原子荧光,
Nichols和Howes用火焰原子化器测到了钠、锂、锶、钡和钙的荧光信号,
Terenin研究了镉、铊、铅、铋、砷的原子荧光;
1934年Mitchll和Zemansky对早期原子荧光研究进行了概括性总结。
【发展过程】
1、概述
一、原子荧光光谱的基本原理
1962年在第10次国际光谱学会议上,阿克玛德(Alkemade)介绍了原子荧光量子效率的测量方法,并预言这一方法可能用于元素分析;
1964年威博尼尔明确提出火焰原子荧光光谱法可以作为一种化学分析方法,并且导出了原子荧光的基本方程式,进行了汞、锌和镉的原子荧光分析。
优点:
(1)检出限低、灵敏度高
Cd:10-12 g ·cm-3; Zn:10-11 g ·cm-3;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)
缺点: 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题;
【原子荧光光谱法的优点和缺点】
2、基本原理
荧光的产生: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较低激发态或者基态时,辐射出与吸收光波长相同或不同的辐射。
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);
【原子荧光光谱的产生过程】
三种类型:共振荧光、非共振荧光与敏化荧光
(1)共振荧光
热共振荧光:若原子受热激发处于亚稳态,再吸收辐射进一步激发,然后再发射出相同波长的共振荧光;见图B、D;
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;
【原子荧光的产生类型】
(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).
阶跃线荧光:光照激发后,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);
A,C 基态----激发态----释放能量(碰撞,放热)-----返回基态;
B,D 基态----低激发态---再热激发至高激发态-----低激发态;
Cr原子:;再热激发,,图(c)B、D
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,;, 图中A、C ;