原子吸收光譜儀的原理(精選文檔)

1、原子吸收光譜儀的原理（精選文檔）（文檔可以直接使用，也可根據(jù)實(shí)際需要修改使用 ，可編輯歡迎下載）原子吸收光譜儀的原理1. 原子吸收光譜法的產(chǎn)生及發(fā)展人們對(duì)光吸收現(xiàn)象的研究始于18世紀(jì)初葉。光吸收現(xiàn)象是指光輻射在通過(guò)晶體或 液體介質(zhì)后，其輻射的強(qiáng)度和方式會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。通過(guò)研究這種光輻射吸收現(xiàn)象， 人們注意到：原始的光輻射在經(jīng)過(guò)吸收介質(zhì)后，能量可以分為三個(gè)部分：（一）散射的；（二）被吸收的；（三）發(fā)射的輻射。根據(jù)粒子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)對(duì)輻射的吸收原理可以 建立各種吸收光譜法，如分子、原子吸收光譜分析；相反，根據(jù)粒子從激發(fā)態(tài)到基態(tài)的 光能輻射可以建立各種熒光發(fā)射光譜分析，只是在測(cè)量方向上和光路垂直。

2、原子吸收光譜法發(fā)展經(jīng)歷了這樣的幾個(gè)發(fā)展階段：1.1對(duì)原子吸收現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí)早在1802年，伍朗斯頓（W.H.Wollaston ）在研究太陽(yáng)連續(xù)光譜時(shí)，就發(fā)現(xiàn)了太 陽(yáng)連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線(xiàn)，即。1859年，克希荷夫G.Kirchhoff ）與本生（R.Bunson） 在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過(guò)溫度較低的鈉蒸氣 時(shí)，會(huì)引起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線(xiàn)與暗線(xiàn)在光譜中位置相同這一事實(shí)，斷定太 陽(yáng)連續(xù)光譜中的暗線(xiàn)，正是太陽(yáng)外圍大氣圈中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光譜中的鈉輻射吸收的結(jié) 果。1.2原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生原子吸收光譜作為一種實(shí)用的分析方法是從1955年開(kāi)始的。1955年澳大

3、利亞的瓦爾西（A.Walsh）發(fā)表了他的著名論文“原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用”奠定了原 子吸收光譜法的基礎(chǔ)。之后經(jīng)過(guò)幾代人的不懈努力，衍生出了石墨爐原子化技術(shù)、塞曼 效應(yīng)背景校正等先進(jìn)技術(shù)，特別是近年來(lái)微電子技術(shù)的發(fā)展使原子吸收技術(shù)的應(yīng)用不斷 進(jìn)步，尤其在臨床檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、生物化學(xué)等方面應(yīng)用廣泛。圖1太陽(yáng)光譜中的原子吸收譜線(xiàn)1.3電熱原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生1959年,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的第一篇論文，使原子吸收光譜法向前 發(fā)展了一步。塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的發(fā)展，在很高的的背景下亦可順利地實(shí)現(xiàn)原子吸收測(cè)定?；w改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺(tái)及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在此基礎(chǔ)上 發(fā)展起來(lái)

4、的穩(wěn)定溫度平臺(tái)石墨爐技術(shù)（STPF）的應(yīng)用，可以對(duì)許多復(fù)雜組成的試樣有效地 實(shí)現(xiàn)原子吸收測(cè)定。1.4原子吸收分析儀器的發(fā)展使用連續(xù)光源中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、二極管陣列多元素分析檢測(cè)器， 設(shè)計(jì)出了微機(jī)控制的原子吸收分光光度計(jì)，為解決多元素同時(shí)測(cè)定開(kāi)辟了新的前景。提 高了儀器的自動(dòng)化程度，改善了測(cè)定準(zhǔn)確度，使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變 化。聯(lián)用技術(shù)（色譜-原子吸收聯(lián)用、流動(dòng)注射-原子吸收聯(lián)用）日益受到人們的重視。不 僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測(cè)定有機(jī)化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著 重要的用途，是一個(gè)很有前途的發(fā)展方向。2. 原子吸收光譜法特點(diǎn)原子吸收光譜法本身所具有的

5、一系列優(yōu)點(diǎn)，是它迅速發(fā)展的內(nèi)在原因。其優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)有：（一）選擇性強(qiáng)，原子吸收帶寬很窄，測(cè)定比較快速簡(jiǎn)便，并有條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。對(duì)原子吸收光譜分析來(lái)說(shuō)：譜線(xiàn)干擾的幾率小，由于譜線(xiàn)僅發(fā)生在主線(xiàn)系，而且譜 線(xiàn)很窄，線(xiàn)重疊幾率較發(fā)射光譜要小得多，所以光譜干擾較小。（二）靈敏度高，原子吸收光譜分析法是目前最靈敏的方法之一?；鹧嬖游辗ǖ撵`敏度是ppm到ppb級(jí)，石墨爐原子吸收法絕對(duì)靈敏度可達(dá)到 10-1010-14克。 常規(guī)分析中大多數(shù)元素均能達(dá)到 ppm數(shù)量級(jí)。（三）分析范圍廣，在原子吸收光譜分析中，只要使化合物離解成原子就行，不必激發(fā)，所以可測(cè)定大部分原子。目前應(yīng)用原子吸收光譜法可測(cè)定的元素達(dá)

6、73種。就含量而言，既可測(cè)定低含量和主量元素，又可測(cè)定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的 性質(zhì)而言，既可測(cè)定金屬元素、類(lèi)金屬元素，又可間接測(cè)定某些非金屬元素，也可間接 測(cè)定有機(jī)物；就樣品的狀態(tài)而言，既可測(cè)定液態(tài)樣品，也可測(cè)定氣態(tài)樣品，甚至可以直 接測(cè)定某些固態(tài)樣品，這是其他分析技術(shù)所不能及的。（四）抗干擾能力強(qiáng)，原子吸收譜線(xiàn)的強(qiáng)度受溫度影響相對(duì)說(shuō)來(lái)要小得多。在原子吸收光譜分析中，待測(cè)元素只需從它的化合物中離解出來(lái)，而不必激發(fā)，故化學(xué)干擾也 比發(fā)射光譜法少得多。（五）精密度，火焰原子吸收法的精密度較好。在日常的一般低含量測(cè)定中，精密度為13 %。無(wú)火焰原子吸收法較火焰法的精密度低，目前一般可控制

7、在15%之內(nèi)RSD <1%，石墨爐 35%。若采用自動(dòng)進(jìn)樣技術(shù)，則可改善測(cè)定的精密度?；鹧娣?原子吸收光譜分析法也有如下缺點(diǎn)：不能多元素同時(shí)分析。測(cè)定元素不同，必須更換光源燈，這是它的不便之處。原子 吸收光譜法測(cè)定難熔元素的靈敏度還不怎么令人滿(mǎn)意。在可以進(jìn)行測(cè)定的七十多個(gè)元素 中，比較常用的僅三十多個(gè)。當(dāng)采用將試樣溶液噴霧到火焰的方法實(shí)現(xiàn)原子化時(shí)，會(huì)產(chǎn) 生一些變化因素，因此精密度比分光光度法差?，F(xiàn)在還不能測(cè)定共振線(xiàn)處于真空紫外區(qū) 域的元素，如磷、硫等。標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍窄 （一般在一個(gè)數(shù)量級(jí)范圍），這給實(shí) 際分析工作帶來(lái)不便。對(duì)于某些基體復(fù)雜的樣品分析，尚存某些干擾問(wèn)題需要解決。在

8、高背景低含量樣品測(cè)定任務(wù)中，精密度下降。3. 原子吸收光譜儀的原理原子吸收光譜法是基于從光源輻射出具有待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的光通過(guò)試樣原子蒸 氣時(shí)，被蒸氣中被測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，我們利用光被吸收的程度來(lái)測(cè)定被測(cè)元素 的含量。3.1原子吸收光譜的輪廊 中被測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，我們利用光被吸收的程度來(lái)測(cè)定被測(cè)元素的含量。以頻率為v，強(qiáng)度為Io的光通過(guò)原子蒸汽，其中一部分光被吸收，使該入射光的光強(qiáng)降低為I v :根據(jù)吸收定律，得Iv IoeIvlog 0.434KJ A1 0其中，Kv為一定頻率的光吸收系數(shù)，特別注意，Kv不是常數(shù)，而是與譜線(xiàn)頻率 或波長(zhǎng)有關(guān)。由于任何譜線(xiàn)并非都是無(wú)寬度的幾何線(xiàn)，

9、而是有一定頻率或波長(zhǎng)寬度的， 即譜線(xiàn)是有輪廓的。根據(jù)吸收定律的表達(dá)式，以I和K分別作圖得吸收強(qiáng)度與頻率的關(guān)系及譜 線(xiàn)輪廓?？梢?jiàn)譜線(xiàn)是有寬度的，原子吸收光譜線(xiàn)是占據(jù)著有限的相當(dāng)窄的頻率或波長(zhǎng)范 圍如圖2所示。圖2原子吸收光譜輪廓圖K 吸收系數(shù)；Ko最大吸收系數(shù)；0， o中心頻率或波長(zhǎng)（由原子能級(jí)決定）;，譜線(xiàn)輪廓半寬度（Ko/2處的寬度）原子吸收光譜的輪廓以原子吸收譜線(xiàn)的中心波長(zhǎng)和半寬度來(lái)表征。中心波長(zhǎng)由原子能級(jí)決定。在中心波長(zhǎng)的地方，極大吸收系數(shù)一半處，吸收光譜線(xiàn)輪廓上兩點(diǎn)之間的頻 率差或波長(zhǎng)差即是半寬度。影響原子吸收譜線(xiàn)輪廓的兩個(gè)主要因素：3.2譜線(xiàn)變寬因素多普勒變寬多普勒寬度是由于原子無(wú)規(guī)

10、則熱運(yùn)動(dòng)引起的。在物理學(xué)上，從一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā) 出的光，如果運(yùn)動(dòng)方向離開(kāi)觀測(cè)者，則在觀測(cè)者看來(lái)，其頻率較靜止原子所發(fā)的光的頻 率低；反之，如原子向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)，則其頻率較靜止原子發(fā)出的光的頻率為高，這就 是多普勒效應(yīng)。原子吸收分析中，對(duì)于火焰和石墨爐原子吸收池，氣態(tài)原子處于無(wú)序熱 運(yùn)動(dòng)中，相對(duì)于檢測(cè)器而言，各發(fā)光原子有著不同的運(yùn)動(dòng)分量，即使每個(gè)原子發(fā)出的光 是頻率相同的單色光，但檢測(cè)器所接受的光則是頻率略有不同的光，于是引起譜線(xiàn)的變 寬。譜線(xiàn)的多普勒變寬D可由下式?jīng)Q定:7.162 10 7v02v0 2ln 2RT c M式中，R為氣體常數(shù)；c為光速；M為原子量；T為熱力學(xué)溫度(K); V

11、o為譜線(xiàn)的中心頻率。由上式可見(jiàn)，多普勒寬度與元素的原子量、溫度和譜線(xiàn)頻率有關(guān)。隨溫度升高和原 子量減小，多普勒寬度增加碰撞變寬碰撞變寬是指吸收原子與原子或分子相碰撞而引起的譜線(xiàn)變寬。當(dāng)原子吸收區(qū)的原子濃度足夠高時(shí)，碰撞變寬是不可忽略的。因?yàn)榛鶓B(tài)原子是穩(wěn)定的，其壽命可視為無(wú)限 長(zhǎng)，因此對(duì)原子吸收測(cè)定所常用的共振吸收線(xiàn)而言，譜線(xiàn)寬度僅與激發(fā)態(tài)原子的平均壽 命有關(guān)，平均壽命越長(zhǎng)，則譜線(xiàn)寬度越窄。原子之間相互碰撞導(dǎo)致激發(fā)態(tài)原子平均壽命 縮短，引起譜線(xiàn)變寬。碰撞變寬分為兩種，即赫魯茲馬克(Holtzmark )變寬和洛倫茨(Lorentz )變寬。稱(chēng)為共赫魯茲馬克變寬是指被測(cè)元素激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子相互

12、碰撞引起的變寬,振變寬，又稱(chēng)赫魯茲馬克變寬或壓力變寬。在通常的原子吸收測(cè)定條件下，被測(cè)元素的 原子蒸氣壓力很少超過(guò)10-3mmHg ，共振變寬效應(yīng)可以不予考慮，而當(dāng)蒸氣壓力達(dá)到 O.lmmHg時(shí)，共振變寬效應(yīng)則明顯地表現(xiàn)出來(lái)。洛倫茨變寬是指被測(cè)元素原子與其它 元素的原子相互碰撞引起的變寬，稱(chēng)為洛倫茨變寬。洛倫茨變寬隨原子區(qū)內(nèi)原子蒸氣壓 力增大和溫度升高而增大。場(chǎng)致變寬場(chǎng)致變寬包括Stark變寬（電場(chǎng)）和Zeeman變寬（磁場(chǎng)）。在場(chǎng)致（外加場(chǎng)、帶 電粒子形成）的場(chǎng)作用下，電子能級(jí)進(jìn)一步發(fā)生分裂（譜線(xiàn)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)）而導(dǎo)致的變 寬效應(yīng)，在原子吸收分析中，場(chǎng)變寬不是主要變寬。除上述因素外，影響譜線(xiàn)變

13、寬的還有其它一些因素，例如自然變寬和自吸效應(yīng)等。但 在通常的原子吸收分析實(shí)驗(yàn)條件下，吸收線(xiàn)的輪廓主要受多普勒和洛倫茨變寬的影響， 并且火焰原子化器以碰撞變寬為主，石墨爐原子化器以多普勒變寬為主。在 2000-3000K的溫度范圍內(nèi)，原子吸收線(xiàn)的寬度約為10-3-10-2 nm 。3.3積分吸收與峰值吸收系數(shù)積分吸收在原子吸收光譜中，無(wú)論是光源輻射的發(fā)射線(xiàn)還是吸收線(xiàn)都有一定的寬度，亦即吸 收定律（A= Kvl）中用于Kv不是常數(shù)，而應(yīng)是一定頻率范圍內(nèi)的積分值，或稱(chēng)其為積分吸收：2eKvdvN0fmc式中，e為電子電荷；m為電子質(zhì)量；f為振子強(qiáng)度，為受到激發(fā)的每個(gè)原子的平均電 子數(shù)，與吸收幾率成正

14、比。在一定條件下，“積分吸收”只與基態(tài)原子數(shù)成正比而與頻率及產(chǎn)生吸收線(xiàn)的輪廓無(wú)關(guān)。只要測(cè)得積分吸收值，即可求出基態(tài)原子數(shù)或濃度。但積分吸收的測(cè)定非常困難。因?yàn)樵游站€(xiàn)的半寬度很小，只有。要分辨如此窄的譜線(xiàn)，對(duì)波長(zhǎng)為500 nm，其分辨率應(yīng)為：500R5000000.001這樣高的分辨率，對(duì)現(xiàn)代儀器不可能達(dá)到的。如果用連續(xù)光譜作光源，所產(chǎn)生的吸收值 將是微不足道的，儀器也不可能提供如此高的信噪比。盡管原子吸收現(xiàn)象早在18世紀(jì)就被發(fā)現(xiàn)，但一直未用于分析。直到1955年，Walsh提出以“峰值吸收”來(lái)代替“積 分吸收”。從此，積分吸收難于測(cè)量的困難得以間接地解決。峰值吸收1955年，Walsh指出

15、，在溫度不太高時(shí)，當(dāng)發(fā)射線(xiàn)和吸收線(xiàn)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件， 即：當(dāng)e a和e= a時(shí)。當(dāng)ea時(shí)，發(fā)射線(xiàn)很窄，發(fā)射線(xiàn)的輪廓可認(rèn)為是一個(gè)矩形，則在發(fā)射線(xiàn)的范圍內(nèi)各波長(zhǎng)的吸收系數(shù)近似相等，即K二K0，因此可以“峰值吸收”代替“積分吸收”：A K°LK。Dmc通常K0與譜線(xiàn)的寬度有關(guān)，即mcA KcL上式表明，當(dāng)用銳線(xiàn)光源作原子吸收測(cè)定時(shí)，所得A與原子蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài) 原子數(shù)成正比。銳線(xiàn)光源根據(jù)Walsh的兩點(diǎn)假設(shè)，發(fā)射線(xiàn)必須是“銳線(xiàn)”即半寬度很小的譜線(xiàn)，銳線(xiàn)可以看作一個(gè)很“窄”的矩形。二者中心頻率相同，且發(fā)射線(xiàn)寬度被吸收線(xiàn)完全“包含”， 即在可吸收的范圍之內(nèi)。Walsh的理論為AAS光源設(shè)計(jì)

16、具有理論指導(dǎo)意義。圖3峰值吸收的測(cè)量原子吸收分光光度計(jì)的調(diào)校原子吸收光譜儀屬于精密專(zhuān)用設(shè)備，需要定期調(diào)試與保養(yǎng)。本文按照操作規(guī)定和注 意事項(xiàng)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)論述原子吸收光譜儀在使用過(guò)程中對(duì)儀器調(diào)試、儀器維護(hù)和保養(yǎng) 的幾種方法，使儀器分析隨時(shí)可達(dá)到最佳的效果。原子吸收光譜法亦稱(chēng)原子吸收分光光度法， 是基于蒸氣相中待測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì) 其共振輻射的吸收強(qiáng)度來(lái)測(cè)定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。原子吸收光度是精密測(cè)定金屬元素含量方法，其測(cè)量精度達(dá)級(jí)。被基態(tài)原子吸收后的譜線(xiàn)，經(jīng)分光系統(tǒng) 分光后，由檢測(cè)器接收，轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，再經(jīng)放大器放大，由顯示系統(tǒng)顯示出吸光度 或光譜圖。而原子吸收光譜儀測(cè)定數(shù)據(jù)的

17、影響因素較多，測(cè)試條件要求嚴(yán)格控制。每一 新設(shè)備或檢修后的設(shè)備都需要嚴(yán)格調(diào)試后方能使用。調(diào)試包括氣路、波長(zhǎng)、光強(qiáng)度、燃 燒器高度等。一、儀器檢查調(diào)試方法1. 氣路檢查氣路是安全操作的關(guān)鍵。原子吸收光譜儀所用的燃?xì)鉃橐胰?，它與空氣混合點(diǎn)燃易 發(fā)生爆炸。如果出現(xiàn)泄漏，將威脅操作者的人身安全。因此氣密性的檢查是首要任務(wù)。 每次使用之前要檢查電路及氣路的連接。（1 ）絕大多數(shù)儀器的氣路通常采用聚乙烯塑料管，時(shí)間長(zhǎng)了非常容易老化（建議 聚乙烯塑料管使用年限23年）。因此要經(jīng)常對(duì)氣路進(jìn)行檢測(cè)、 檢漏，尤其是乙炔氣滲 漏可能造成事故。嚴(yán)格禁止在乙炔氣路管道中使用紫銅、黃銅及銀制零配件，并要嚴(yán)禁 使用油類(lèi)物質(zhì)

18、，測(cè)試高濃度銅或銀溶液時(shí)，應(yīng)反復(fù)用去離子水中噴洗。用棉簽沾肥皂水 涂抹氣路各連接處（圖一），遇有漏氣現(xiàn)象要立即更換元件。檢測(cè)完畢后一定要將肥皂 水擦拭干凈。當(dāng)儀器測(cè)定完畢后，要首先關(guān)閉乙炔鋼瓶輸出閥門(mén)，其次等燃燒器上火焰 熄滅后再關(guān)避儀器上的燃?xì)忾y，最后再關(guān)避空氣壓縮機(jī)的開(kāi)關(guān)，以確保操作者的人身安 全。（2）檢查廢液管中部要有水封，避免回火現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)廢液管出口處不要插入 廢液桶液面下，避免形成雙水圭寸。圖一供氣管路連接示意2. 光路與光強(qiáng)度調(diào)試與檢查光強(qiáng)度是測(cè)定靈敏度關(guān)鍵。光強(qiáng)度達(dá)到越大，靈敏度越高。調(diào)試儀器應(yīng)選用波長(zhǎng)大 于250nm，輻射強(qiáng)度大，發(fā)光穩(wěn)定，對(duì)火焰狀態(tài)反應(yīng)遲鈍的元素?zé)糇鳛楣?/p>

19、源，最好是 銅燈，鎂、鎳等元素?zé)粢部梢?。?）對(duì)光調(diào)整。光源對(duì)光調(diào)試：空心陰極燈要在不點(diǎn)亮情況下進(jìn)行安裝；燈的前后安裝位置定位 參考如下：832.1 nm 空心陰極燈，其石英窗口距透鏡筒約2cm，193.7nm 空心陰極燈, 其石英窗口碰到透鏡筒，其余元素?zé)舻陌惭b即按波長(zhǎng)確定其前后位置，波長(zhǎng)值愈小愈靠 前。接通電源，點(diǎn)燃元素?zé)?。移?dòng)燈的位置分別調(diào)節(jié)燈的前后、升降、旋轉(zhuǎn)（左右）旋 鈕，調(diào)單色器波長(zhǎng)至該元素最靈敏線(xiàn)，使顯示有信號(hào)輸出，使接收器得到最大光強(qiáng)。檢 查方法用一張白紙擋光檢查，陰極光斑應(yīng)聚焦成像（為正圓而不是橢圓）其成像位置在 燃燒器縫隙中央或稍微靠近單色器一方（圖二）。圖二元素?zé)艏芙Y(jié)構(gòu)燃

20、燒器對(duì)光調(diào)試：將燃燒器縫隙位于光軸之下并平行于光軸，通過(guò)改變?nèi)紵髑?后、轉(zhuǎn)角、水平位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。先調(diào)節(jié)能量顯示為最大值，再將用牙簽或火柴桿插在燃燒 器縫隙中央，能量顯示應(yīng)從最大回到零。然后將牙簽或火柴桿垂直放置在縫隙兩端，顯 示的透光度應(yīng)降至30%左右，如達(dá)不到上述指標(biāo)，應(yīng)對(duì)燃燒器的位置再稍微調(diào)節(jié)，直 到滿(mǎn)足要求為止。同時(shí)可以點(diǎn)燃火焰，噴霧該元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，調(diào)節(jié)燃燒器的位置，到 出現(xiàn)最大吸光度為止。（2）噴霧器調(diào)整。噴霧器中的毛細(xì)管和節(jié)流嘴的相對(duì)位置和同心度是調(diào)節(jié)噴霧器 的關(guān)鍵，毛細(xì)管口和節(jié)流嘴同心度愈高、霧滴愈細(xì)，霧化效率愈高。一般可以通過(guò)觀察 噴霧狀況來(lái)判斷調(diào)整的效果，拆開(kāi)噴霧器，用一張濾

21、紙，將霧噴到濾紙上，濾紙稍濕且 非常均勻則是恰到好處的位置。有些儀器的噴霧器是可調(diào)的，在未點(diǎn)火時(shí)，先將噴霧器 調(diào)節(jié)到反噴位置，即插入液面的毛細(xì)管出現(xiàn)氣泡，然后點(diǎn)燃火焰噴霧標(biāo)準(zhǔn)液，按相反方 向慢慢移動(dòng)，得到最大吸光度便可固定下來(lái)。（3）碰撞球的調(diào)節(jié)。碰撞球位置以噪音低，靈敏度高為好。第一將噴霧器卸下, 第二把一根約200mm長(zhǎng)的聚乙烯毛細(xì)管插進(jìn)霧化器的金屬毛細(xì)管中， 吸噴蒸餾水，第 三左右微動(dòng)玻璃撞擊球改變碰撞球位置，第四將燃燒室內(nèi)的空氣管道接在霧化器上，第 五空氣壓縮機(jī)，以純水噴霧作試驗(yàn)，當(dāng)噴出的霧遠(yuǎn)而細(xì)，并慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)時(shí)，使霧滴達(dá) 到最佳狀態(tài)，就是它的最佳位置（圖三）。將霧化器安裝在預(yù)混室前

22、邊的接口上，重新 試噴霧并調(diào)整。這項(xiàng)調(diào)節(jié)有較大難度，必須由專(zhuān)業(yè)人員操作。一般情況下使用出廠時(shí)的 位置不再調(diào)節(jié)。（4）試樣提取量的調(diào)節(jié)。試樣提取量是指每分種吸取溶液的毫升數(shù)，表示為 ml/ 分鐘，溶液提取量與吸光度不成線(xiàn)性關(guān)系，在46ml/mi n 有最佳吸收靈敏度，大于6ml/min靈敏度反而下降。其調(diào)節(jié)方法：通過(guò)改變噴霧氣流速度和聚乙烯毛細(xì)管的內(nèi)徑 及長(zhǎng)度（多以改變聚乙烯毛細(xì)管的長(zhǎng)度為主），實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)試樣提取量，以適應(yīng)各種不同 溶液的噴霧。圖三預(yù)混合型火焰原子化器1 燃燒器；2 預(yù)混室；3 撞擊球；4 助燃?xì)饨幼欤? 霧化器；6 排液管二、原子吸收光譜儀的維護(hù)與保養(yǎng)儀器維護(hù)保養(yǎng)是精密測(cè)定的前提

23、。良好的保養(yǎng)不但提高儀器的使用壽命，同時(shí)也是 準(zhǔn)確測(cè)定的關(guān)鍵所在。保養(yǎng)首要是規(guī)范操作者的責(zé)任心，其次要明確主要部件易出現(xiàn)的 問(wèn)題及解決辦法。1. 原子化系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)。在每次樣品測(cè)試分析完之后要進(jìn)行要對(duì)霧化燃燒器系統(tǒng)清洗一次。以保證狹縫不留殘?jiān)?、確?；鹧娴姆€(wěn)定性。包括噴霧器、霧室和燃燒器。清洗方法：繼續(xù)點(diǎn)燃火焰用去離子水（可用二次蒸餾水代替）噴蒸 5分鐘以上, 目的是清除殘留的微量樣品。若噴入有機(jī)樣后，可先噴與樣品互溶的有機(jī)溶液5分鐘,再?lài)?%的硝酸5分鐘，最后噴去離子水（可用二次蒸餾水代替）5分鐘以上。溢出的溶液滴，特別是有機(jī)溶液滴應(yīng)及時(shí)清除。廢液管積液到達(dá)霧化桶下面后會(huì)使測(cè)量時(shí) 極其不穩(wěn)

24、定（要避免形成雙水封），所以要隨時(shí)檢查廢液管是否暢通，定時(shí)傾倒廢液。 問(wèn)題與處理：當(dāng)噴霧器（毛細(xì)管）發(fā)生塞礙現(xiàn)象時(shí)，千萬(wàn)不能用細(xì)金屬絲去通透，那樣 極易損壞玻璃零件。取下四個(gè)螺釘及小彎角，卸下撞擊球，用壓縮空氣反吹，疏通氣路。 還可以將噴嘴的玻璃部分浸泡在酸中。如果是有機(jī)溶劑造成的堵塞，可將前端插入重鉻 酸鉀溶液中浸泡。通氣后，用去離子水（可用二次蒸餾水代替）噴蒸5分鐘以上即可。燃燒器的縫隙上方應(yīng)是一片燃燒均勻呈帶壯的蘭色火焰。若火焰呈齒形，說(shuō)明燃燒頭縫 隙有污物需要清洗。若是鹽類(lèi)結(jié)晶，可用濾紙插入縫口擦拭，也可以卸下燃燒器用1：1乙醇-丙酮清洗；如有熔珠出現(xiàn)可用金相砂紙打磨或刀片輕輕磨刮，不

25、能將縫隙刮毛， 嚴(yán)禁用酸浸泡。此項(xiàng)工作需嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的人員在極小心的情況下完成。2. 光源的維護(hù)保養(yǎng)?？招年帢O燈及光學(xué)系統(tǒng)表面沾有灰塵可用洗耳球吹掉。當(dāng)表面沾有手印或油污，不 能用鏡頭紙或脫脂棉干擦，只能用酒精和乙醚（按1 ：3）混合液沾脫脂棉輕輕擦拭?？?心陰極燈使用壽命5ma燈電流在1000小時(shí)以上。如果長(zhǎng)期不用，則23個(gè)月讓它通 電點(diǎn)燃12小時(shí)。燈的復(fù)活：采用反接去氣法。將燈的兩極與電源正負(fù)極反接，在最 大工作電流狀態(tài)下，點(diǎn)燃2030分鐘，使陰極紅熱，達(dá)到去氣目的?？傊?，無(wú)論是檢查、調(diào)試、維護(hù)與保養(yǎng)的每一個(gè)步驟都需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度； 每一個(gè)細(xì)節(jié)都不可以疏忽大意；每一個(gè)工作節(jié)點(diǎn)都要求盡善

26、盡美。這樣儀器才可以保持 最佳狀態(tài)，才可以測(cè)出準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。3. 光學(xué)系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)外光路的光學(xué)元件必須經(jīng)常保持清潔、干凈，其清洗周期每年至少一次。如果光學(xué)元件上有灰塵沉積、只需用擦鏡紙擦試干凈即可；如果光學(xué)元件上沾有油污或?yàn)R上測(cè)定樣品溶液時(shí)，將光學(xué)元件污染部分先浸在乙醇與乙醚的混合液（1 : 1）中洗滌，然后并 用干燥了的紗布去擦試干凈，再后用蒸餾水沖洗，最后用洗耳球吹去水珠。清潔過(guò)程中, 嚴(yán)禁用手去擦試金屬硬物或觸及鏡面原子吸收光譜儀的的結(jié)構(gòu)原子吸收光譜儀由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等幾部分組成，其結(jié)構(gòu) 示意圖如圖3.4所示。這種儀器光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有較高的靈敏度，價(jià)格較低，

27、便于 推廣，能滿(mǎn)足日常分析工作的要求，但其最大的缺點(diǎn)是，不能消除光源被動(dòng)所引起的基 線(xiàn)漂移，對(duì)測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度有意境的影響。i岌射吸收（令丸宿號(hào)繪測(cè)、儲(chǔ)號(hào)處埋丸源系蛻廉子化系魏i尿爭(zhēng)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)”覿據(jù)融理系統(tǒng)1TB 一單色器一Q烷號(hào)釋測(cè)分克系純檢號(hào)累統(tǒng)墾號(hào)矗統(tǒng)圖1原子吸收光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖1. 光源光源的功能是發(fā)射被測(cè)元素的特征共振輻射。對(duì)光源的基本要求是：發(fā)射的共振輻 射的半寬度要明顯小于吸收線(xiàn)的半寬度；輻射強(qiáng)度大、背景低，低于特征共振輻射強(qiáng)度 的1% ;穩(wěn)定性好，30分鐘之內(nèi)漂移不超過(guò)1% ;噪聲小于0.1% ;使用壽命長(zhǎng)于5安 培小時(shí)。原子吸收光譜儀的光源主要有空心陰極燈和無(wú)極放電燈兩

28、種。1.1空心陰極燈空心陰極燈是目前最普遍應(yīng)用的光源， 是由一個(gè)鎢棒陽(yáng)極和一個(gè)內(nèi)含有待測(cè)元素的金屬或合金的空心圓柱形陰極組成的其結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。兩極密封于充有低壓惰性氣 體（氖或氬）帶有窗口的玻璃管中。接通電源后，在空心陰極上發(fā)生輝光放電而輻射出 陰極所含元素的共振線(xiàn)。施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極，與充入的惰性氣體碰撞而使之 電離產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊。使陰極表面的金屬原子濺射 出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰 極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。用不同待測(cè)元素作陰極材料，可 制成相應(yīng)空心陰極燈

29、。空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)?？招年帢O燈在使用中其優(yōu)點(diǎn)是輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線(xiàn)窄，燈容易更換，而不便 之處是每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。燈座 陽(yáng)極空心陰極（內(nèi)準(zhǔn)征英窗/為待測(cè)金屈）7內(nèi)充恰性氣體 （飯或氟）圖2空心陰極燈1.2無(wú)極放電燈無(wú)極放電燈是把被測(cè)元素的金屬粉末與碘（或溴）一起裝入一根小的石英管中，封入壓力為267667Pa的氬氣。將石英管放于2450MHz微波發(fā)生器的微波諧振腔中進(jìn)行激發(fā)。對(duì)于砷、銻等元素的分析。為提高靈敏度，亦常用無(wú)極放電燈做光源。這種燈 發(fā)射的原子譜線(xiàn)強(qiáng)，譜線(xiàn)寬度窄，測(cè)定的靈敏度高，是原子吸收光譜法中性能較為突出 的光源無(wú)極放電燈與空心陰極燈的主要區(qū)別

30、是將待測(cè)元素填充在一圓形石英管內(nèi)，并呈密封狀態(tài)，封閉前將少量待分析元素的化合物，通常為鹵化物，并充有幾毫米汞柱的惰性 氣體，將此管裝在一個(gè)高頻發(fā)生器的線(xiàn)圈內(nèi)，并裝在一個(gè)絕緣的外套里，然后放在一個(gè) 微波發(fā)生器的同步空腔諧振器中。這種燈的強(qiáng)度比空心陰極燈大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，沒(méi)有自吸,譜線(xiàn)更純。2. 原子化器原子化器的主要功能是提供能量，使試樣干燥，蒸發(fā)和原子化。入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為“吸收池”。對(duì)原子化器的基本要求：必須具有足 夠高的原子化效率；必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形；操作簡(jiǎn)單及低的干擾水平等。實(shí)現(xiàn)原子化的方法，最常用的是火焰原子化器和非火焰原子化器。2.1火焰原子化器火焰

31、原子化法中，常用的是預(yù)混合型原子化器，它是由霧化器、霧化室和燃燒器三 部分組成。用火焰使試樣原子化是目前廣泛應(yīng)用的一種方式。它是將液體試樣經(jīng)噴霧器 形成霧粒，這些霧粒在霧化室中與氣體（燃?xì)馀c助燃?xì)猓┚鶆蚧旌?，除去大液滴后，?進(jìn)入燃燒器形成火焰，此時(shí)，試液在火焰中產(chǎn)生原子蒸氣，其結(jié)構(gòu)如圖 3所示。霧化器霧化器是火焰原子化器中的重要部件（見(jiàn)圖 4），其作用是將試液變成細(xì)霧，霧粒越 細(xì)、越多，在火焰中生成的基態(tài)自由原子就越多。目前，應(yīng)用最廣的是氣動(dòng)同心型噴霧 器。霧化器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產(chǎn)生進(jìn)一步細(xì)化作用。生成的霧滴粒度和試液的吸入率，影響測(cè)定的精密度和化學(xué)干擾的大小。目前，霧化器多采用不

32、銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制成。圖3火焰原子化器毛細(xì)管/推擊球節(jié)漓管圖4霧化器的結(jié)構(gòu)霧化室霧化室的主要作用是除大霧滴，并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時(shí)得到穩(wěn) 定的火焰。其中的擾流器可使霧滴變細(xì)，同時(shí)可以阻擋大的霧滴進(jìn)入火焰。一般的霧化 裝置的霧化效率為515%。燃燒器試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過(guò)干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過(guò)程后，產(chǎn)生 大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子。通常要求燃燒器的原子化程度 高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長(zhǎng)、噪聲小等。燃燒器有單縫和三縫兩種。燃燒器的縫長(zhǎng)和縫寬，應(yīng)根據(jù)所用燃料確定。目前，單縫燃燒器應(yīng)用最廣?；鹧婊鹧娣盅嫘?、內(nèi)焰和外焰。試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解等過(guò)程產(chǎn)生大 量基態(tài)原子。焰心發(fā)射強(qiáng)的分子帶和自由基，很少用于分析，內(nèi)焰中基態(tài)原子最多，為 分析區(qū)，外焰火焰內(nèi)部生成的氧化物擴(kuò)散至該區(qū)并進(jìn)入環(huán)境?；鹧鏈囟鹊倪x擇要保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸?lèi)型，常用空 氣一乙炔最高溫度2600K能測(cè)35種元素。按火焰燃?xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌蓪⒒鹧娣譃槿?lèi)：化學(xué)計(jì)量火焰