原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強度進行定量分析的發(fā)射光譜分析法。根據(jù)熒光產(chǎn)生機理的不同,原子熒光的類型達到十余種,但在實際分析中主要有:
1.共振熒光
處于基態(tài)或低能態(tài)的原子, 吸收光源中的共振輻射躍遷到高能態(tài), 處于高能態(tài)的原子在返回基態(tài)或相同低能態(tài)的過程中, 發(fā)射出與激發(fā)光源輻射相同波長的熒光,這種熒光稱為共振熒光。
2.直躍線熒光
當(dāng)處于基態(tài)的價電子受激躍遷至高能態(tài)(E2),處于高能態(tài)的激發(fā)態(tài)電子在躍遷到低能態(tài)(E1)(但不是基態(tài))所發(fā)射出的熒光被稱為直躍線熒光。
3.階躍線熒光
當(dāng)價電子從基態(tài)躍遷至高能態(tài)(E2)后, 由于受激碰撞損失部分能量而降至較低的能態(tài)(E1)。從較低能態(tài)(E1)回到基態(tài)(E0)時所發(fā)出的熒光稱為階躍線熒光。
4.熱助階躍線熒光
基態(tài)原子通過吸收光輻射躍遷至高能態(tài)(E2), 處于高能態(tài)的價電子在熱能的作用下進一步激發(fā), 電子躍遷至與能級E2相近的更高能態(tài)E3。當(dāng)去激發(fā)至低能態(tài)(E1)(不是基態(tài))時所發(fā)出的次級光被稱為熱助階躍線熒光。
5.敏化熒光
當(dāng)受激的第一種原子與第二種原子發(fā)生非彈性碰撞時, 可能把能量傳給第二種原子, 從而使第二個原子被激發(fā), 受激的第二種原子去激發(fā)過程中所產(chǎn)生的熒光叫敏化熒光。
原子吸收和原子熒光結(jié)構(gòu)類似,也可以分成四部分:激發(fā)光源、原子化器、光學(xué)系統(tǒng)和檢測器。
激發(fā)光源
可用連續(xù)光源或銳線光源。常用的連續(xù)光源是氙弧燈,常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續(xù)光源穩(wěn)定,操作簡便,壽命長,能用于多元素同時分析,但檢出限較差。銳線光源輻射強度高,穩(wěn)定,可得到更好的檢出限。
1.空心陰極燈-工作原理
空心陰極燈是一種特殊的低壓放電現(xiàn)象,在陰陽兩極之間加以300~500V的電壓,這樣兩極之間形成一個電場,電子在電場中運動,并與周圍充入的惰性氣體分子發(fā)生碰撞, 使這些惰性氣體電離。氣體中的正離子高速移向陰極,陰極在高速離子碰撞的過程中濺射出陰極元素的基態(tài)原子,這些基態(tài)原子與周圍的的離子發(fā)生碰撞被激發(fā)到激發(fā)態(tài),這些被激發(fā)的高能態(tài)原子在返回基態(tài)的過程中會發(fā)射出該元素的特征譜線 .
2.空心陰極燈–特點
? 燈結(jié)構(gòu)簡單、空心陰極燈制作工藝成熟;
? 工作性能穩(wěn)定 ,壽命一般可以大于3000mA?h ,發(fā)光穩(wěn)定性1小時漂移在±2%以內(nèi) 發(fā)射強度基本可以滿足常規(guī)分析要求;
? 對儀器的光源部分的電源無特別要求,也不需要其他輔助設(shè)施;
? 價格便宜.
HCL作為原子熒光的激發(fā)光源也有其美中不足的地方,主要是輻射能量偏低,限制了原子熒光分析檢出下限的進一步降低 .
3.空心陰極燈的維護
選取適當(dāng)大小的燈電流;
低熔點元素的燈在使用過程中不能有較大的震動,使用完畢后必須待燈管冷卻后才能取下,以防陰極填充物被倒出或空心陰極變形;
激活處理.如果燈不經(jīng)常使用,則最好每隔一定時間在額定工作電流下點燃30min;
注意不要沾污發(fā)射線出射窗口,也不要有手指直接觸摸出射窗口。