原子光谱分析

原子光谱分析（共12篇）

原子光谱分析 篇1

引言

目前, 原子吸收和原子荧光光谱分析技术, 已经成为我国各行业中元素微量和痕量分析的主要手段[1]。本文首先对原子吸收和荧光光谱分析的相关概念进行阐述, 然后结合铜业中对铜、铁和银的化学分析方法进行论述。

1 原子吸收光谱分析概述

原子吸收光谱需要具备以下特点, 才能检测元素能量的变化:

1.1 选择性强

由于原子的吸收带宽比较窄, 所以检测速度比较快而且简单, 甚至可以进行自动检测。在原子吸收光谱分析过程中, 不受到其他光谱干扰。这是由于光谱主线周围的谱线比较窄, 出现发射光谱重叠的概率几乎为零。同时, 光谱周围的邻线分离并不完整, 或者辐射空心阴极灯不会辐射波段长的谱线。

1.2 灵敏度高

原子吸收光谱是目前检测灵敏度最高的方法之一, 其次火焰原子吸收法, 最后是石墨炉原子吸收光谱法。原子吸收光谱是火焰原子吸收法灵敏度的十亿分之一, 所以该方法检测元素的时候精准度更高。

2 原子吸收光谱对铜矿成分的化学分析

2.1 原子吸收光谱分析银元素

原子吸收光谱法广泛应用于含银量地的矿石检测, 但铜精矿中的银检测难度大, 主要是由于铜对银有一定的干扰性。因此, 铜精矿中银量的检测, 需要解决铜对银的干扰。

2.1.1 仪器和试剂

所需仪器:银空心阴极灯和光度计 (AAS110型) 。

试剂:含银量为100μg/m L的标准溶液和分析纯水 (二次蒸馏水) 。

参数:328.1nm波长, 5m A电流, 带宽0.1mm光谱, 6mm高燃烧器, 6.0L/min空气流量, 1.3L/min乙炔流量。

2.1.2 试验方法

在容量瓶 (50m L) 中注入银标准溶液85μg, 注入浓度为8%的硫脲、硝酸溶液以及硫酸铜溶液 (介质) , 用空气-乙炔火焰检测波长为328.1nm位置的原子吸光值。在烧杯 (400m L) 中加入0.8g的试样, 注入硝酸 (硝酸钾饱和过的) 20m L, 在低温情况下加热溶解, 加入高氯酸 (5m L) , 再次加热至出现白烟 (2min以内) , 然后取出制冷, 清洗容器表面和杯壁, 稀释至25m L左右, 再次加热煮沸, 并冷却至常温。在溶液中注入硫脲 (8%) 1m L, 观察是否有白色固体析出, 如果有的话, 注入Fe Cl3溶液 (20%) , 使之消失, 搁置5min左右, 装入容量瓶中 (50m L) , 并进行干过滤, 按照仪器所需要求进行测定[3]。

2.1.3 结果与讨论

(1) 样品溶解

试样溶解铜精矿中的银, 主要以硫化银、氯化银、纯银及银合金的形式出现。试样溶液中的含银量比较低, 所以要大量称样。试样不仅需要王水进行溶解, 还要在溶解之前进行焙烧, 避免出现分析结果过低的现象。实验证明:硝酸 (饱和氯酸钾处理的) 溶解试样, 焙烧至氯酸冒烟 (2min以内) 既不会析出单质硫, 又可以保证样品完全分解, 检验结果也不会偏低。在容量瓶 (50m L) 注入高氯酸 (5m L) , 并未影响银的吸光值。

(2) 铜的干扰

在拟定的情况下, 虽然大部分并存元素之间不存在干扰问题, 但是铜对银的干扰比较明显。在含银量为100μg/m L的标准溶液中, 注入不同的硫酸铜溶液, 发现不同的硫酸铜溶液对银存在一定的干扰。因此, 在实验过程中, 在含银量为100μg/m L的标准溶液中加入0.3g铜, 保持试样中的铜量和银量相一致, 抵消铜的影响。

(3) 硫脲的用量

在微量盐酸情况下, 通过空气-乙炔火焰可以测定银, 灵敏度是中性溶液的3倍, 而且铜离子也不会对银离子造成干扰。在含银量为100μg/m L的标准溶液中注入不同量的硫脲 (8%) , 并未影响银的吸光值。然而, 在未加入硫脲的标准溶液中, 吸光值比较低, 这可能是因为溶液中氯化银沉淀。在微量盐酸情况下, 硫脲使金属银呈3+的Ag (CSN2H4) 化合物存在, 并保持稳定的化学性。实验发现试样中的硫脲注入量过多, 就会产生大量沉淀, 影响银的吸光值。因此, 含银量为100μg/m L的标准溶液中注入的硫脲 (8%) , 需要即时配比, 防止出现含量不准导致吸光值过低的问题。如果溶液中出现少量的白色沉淀, 可以注入Fe Cl3 (20%) 溶液消除沉淀。

(4) 回收试验

在银量的试样 (含银66.5g/t) 中, 注入不同的银标准溶液, 以此实现金属银的回收, 其回收率为99.6%。

2.2 原子吸收光谱分析铜、锌元素

2.2.1 仪器与试剂

仪器:容量瓶 (50m L) 4只、光度计 (AAS110型) 、吸量管 (1m L、2m L、5m L各一支) 。

试剂:吸耳球、锌、铜 (1.1.3) 标准溶液 (100ug/m L) 以及盐酸 (0.5%) 。

2.2.2 实验方法

选取铜、锌标准溶液 (0.5m L, 1.0m L, 2.5m L) 各一份, 放置在容量瓶 (50m L) 中, 并注入盐酸 (0.5%) 1m L, 加入蒸馏水进行稀释。处理后的溶液 (试剂空白液) 和锌标准溶液分别放入火焰原子仪器上进行检测。

216.7nm波长, 6mm高燃烧器, 1.3L/min乙炔流量调到最佳状态, 并记录相应的吸光值, 与标准曲线进行定量分析, 最后带入公式进行含量分析。样品 (处理后的) 采用上述相同的方法放置在石墨炉原子仪上进行分析, 检测出相应的吸光值, 与标准曲线比较进行定量分析, 最后带入公式进行含量分析。

3 光谱仪使用的注意事项

3.1 光谱仪的前期准备工作

光谱仪所运行的分析软件是在Windows平台上进行的, 所以要求操作人员对Windows操作系统有所了解。如果操作人员不熟悉Windows操作系统没救很难熟练操作光谱仪, 也不能进行原子荧光谱分析。

3.2 光谱仪上的键盘与鼠标使用方法

Windows平台作为可视化界面, 其具有操作灵活, 多窗口同时打开的优点。操作人员需要借助鼠标和键盘等设备进行操作, 所以光谱仪的相关软件中也配备了键盘和鼠标的操作, 可以更加灵活地进行分析。

4 总结

随着社会的不断发展, 铜矿行业在经济发展中的地位日益提高。铜矿中经常富含有其他元素, 所以对铜矿样品进行化学分析, 可以帮助检测出铜矿中铜元素的含量。目前, 铜矿中其他元素的分析主要采用一种方法, 原子吸收和原子荧光光谱分析法, 该方法具有操作简便、检测准确等特点。希望本文的研究可以为铜矿业的元素分析提供帮助。

摘要：20世纪50年代, 我国开始应用原子光谱对各种元素进行分析, 诸如, 冶金、地质和机械等行业。随着原子光谱分析技术的不断发展, 衍生出很多新的分析技术, 使样品元素的研究更加清晰。目前, 原子吸收和原子荧光光谱分析的结合, 成为我国原子光谱分析的主要手段。本文以此为切入点, 研究矿山样品中的银、铜、锌等元素的化学分析。

关键词：原子荧光,原子吸收,光谱分析

参考文献

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[3]舒永红, 何华煜.原子吸收和原子荧光光谱分析[J].分析试验室, 2007 (8) :106~122.

原子光谱分析 篇2

1、发射光谱：物质发光直接产生的光谱

从实际观察到的物质发光的发射光谱可分为连续谱和线状谱。

(1)连续谱：连续分布着的包含着从红光到紫光的各种色光的光谱。

产生：是由炽热的固体、液体、高压气体发光而产生的。

(2)线状谱：只含有一些不连续的亮线的光谱，线状谱中的亮线叫谱线。

产生：由稀薄气体或金属蒸气(即处于游离态下的原子)发光而产生的，观察稀薄气体放电用光谱管，观察金属蒸气发光可把含有该金属原子的物质放到煤气灯上燃烧，即可使它们汽化后发光。

2、吸收光谱：高温物体发出的白光通过物质后，某些波长的光波被物质吸收后产生的光谱。

产生：由炽热物体(或高压气体)发出的白光通过温度较低的气体后产生。

例如：让弧光灯发出的白光通过低温的钠气，可以看到钠的吸收光谱。

若将某种元素的吸收光谱和线状谱比较可以发现：各种原子吸收光谱的暗线和线状谱和亮线相对应，即表明某种原子发出的光和吸收的光的频率是特定的，故吸收光谱和线状谱中的暗线比线状谱中的亮线要少一些。

3、光谱分析

各种元素的原子都有自己的特征谱线，如果在某种物质的线状谱或吸收谱中出现了若干种元素的特征谱线，表明该物质中含有这种元素的成分，这种对物质进行化学组成的分析和鉴别的方法称为光谱分析。

其优点：灵敏、快捷、检查的最低量是10-10克。

4、光谱分析的应用

(1)光谱分析在科学技术中有着广泛的应用，例如，在检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求时，就要用到光谱分析。

(2)历史上，光谱分析还帮助人们发现了许多新元素，例如，铷和铯就是人们通过分析光谱中的特征谱线而发现的。

(3)利用光谱分析可以研究天体的物质成分，19世纪初在研究太阳光谱时，人们发现它的连续光谱中有许多暗线，通过仔细分析这些暗线，并把它们跟各种原子的特征谱线对照，人们知道了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等几十种元素。

(4)光谱分析还能鉴定食品的优劣。例如，通过分析茶叶的近红外光谱，测定其各种化学成分的含量，就可以鉴定茶叶的优劣、级别、真假以及品种等。

原子光谱分析 篇3

关键词：原子吸收分光光度法 可溶性钡 测定

中图分类号：O657.31 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）16-0018-02

随着社会与工业发展的加快，金属钡化合物在各个行业中得到了广泛的应用。但是在金属钡化合物的生产过程中，排放的含钡的废水、废弃物会在一定程度上造成环境的污染。因此，需要建立一种较为灵敏、简单、快捷的测定技术，实现对钡的精准测定。本文利用火焰原子吸收对不同浓度的钡进行了测定。

1 原子吸收分光光度法概述

原子吸收分光光度法（Atomic Spectrophometry）又称为原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectr-

omctry），简称为原子吸收法（AAS），是一种非常重要的仪器分析法[1]。这种方法的基本原理为：以蒸汽相中的被测元素的基本原子对其原子共振腐蚀的吸收强度作为测定依据，对测定试样中的被测元素含量进行测定。原子吸收分光光度法具有速度较高、灵敏度较好、干扰较低、准确性较高的特点与优势，是当前金属元素测定过程中的首要选择的方法。原子吸收分光光度法中作为关键的部分就是原子化系统，主要的作用就是将被测元素化合物转化为基态原子，其效率对测定结果有着直接的影响。在原子化的众多方法中，火焰原子化技术应用最早、最广泛、最成熟[2]。

2 火焰原子吸收分光光度法测定水中钡含量

钡化合物有着非常广泛的用途，随着对钡化合物需求的不断增加，钡化合物的产量得到了快速的增长，伴随其生产而产生的含钡废水、废弃物数量也不断增加，对环境与人类的健康造成了一定的负面影响。可溶性的钡盐具有较高的毒性，其溶解度越高，毒性越大，剧毒的包括氯化钡、硝酸钡等。

2.1 测定方法的主要原理

先将样品进行过滤或者消解，之后将样品喷入到富燃性空气一乙炔火焰中，通过高温的火焰使吸纳钡基态原则对钡空心阴极灯发生的特征谱线进行有选择性的吸收。通过吸收度只能够对钡浓度含量进行计算，两者之间呈现正比关系[3]。

2.2 测定所需的试剂、材料与仪器、设备

在测定的过程中，所需要的试剂与材料主要包括浓硝酸、高氯酸、硝酸溶液、硝酸钡、钡标准贮备液、硝酸钙、钙标准溶液、燃气、助燃气等。测定过程中所需要的仪器与设备主要包括耶拿Contr700火焰原子吸收分光光度计、ETHOSD微波消解仪、抽滤装置、电热板、样品瓶及其他常用仪器设备。实验中所需的玻璃器皿、聚乙烯溶液等都需要进行洗涤，用硝酸溶液浸泡24小时后再次分别用自来水、实验用水清洗[4]。

2.3 测定过程中的样品

在样品采集的过程中，可溶性钡样品与总钡样品是分开进行采集的，主要的采集过程参照《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91）相关规定。在样品的保持过程中，可溶性钡样品与总钡样品同样需要分开保存。可溶性钡样品在采集完成之后需要进行抽滤，将所需的滤液保存与样品瓶中。

2.4 试样的制备工作

可溶性钡试样在制备的过程中较为简单，可溶性钡样品在保存之后就可以直接用作试样。总钡试样的制备较为复杂，在消解的过程中主要采用电热板消解法或者是微波消解法。

总钡试样电热板消解法指的是将总钡样品加入浓硝酸之后在电热板上进行加入，温度保持在95℃左右，蒸至一定容量之后进行2分钟冷却，之后再加入高氯酸继续加热，直到样品中不再出现白烟。进行1分钟冷却之后加入定量硝酸溶液再次进行加入，温度保持在60℃-70℃之间，直到溶液中的残渣完全溶解，冷却至常温之后加入定量硝酸溶液。

总钡试样微波消解法指的是将总钡样品置入微波消除罐中，第一阶段加入定量硝酸之后进行升温，在10分钟的时间之内将温度从常温升至160℃，保持160℃的温度5分钟；第二阶段进行缓慢升温，在10分钟的时间内将温度从160℃上升至170℃，保持170℃的温度5分钟[5]。

2.5 测定的结果及探讨

2.5.1 存在的干扰及消除

实际的水样中可能存在部分别的重金属元素，如果相对误差能够控制在上下5%之内时，试样中其他元素存在对钡测定的结果没有明显的影响，各元素含量上限值如表1所示。如果这些元素的浓度已经超过了表1中所测定的数值，则可能会对测定结果造成影响，可以通过标准加入法对干扰进行消除[6]。

2.5.2 仪器的调试与校准

仪器的型号不同，其最佳的测定效果也不同，要依据仪器的说明书对仪器进行调节，使其能够保持最佳的工作状态。

空气一乙炔火焰中钡的电离度为16.4%，要乙炔与空气的比例进行严格的控制，从而对电离干扰进行有效的控制。此外，火焰的类型，燃烧器的高度等对于测定钡的灵敏度都存在着一定的影响，必须对这些要素进行进行严格的控制。在空气与乙炔比例进行确定的过程中，通过固定一种气体的流量、改变另一种气体的流量的方法对空气与乙炔的最佳流量进行决定，当吸光度大而平稳时流量最佳。

2.8 质量保证与控制

在实验的过程中总结出以下几个方面的质控规定措施：第一，在10个样品分析完成之后应该对仪器进行零点校正；第二，在所有样品分析的过程中都需要绘制校正曲线；第三，每10个样品进行一次校正曲线重甸甸浓度标准溶液分析，如果测定结果与浓度之间的偏差大于10%则需要重新进行校正曲线的绘制；第四，每个批次的样品应该进行一次或以上空白试验；第五，每个批次的样品应该测定10%或以上的加标样品，加标回收率应该在85%-110%之间。

3 结语

本文建立了原子吸收分光光度法测定水中钡含量的方法，并通过实验对该方法进行了研究。通过研究发现，原子吸收分光光度法在水中钡含量的测定过程中具有较高的可行性，并且这种钡测定方法具有选择性、灵敏度、操作性、成本等多个方面的优点。本文重点阐述了火焰原子吸收分光光度法测定水中钡含量的方法，该方法在准确度、精密度等方面都较好，能够满足对工业废水中钡的测定要求，应进行普遍的推广。

参考文献

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[5]张丽娟，马群，王晶，谷学新，王书妍.微波消解-原子吸收分光光度法测定中成药中砷、铜的含量[J].中药新药与临床药理，2014，05（21）：342-344.

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原子光谱分析 篇4

分子由原子组成,原子结合成分子靠化学键的作用,常见的化学键有离子键和共价键,原子结合成分子有一定的结构。在分子内部不仅有电子的运动,还有分子的转动和内部的振动。1666年,牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱,他发现白光是由各种颜色的光组成的,这是光谱最早的研究。

夫琅和费在1814-1815年间公布了太阳光谱中的许多条暗线,并以字母来命名这些暗线,这是光谱中最早的基准标识。第一台实用的光谱仪在1859年由本生和基尔霍夫研制出来,从此光谱仪开始应用到光谱分析上。1896年,塞曼[1]将钠焰放进一个强磁场中,塞曼效应自此以后成为人们认识光谱现象的一种重要工具。继1962年激光光源[2]开始使用以来,激光已成为一种用于研究各种各样问题的有力手段。

在分子光谱学的发展中,产生了许多研究分子光谱的实验方法,但是对于多原子分子来说,人们虽一直在研究,但是还没有形成研究多原子分子光谱的成熟体系,本文试图对分子光谱的实验方法进行整理、分析、探讨,找出适合多原子分子光谱的实验方法,并且对这些方法进行对比分析,形成一套研究多原子分子光谱的有效实验体系,完善多原子分子光谱实验研究。

2 多原子分子光谱实验方法

2.1 紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法[3]是利用物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱,对物质进行定性分析、定量分析及结构分析的方法。

紫外-可见分光光度计由光源、单色器、吸收池、检测器、结果显示记录系统组成。在可见光区是以钨灯作为光源,其辐射波长范围在320~2500nm。在紫外区是以氢、氘灯作为光源,发射185~400nm的连续光谱。在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱,具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。紫外-可见分光光度计的单色器将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统,光源的光由入射狭缝进入单色器;单色器的透镜或反射镜使入射光成为平行光束;单色器的色散元件将复合光分解成单色光棱镜;单色器的聚焦装置由透镜或凹面反射镜构成,将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝;它的样品室放置各种类型的吸收池(比色皿)和相应的池架附件,吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池,可见区一般用玻璃池。检测器是利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号的装置,常用的有光电池、光电管或光电倍增管。

2.2 红外吸收光谱法

红外吸收光谱法是基于0.75~1000μm光谱区域(包括近红外区、中红外区和远红外区)内测定物质的吸收光谱或吸光度值,对物质进行定性、定量或结构分析的一种方法。该方法又被称为振动光谱,它是由分子振动能级的跃迁而产生的,因同时伴随有分子中转动能级的跃迁,故亦称为振转光谱。傅立叶变换红外光谱仪是研究红外吸收光谱最常用的工具之一。

傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)主要由光源、迈克尔逊干涉仪、检测器、记录系统组成。光源发射出稳定、能量强、发射度小的具有连续波长的红外光。FTIR的核心部分是迈克尔逊干涉仪[4]。检测器一般分为热检测器和光检测器。热检测器有氘化硫酸三甘钛(DTGS)、钽酸锂(LiTaO3)等类型,热检测器的工作原理是把某些热电材料的晶体放在两块金属板中,当光照射到晶体上时,晶体表面电荷分布变化,由此可以测量红外辐射的功率。常用的光检测器有锑化铟、汞镉碲(MCT)等类型,它的工作原理是某些材料受光照射后,导电性能发生变化,由此可以测量红外辐射的变化。傅立叶变换红外光谱仪红外谱图的记录、处理一般都是在计算机上进行的。

2.3 分子荧光与分子磷光光谱法

处于基态的分子吸收能量被激发至激发态,然后从不稳定的激发态返回至基态并发射出光子,称为受激发光。受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射是荧光。寿命为10-8~10-11s。由于是相同多重态之间的跃迁,几率较大,速度大。从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射是磷光。由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变,辐射速度远小于荧光,磷光寿命为10-4~10-5s。

测量荧光的仪器主要由激发光源、样品池、双单色器系统、检测器四个部分组成。它的光源发出的光在紫外-可见区范围,通常是由氙灯和高压汞灯作为。荧光用的样品池须用低荧光的材料制成,通常用石英,形状是方形和长方形的。单色器是由光栅构成的。光电管和光电倍增管作检测器,检测器与激发光成直角。

在荧光仪样品池上增加低温杜瓦瓶和斩波片即可用于磷光的测量。斩波片的作用是作用其分子受激所产生的荧光与磷光的寿命不同获取磷光辐射。通常借助于荧光和磷光寿命的差别,采用磷光镜的装置将荧光隔开。或者是采用脉冲光源和可控检测及时间分辨技术。室温测量时,不需要杜瓦瓶。

2.4 光声光谱法

光声光谱[5]是直接探测无辐射跃迁过程的惟一手段,20世纪70年代以来已发展成一个专门的研究领域,研究对象涉及物理、化学、生物、材料等学科,并且能给半导体工业和微电子工业的研究提供一种新的研究和检测手段。光声光谱直接测量光束与材料相互作用后所吸收的热量,显然,它是光谱技术与量热技术的组合。

光声光谱仪是根据光声效应原理研制成的。从功能上可分为三部分,即辐射源、光声盒、信号处理和记录系统。辐射源一般由激光器构成,有CO2波导激光、钛宝石激光等。光声盒包括样品池,传声器和前置放大器,是光声光谱仪中的核心部件,它既是气体样品的容器,又装置了微音器或其他装置检测激光作用下产生的光波。信号处理和记录系统包括锁相放大器和微型计算机,光声光谱仪采用单光束结构,降低对光源高强度的要求,且光路简化。信号输出端与计算机连接,由计算机控制对光谱进行扫描、并同时采样。测试样品时可同时对光源光谱实行归一化等处理并保存。

2.5 拉曼光谱法

拉曼光谱属于分子的振动和转动光谱,通常简称为分子光谱。早在1923年,斯迈克尔等著名物理学家就预言了单色光被物质散射时可能有频率改变的散射光,印度物理学家拉曼于1928年在实验室中发现了这种散射,因而以拉曼的名字命名为拉曼散射,相应的散射光谱亦称为拉曼光谱。

激光拉曼光谱仪由波长为632.8nm的He-Ne激光器、波长为514.5nm 或488.0nm、散射强度1/14的Ar激光器作为激光光源,它由光栅构成单色器,并且含有多个单色器; 检测器是由光电倍增管,光子计数器构成,对散射的光进行检测。

3 多原子分子光谱实验手段分析和探讨

紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法属于吸收光谱,紫外-可见分光光度法源于分子中价电子在不同电子能级间的跃迁,属于电子光谱,测定的波长范围通常为190~800nm,广泛用于无机和有机物的定量测定,辅助定性鉴别,其对应的吸收光的波长范围大部分处于紫外和可见光区域。红外光谱在可见光区和微波区之间,其波长范围约为0.75~1000μm。红外吸收光谱是由于分子间的振动而产生的,所以红外吸收光谱亦属于分子振动光谱。分子荧光与分子磷光光谱属于发射光谱法。荧光法在有机化合物中应用较广。芳香化合物多能发生荧光,磷光分析主要用于测定有机化合物,如石油产品、多环芳烃、农药、药物等方面。拉曼光谱法属于散射光谱法,亦属于研究分子振动的光谱学方法,测量光谱范围40~4000cm-1,由分子的极化率变化引起,适合分子骨架的测定。

光声光谱法测量的是物质的吸收光谱,它不直接测量光谱的本身。

而是通过检测物质在吸收辐射后热激发的声波来获取光谱信息。光声光谱适于测量高散射样品、不透光样品、吸收光强与入射光强比值很小的弱吸收样品和低浓度样品等,而且样品无论是晶体、粉末、胶体等均可测量,这是普通光谱做不到的。

紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法,紫外-可见分光光度测定的波长范围通常为190~800nm,红外吸收光谱法测定的波长范围是0.75~1000μm。拉曼光谱法属于散射光谱法,测量光谱范围是40~4000cm-1。紫外-可见光谱与荧光光谱测定同样是在紫外-可见光区有吸收的物质,但某些物质吸收特定波长的光后,除产生吸收光谱外还会发射比原吸收波长更长的荧光。能产生荧光的物质分子首先必须具有较强的紫外可见吸收,但是能产生紫外可见吸收的分子却不一定都能发射荧光,所以荧光光谱选择性比紫外-可见光谱好。由于荧光光谱测量光强,定量分析的灵敏度也比紫外可见光谱要高2~3个数量级,适用于微量无机物和有机物的定量,但当样品浓度过高时会发生荧光自熄灭现象 。红外光谱与拉曼光谱同属于研究分子振动的谱学方法,但各自的侧重点有所差异及物理原理不同,前者是吸收光谱,由分子的偶极距变化产生,适合分子端基的测定;后者是散射光谱,由分子的极化率变化引起,适合分子骨架的测定,两者可以相互补充 。

摘要：分别介绍了紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法、分子荧光和磷光光谱法、光声光谱法和拉曼光谱法的光谱实验原理和方法,并根据分子的发光特性和谱线范围对不同的实验方法进行了总结和研究。

关键词：光学,傅立叶变换红外光谱仪,吸收光谱,红外

参考文献

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[4]郑一善.现代分子光谱学的进展[J].红外研究,1984,3(2):187-188.

原子光谱分析 篇5

食品中的.重金属铅、镉(Cd、Pb)检测分析通常采用原子吸收光谱法,在分析中主要存在两大干扰:光谱干扰和化学干扰.通过对这两大干扰进行对比研究分析表明:加入合适基体改进剂和保护剂以及恰当利用检测狭缝宽度,或采用化学分离等方法,可以减小或消除这些干扰.

作 者：周建成 刘芳 陈万明 张湘晖 蒋晖 李坤 左雄建 作者单位：周建成,陈万明,张湘晖,蒋晖,李坤,左雄建(湖南省农产品质检中心,湖南,长沙,410005)

刘芳(湖南生物机电学院科研处,湖南,长沙,410127)

原子吸收光谱法的应用及干扰排除 篇6

关键词：原子吸收光谱法 干扰消除 故障分析

原子吸收光谱法（AAS）是一种基于待测基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法，是测定痕量和超痕量元素的有效方法。1953年，Walsh博士发明锐线光源，1954年全球第一台原子吸收仪在澳大利亚诞生，1955年，Walsh的论文《原子吸收光谱在化学中的应用》奠定了原子吸收光谱法的应用基础[1，2]。20世纪60年代初，PerkinElmer和Varian公司先后推出商品化原子吸收光谱仪，原子吸收技术进入迅速发展时期。目前，商品化原子吸收光谱仪的生产厂家主要有PerkinElmer、Varian、Jena、Thermo和Unicam等。

1 原子吸收光谱法的原理及技术特点

1.1 基本原理 对于每种元素来说，它的原子核周围都有特定数量的电子，每种原子常见的和最稳定的轨道结构称为基态，当原子获得一定能量后其外层电子被激发到不稳定的形态，即激发态。激发态原子是很不稳定的，最终将会返回到基态，同时发射出一定波长的电磁波。原子吸收是指气态自由原子对同种原子发射出的特征波长光的吸收现象，原子吸收光谱法是基于样品蒸气中被测元素的基态原子，对光源发出的该种元素的共振发射线的吸收程度大小进行定量分析方法，其波长区域在近紫外和可见光区。

1.2 原子吸收光谱法的应用 原子吸收光谱仪也称原子吸收分光光度计，常见的有单光束和双光束两种类型，主要由光源、原子化器、分光系统、检测器、数据处理及显示系统等5个部分组成。它主要用于测定各类样品中的微量、痕量金属元素，如水质分析、环境监测、生命科学研究、农林科学、地质普查、食品商检、医疗卫生、药检、冶金和石油化工等领域，在部分领域已被列入标准分析方法。

①优点：检出限低，灵敏度高；选择性好，精密度高；光谱干扰少，准确度高；可测元素多（70多种），操作简便，应用范围广。②局限性：测定W、Ta、Zr等高温元素不如发射光谱法，不能同时测定多种元素，测定复杂基体样品中的微量元素时易受主要成分影响，火焰在紫外区存在一定程度的自吸现象。

环境监测中常见重金属的火焰原子吸收测定参数详见表1。

2 原子吸收光谱测定中的干扰及其消除

原子吸收光谱法是一种干扰很少的技术，在实验室检测过程中，通常存在的干扰有背景吸收、化学干扰、电离干扰、基体干扰、发射干扰、吸收干扰及噪声干扰等七类[3，4]，消除或补偿这些干扰的方法如下。

2.1 背景吸收 产生原因：火焰中离子对光的散射，未分解的混合物分子对光的吸收。背景吸收特异性较差（区别于特征吸收），可在很宽波长范围内观察到。消除方法：连续光源法（氘灯、碘钨灯），自吸收法，塞曼效应校正法。

2.2 化学干扰 化学干扰是指对于被测元素形成自由原子的干扰。消除方法：调节燃烧器高度，使用更高温度火焰；加入释放剂或保护剂；协调标液与样液的组成（让标准液与样液所含的无机酸种类和浓度相同），如：测定钙时改用笑气-乙炔火焰，或加入一定量的硝酸镧溶液消除磷酸根的干扰。

2.3 电离干扰 电离干扰是指火焰提供的能量使待测元素外层电子脱离原子，降低了基态原子数量。消除方法：加入电离抑制剂，使用低温火焰，调节燃烧器高度，如：测定肥料中钾时加入电离电位更低的硝酸镧或硝酸铯溶液。

2.4 基体干扰 产生原因：样品的物理性质（温度、浓度、粘度、表面张力、燃烧性质等）与标液物理性质相差过大。消除方法：使样液、标液、空白液的组分相匹配，加入基体改进剂，标準物添加法。

2.5 发射干扰 发射干扰产生于空心阴极灯，包括被测元素本身各条发射线间的影响，即当样品浓度很高时，其他发射信号落在使用的光谱通带内。消除方法：减小狭缝宽度，增加等电流，稀释样品，改用温度较低的火焰。

2.6 吸收干扰 吸收干扰指样品中某共存元素的吸收波长落在待测元素的吸收线带宽内就会引起吸收干扰，使测定结果偏高。消除方法：减小狭缝宽度，选择次灵敏线，降低原子化温度，选择适当背景校正方式。

2.7 噪声干扰 噪声指测量信号（吸光度）随时间的波动，如白噪声、闪烁噪声、漂移噪声和分立频率噪声，光源、原子化器、检测器等都有可能成为噪声来源。白噪声：主要指由光源及其与检测器的相互作用产生的散粒噪声，延长测量时间或增加发射谱线强度可有效降低吸光度的RSD。闪烁噪声和漂移：低频部分占主要成分，变化较慢，采用调制（光源或样品）法可克服，但必须保证调制频率远大于噪声变化频率。分立频率噪声有时具有周期性，有时则不固定，可以找出仪器设计或工作环境方面的原因进行消除，或对数据进行统计处理。

3 原子吸收光谱仪常见故障分析

3.1 基线偏移 静态基线漂移。这是光源系统和检测系统故障，方法：首先查明仪器是否受潮，放置吸潮硅胶，仪器通电去潮，一段时间后仪器会逐渐正常；任何电磁感应都会使仪器产生漂移；用示波器检查“同步解调控制电路”检测点的波形，并与标准波形比较，如果波形异常，应调整使之正常。点火基线漂移。这是静态基线漂移或原子化系统故障，方法：排除静态基线漂移；检查毛细管有无堵塞和“气泡”，废液排放是否畅通和雾室内有无积水；气源压力不稳和燃烧器预热不够均会引起漂移；检查波长是否调准。

3.2 精密度变差 这是典型的分离频率噪声。方法：点火状态下吸入纯水或稀酸几分钟，冲走堵塞毛细管杂质，或用铜丝清除杂物，甚至可将雾化器拆卸后清洗；此外，空气和乙炔不纯或压力不稳、试液基体浓度过高、燃烧器缝积炭也会引起读数不稳定。

3.3 标准曲线线性差 阴极灯老化或使用高的灯电流引起分析谱线的衰弱扩宽，应及时更换光源灯或调低灯电流；狭缝过宽，使通过的分析谱线超过一条，可减小狭缝宽度；测定样品的浓度太大，高浓度溶液在原子化器中生成的基态原子不成比例，使校准曲线产生弯曲，应缩小测量浓度范围或用灵敏度较低的分析谱线。

4 原子吸收光谱分析法发展趋势

AAS的发展大致分为三个方面：一是原子化方式的改进，二是背景校正方式的变化，三是联用技术。激光光源和激光原子化技术的开发，将为微区分析和薄膜分析提供新方法。GC、LC高效分离技术的引入，拓展了AAS在痕量、超痕量分析领域内的应用空间。流动注射与AAS联用技术的应用，实现了基体复杂的元素，如As、Se等的测定。配合物、多元配合物与AAS的结合提高了检测灵敏度，大大拓展了AAS的应用范围。随着理论研究的深入与技术的不断进步，在不久的将来可能会出现更高分辨率、使用连续光源的原子吸收光谱仪。

参考文献：

[1]叶宪曾，张新祥，等.仪器分析教程（第二版）[M].北京：北京大学出版社，2007.

[2]李昌厚.原子吸收分光光度计仪器及其应用的最新进展[J].生命科学仪器，2006，4（8）：3-8.

[3]张扬祖.原子吸收光谱分析技术应用基础[M].上海：华东理工大学出版社，2007.

[4]汪雨，陈舜琮，杨啸涛.连续光源原子吸收光谱法的研究进展及应用[J].冶金分析，2011，31（2）： 38-47.

作者简介：

原子光谱分析 篇7

关键词：石墨炉,自动进样器,精密度,节能效果

1 仪器使用

取得准确数据的关键在于保证仪器处于正常状态, 虽然有时仪器自检通过了, 但有些部分仍有待大家在实验操作前进行检查。1.1光源部分:在保证实验室环境温度和湿度达标的情况下, 检查灯的负高压是否处于正常范围 (一般为450~650v) , 若发现负高压特高, 就要检查光路, 看光路是否被异物挡住, 又或镜片是否有起雾结水现象, 解决方法是可用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭, 然后用擦镜纸擦干即可。

1.2 自动进样器:

观察自动进样器管路是否正常, 如果很长时间不用, 特别是出现中途停止分析序列的情况时, 待测溶液会在毛细管中蒸发结晶, 导致自动进样器管路不流畅, 易出现进样延迟和清洗毛细管出水速率减缓的现象。实验过程中要控制好进样量的大小和进样管的进样深度。一般进样量为20u L时, 注射深度为-0.5mm左右。

2 仪器维护

正确和及时的维护仪器有助于延长仪器使用寿命、保证仪器正常运转。保持实验台面和仪器外部清洁是对实验人员的基本要求, 同时还有两点要值得注意。

2.1 自动进样器:

自动进样器吸样过程类似于生活中常见的注射器工作原理。如果长期用蒸馏水作为洗液, 会有空气中灰尘进入进样管里面, 会在管路的拐弯处集结, 导致进样缓慢。因此把稀硝酸作为洗液是最好的选择, 但基于进样器活塞的材质属金属类, 易被硝酸腐蚀, 稀硝酸清洗完毕后再用蒸馏水清洗。

2.2 石墨炉膛:

石墨管内是一个干燥、灰化、原子化、冷却和清洗的循环过程, 实验过程中石墨产生的积碳和待测物质灰化时产生的烟雾, 会在炉膛附近凝结。如果长时间不清理, 炉膛底部的控温镜可能会因为积碳的干扰, 失去控温能力, 导致石墨管烧断。一般在每次更换石墨管时清洗一次石墨炉膛。

3 常见问题与解决办法

石墨炉存在的主要问题包括石墨管的选用、升温参数的选择、空白信号异常、灵敏度低、精密度异常以及平行测定。在解决以上问题时要保证石墨管是待测元素所适合的管子型号。

3.1 石墨管的选用:

实验前根据待测样品选择合适的石墨管。一般有三种类型:普通石墨管、涂层石墨管和平台石墨管。普通石墨管适用于原子化温度底的元素测定, 如测定生活饮用水中的铅和镉。涂层石墨管适用于原子化温度高的元素如钒元素。平台石墨管适用于基体复杂的样品如钼元素。常用的石墨管是普通石墨管和涂层石墨管。

3.2 升温参数的选择:

在实验分析过程中石墨炉的升温参数起着关键作用。这个环节值得我们注意的是做好灰化温度和吸光度曲线图, 原子化温度和吸光度关系图及背景吸收和吸光度谱图, 而对于有无基体改进剂时, 最佳灰化温度是不同的。如镉元素, 有基体改进剂时灰化温度600℃, 相反无基体改进剂时灰化温度为300℃

3.3 空白信号异常:

这种情况分为空白值高或浓度值和信号值不成比例。

3.3.1 实验用水和化学试剂的选择:

分析测定时, 空白样的大小直接影响测定结果的准确度和精密度。所以在实验中要选择超纯水和优级纯的无机酸。

3.3.2 容器和器皿的选择:

表面吸附也是容器对分析结果影响的成因。污染的来源还包括自动进样器、石墨管存在高含量待测元素的残留和石墨杯污染。解决方法是用浓度为2%的洗液浸泡24小时, 再依次用自来水和蒸馏水冲洗。

3.4 灵敏度低:

主要考虑自动进样器是否准确加入到石墨管中, 因为自动进样器的毛细管是易挂水珠, 若是将进样针的深度调整的不够深入, 而又靠近石墨管的上壁, 由于分子张力的作用, 溶液直接跑到石墨管外面来。解决方法是等进样针离开石墨管后直接从石墨管的正上方观察待测溶液是否从进样孔溢出。

3.5 精密度异常:

基体改进剂能够去除更多的干扰元素, 保证待测元素有更加稳定的吸收信号。卤元素与金属形成的共价化合物会使化合物的熔沸点比该金属元素的离子型化合物低 (如氯化铅) , 基体改进剂对一般样品不会产生太大的影响, 但碰到类似样品效果就会显示出来。有一次我用不加基体改进剂的方法测定水样中的铅, 结果低于正常值。在保证原子化温度为1500℃不变的前提下, 加入5μL 1%硝酸钯基体改进剂后, 灰化温度从600℃提高到800℃后就得到了正确结果。

3.6 平行测定:

由于测定过程中无法避免随机误差, 而随机误差产生的原因很多, 随机误差又会对实验结果产生很大影响。要减少测定中的随机误差, 解决方法就是增加相同样品的测定次数。

原子吸收仪应用新技术分析 篇8

1 方法原理

化学形态分析主要采用色谱法。对一些具有挥发性的化合物, 气相色谱 (GC) 是主要的分析手段。但由于一般色谱检测器对大多数金属元素的测定不够灵敏和特效, 使得GC在有机金属化合物的形态分析方面受到许多限制。原子吸收光谱 (AAS) 作为元素特效检测器与GC联用已成为金属形态分析的主要方法, 这种联用技术既具备GC分离能力强、基体干扰少等优点, 也具备AAS灵敏度高和选择性好的特点, 弥补了GC检测器对金属不灵敏和AAS对同一元素的不同形态无法区分的缺陷。

GC-AAS联用装置。它的原理是:待测样品由进样口注入, 在气化室气化后由载气带入色谱柱, 由于进入色谱柱的待分离组分具有不同的物理或化学性质, 它们在固定相和流动相中具有不同的分配系数, 当这些组分随着流动相 (载气) 移动时, 它们在两相间反复多次分配, 从而使各组分得到完全分离, 分离后的各组分在载气和辅助尾吹气的共同作用下进入加热的不锈钢管, 分解后得到待测物的元素态并通过T型管的吸收管进入石英原子化器并被原子吸收仪测定。

2 原子吸收光谱分析的优点

原子吸收光谱分析能在短短的三十多年中迅速成为分析实验室的有力武器, 由于它具有许多分析方法无可比拟的优点。

2.1 灵敏度高

采用火焰原子化方式, 大多元素的灵敏度可达ppm级, 少数元素可达ppb级, 若用高温石墨炉原子化, 其绝对灵敏度可达10-10~10-14g, 因此, 原子吸收光谱法极适用于痕量金属分析。

2.2 选择性好

由于原子吸收线比原子发射线少得多, 因此, 本法的光谱干扰少, 加之采用单元素制成的空芯阴极灯作锐线光源, 光源辐射的光谱较纯, 对样品溶液中被测元素的共振线波长处不易产生背景发射干扰。

2.3 操作方便、快速

原子吸收光谱分析与分光光度分析极为类似, 其仪器结构、原理也大致相同, 因此对于长期从事化学分析的人使用原子吸收仪器极为方便, 火焰原子吸收分析的速度也较快。

2.4 抗干扰能力强

从玻尔兹曼方程可知, 火焰温度的波动对发射光谱的谱线强度影响很大, 而对原子吸收分析的影响则要小的多。

2.5 准确度好

空芯阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素所吸收。所以, 原子吸收分析的准确度较高。当然, 原子吸收光谱分析也存在一些不足之处, 原子吸收光谱法的光源是单元素空芯阴极灯, 测定一种元素就必须选用该元素的空芯阴极灯, 这一原因造成本法不适用于物质组成的定性分析, 对于难熔元素的测定不能令人满意。另外原子吸收不能对共振线处于真空紫外区的元素进行直接测定。

当然, 也可能同一个业主同时属于几类不同类型的业主, 这时可以根据具体情况进行分析。

3 气相色谱与原子吸收分析联用技术应用

GC-AAS联用技术的发展使得许多由单一的色谱法无法检测到的痕量有机金属化合物的形态得到灵敏测定, 同时也将AAS的应用由测定单一元素的总量扩展到形态分析领域。

GC-AAS联用的关键是接口部分的设计, 本实验室发展的GC-AAS联用技术的接口具有以下优点:

3.1 T型石英管较长, 可使原子在光路内

的滞留时间增加, 且样品在进入吸收管以前原子化, 到达吸收管之前有一段距离使之降温, 比直接加热T型管获得的灵敏度高, 有利于提高测定灵敏度;

3.2 选用0.5~1.0mm内径的不锈钢管传送,

克服了样品在传送过程中由于扩散而造成的谱带展宽, 获得了满意的分离效果;

3.3 不锈钢管口进入到T型吸收管的交点

处, 使其尽量靠近空心阴极灯的光束而又不阻挡光束, 同时可避免在其中分解的待测组分在吸收管前的扩散, 获得好的峰型。

目前GC-AAS联用方法已广泛用于环境和生物样品分析、饲料检测、精细化工分析及药物检测等方面, 多为痕量有毒有机金属化合物的形态分离与测定, 典型的有有机汞、有机硒、有机锗、有机锡等的形态分析。本课题组先后完成了空气中二甲基汞 (DMM) 、二乙基汞 (DEM) 、甲基汞 (MMC) 、乙基汞 (EMC) 和苯基汞 (PMC) 的形态分析、生物样品中MMC的分析、土壤及底泥中MMC、EMC、PMC的分离测定和二甲基硒、二乙基硒和二甲基二硒的形态分析。有关的研究1998年获得中国科学院自然科学二等奖。

4 气相色谱与原子吸收分析联用技术的发展前景

由于GC-AAS联用既避免了AAS用于形态分析时需将所测形态单独从基体中分离出来的复杂操作, 又克服了传统GC检测器对环境中痕量有机金属化合物不灵敏的缺点, 因而广泛适用于环境及生物样品中极性差别不大、在一定的加热温度下有挥发性, 但热稳定、原子化温度较低的有机金属化合物, 如烷基汞、硒、锡、锗和铅等的形态分析。若与新兴的样品前处理技术, 如微波萃取、固相萃取、固相微萃取等联用, 可大大缩短GC-AAS的分析时间, 使之更适合现代环境分析快速、准确的要求。但对于Hg2+和饱和烷基汞、Se4+和饱和烷基硒这两类极性差别很大, 以及砷化物这类不易挥发、热不稳定的化合物的分离测定, GC-AAS的使用还受到一定的限制。

摘要：传统的环境监测只对有毒金属元素的总量进行检测, 但现代科学研究表明, 许多元素的毒性与其化学形态有关, 同种元素的不同形态对环境和人类的影响也不一样。在生物学领域中, 金属以何种方式作用于生物体系, 其决定因素是金属元素的化学形态而不是其总量。因而在现代环境科学研究中不仅要对元素的总量进行测定, 更需对其进行形态分析, 以了解化合物在环境中的赋存形态、迁移转化规律及其毒理效应。

关键词：原子吸收,气相色谱,联用技术

参考文献

[1]赵泰.连续光源原子吸收光谱仪——划时代的技术革命[J].现代科学仪器, 2005 (1) .[1]赵泰.连续光源原子吸收光谱仪——划时代的技术革命[J].现代科学仪器, 2005 (1) .

[2]刘俊娓, 丁亮, 闫惠珍.从BCEIA看高新技术在原子吸收光谱仪中的应用[J].现代科学仪器, 2007 (3) :63-65.[2]刘俊娓, 丁亮, 闫惠珍.从BCEIA看高新技术在原子吸收光谱仪中的应用[J].现代科学仪器, 2007 (3) :63-65.

原子光谱分析 篇9

在很多的研究领域里,水中溶解物或悬浮物的性质均极其重要,在当今时代里,人类活动对水源的污染是极其普遍的事,显然需要对人类的用水进行处理,食用生产(例如农用灌溉和养渔业生产)的用水的成分同样非常重要,工业污染对水体环境的影响需要定期检测,这就意味着要了解水中的物质成分,要了解各种污染进入水体中的模式和其最终结果,ICP光谱在这方面所起的作用正在不断增长。

ICP-AES光谱分析法的能力看来在许多方面与水的分析的要求十分一致,作为一种液体,水是注入ICP最有力的形式,而且除了分析元素的含量太低需要预富集以外,仅仅需要对水样进行稳定处理而不需要任何其他化学预处理,尽管不同水样中分析元素的含量变化很大,但是除了少数元素以外,其检测限低也特别有利于水的分析,天然水中很多元素的含量都非常低,其正常含量远远低于它们的ICP-AES检测限,在某些实际情况中(例如排放水)可能不用重视这个问题,那里往往具有可允许的元素的最高含量,大多数情况下均高于ICP-AES光谱分析法的检测限。但是,在地质研究和环境研究中以及某些其他研究领域里,水中元素的实际含量时十分重要的,在这些情况下进行ICP-AES光谱分析有必要对分析元素进行预富集,例如,用ICP-AES 很少直接测定未污染海水中的微量重金属元素。

1 ICP-AES直接分析水

1.1 峰视觉路线

很多水的样品时可以不需要经过预处理的,直接用ICP-AES 进行分析。例如2001年美国农业部对来自于不同城市的水样进行了直接分析,实验在佬威尔美国实验室进行,联合了同步有序的高分离度的系统, Ca, Cu, Fe, Mg, P, K, Na, Mn, Zn, Co, Cr, Ni 和V在同步模式中检测,而Na和K是在相序模式中检测,等离子体的最优化(垂直和水平的),以10 μg/mL Mn (257.6 nm)溶液作为峰元素。在这条线路里,聚焦于等离子体进口裂缝处的镜子,移去最优化发射信号,一个“峰视觉”路线,用与调整孔穴在296.73 nm Hg相关线上,每20 min自动进行,背景校正主要用波长选择在样品扫描很宽的范围内[1]。

1.2 气相注入法

汤姆森等[2]介绍了某些可形成挥发性氢化物的元素(砷,碲,铋,硒)的直接同时测定,并已用于采矿业污染的河水分析,利用ICP装置所获得的检测限为0.5~1 μg/mL,现在这种方法的元素分析范围能够扩大到铅,硒,锗和汞,这种直接分析方法非常灵敏,足以检测供水中某些有毒元素的超标含量。

在直接分析水中,还有电热气化法,原则上可以用于水样分析,但这种方法测定水样中微量成分至今看来还没有得到所希望的检测限,另外还有不连续进样法等。

2 水分析的预富集方法

预富集技术使待测元素转入比原水样体积小的试液中,从而使分析方法可扩大应用于低含量分析。现有预富集的方法可分为非选择性(样品中原有的溶解物质都等同富集)和选择性(仅某些待测元素富集,其余的弃去)两种,在ICP光谱分析中,选择性方法特别有用,因为这种方法常常能富集样品中的含量的重金属元素,且能剔除有时会引起干扰或造成雾化器盐析等问题的常量元素。在已经与ICP-AES联用的预富集方法中,利用蒸发减少样品体积的方法是主要的非选择性方法,而溶剂萃取和共沉淀则用作选择性方法,离子交换法依据所用技术的特点和树脂的种类可以是选择性的或是非选择性的。

2.1 蒸发法

通过蒸发而减少水样的体积显然是富集水样中待测物的一种简单的方法。这个过程是从溶液中去掉一些水分,在将更多的样品注入到等离子体,由于雾化器对样品中固体溶解物含量的限制,以及钙和镁含量的增加使背景干扰效应增大,所以这种方法的应用仅限于淡水,尽管如此,对于大多数淡水来说,蒸发仍是一种迅速和简单的方法,它能富集10~20倍,只要需要它也能够进行大批样品的蒸发,这种方法很少有污染问题或待测元素的损失。而且,蒸发法不依赖于离子间的反应,因为与其他方法不同,它能富集非离子形态成分和惰性离子。

汤姆森等[2]介绍了一种蒸发方法,它可得到同时型ICP系统分析所用的小体积试液。将水样(10或20 mL)置于硼硅玻璃试管中,在铝电热板上加热,快速蒸发至(1±0.1)mL,蒸发之前,在试管中加入1.00 mL含有镧(10.0 μg/mL)的盐酸(1 mol/L),蒸发后所得溶液用ICP-AES按正常方式分析,考虑到水样最终体积的不一致用镧作内标,由于体积的差异而造成酸浓度的变化不大,且对测定没有影响,所以可以忽略酸的损失。

2.2 混合床离子交换法

离子交换法实际上是基于外部液相和离子化固定相之间离子可逆交换的原理,固定相是由不可溶但可渗透的聚合物基体组成,这种聚合物基体含有固定的带电基团和带相反电荷的可流动的对离子,这些对离子可以与外部液相中的其他离子交换.在水样中加入混合床离子交换树脂能够达到完全的去离子化,鲍卡姆等人介绍了这种方法,将水样采集在塑料瓶中,之后立刻加入树脂,随后以采样车辆行驶造成的振动就足以搅拌混合各相态的物质,从而完成去离子化,倾倒上层溶液后,用酸处理树脂,就能使待测元素以较小体积回收,由于这种方法是非选择性的,所以除了挥发性元素没有损失这一点以外,其优点和局限性与蒸发法相类似。

2.3 选择性离子交换法

Chelex-100是一种选择性离子交换树脂,用于捕集痕量金属离子,斯特金等人在用ICP-AES 分析之前用Chelex-100树脂富集海水中痕量元素,富集倍数为25倍,并将结果与其他方法的结果进行比较,其中铁,铜,铅,镉,镍和钴的回收率均很好,所以测定时无基体影响。Dowex1-x10是一种阴离子交换树脂,柯瓦奇挖等人介绍了用这种阴离子交换树脂来检测Pt和Pd,两种金属从基体中分离被选择性保留在柱中作为阴离子氯络合物,在60 条件下被循环的硫脲洗脱,洗脱剂中含有被ICP-AES 所分离的Pt和Pd,平均回收率可以达到98%,而且两种金属的检测限都达到了15 ng/g。这种方法主要依赖于基体铂系金属阴离子氯络合物的分离,它存在于稀酸溶液中阴离子部分,阴离子氯络合物的选择性地保留在阴离子交换物上或者穿过阴离子交换柱,强的阴离子交换物在铂系金属的分离和富集预处理上有相当广泛的应用。

2.4 溶剂萃取法

在不同的溶剂中溶质由不同的溶解性,同一种溶剂从一个混合物中选择性的除去一种溶质的过程被称为萃取。正如离子交换法,溶剂萃取法已经广泛用于预富集水中痕量的阳离子状态待测元素,然后再用AES测定,克雷塞一[3]综述了这方面的内容,在众多的可能体系中,最适用于ICP光谱分析的方法是那些用二硫代氨基甲酸盐的萃取方法,他们能够同时萃取很多令人感兴趣的重金属元素。这种方法能够完全除去干扰元素,而且其多元富集能力是一个有利于ICP光谱分析的重要因素。

麦克劳德等[4]已证明了同时富集和测定外海海水中镉,铜,铁,钼,镍,钒和锌的可行性,在500 mL海水中加入缓冲剂(pH=4)和混合洛合剂(即四甲撑二硫代氨基甲酸胺和二乙基二硫代氨基甲酸二乙胺)以后用三氯甲烷萃取,其富集倍数可达250~500倍,然后将待测元素从有机相中反萃取出来,再溶于1 mL或2 mL稀硝酸中。这种方法的检测限已适用于前面所说的外海海水中那些元素的含量,但是还不适于铅和钴(他们的ICP检测限太差)以及镉和锰(它们难以萃取)。

2.5 共沉淀法

共沉淀被理解为某一物质在离子积尚未超过溶度积后处于过饱和和亚稳状态等一般可溶条件下,从溶液中被主体沉淀带下来,主体沉淀称为载体。从上世纪中叶,人们一直用共沉淀作为同时富集许多微量元素的方法,但是在水分析中应用的不多,马洛里[5]介绍了一种用硫脲从天然水中沉淀各种金属元素的氢氧化物和硫化物方法。将沉淀过滤后进行光谱分析,成功的测定了砷,碲,铋,镉,铜,铅,铝,铍,铬,铁,镧,钛,锌。

2.6 在线预富集

在饮用水中钒的测量较为困难是由于它的浓度太低,使用在线预富集系统包括流动进样ICP-AES方法可以获得很高的灵敏度和准确度,FI-ICP-AES 在线预富集系统的耦联增加了预富集的速度和分析过程,降低了样品的损耗和污染的可能,将V-5-Br-PADAP的络合物[6]应用于微柱可获得95%的回收率,应用于饮用水中钒的预富集检测限可达μg/L甚至更少,而且其过程有很好的重现性和准确度。

Zougaph等[7]介绍一种在线预富集铅的方法,在一个微柱上填充TS-凝胶的硅柱,金属直接保留在吸着柱上随后用EDTA将其洗脱,五个变化(样品流动速度,洗脱流动速度,洗脱浓度,pH和缓冲液浓度)被作为优化过程的因素,最优化状态应用在流动进样电感耦合等离子体原子发射光谱中铅的测定,有一个线性校准范围从10到500 ng/mL铅,富集因素为41,检测限可达15.3 ng/mL。

3 前 景

目前,元素分离和富集是一个非常有前途的研究领域。在线分离富集有其极大的优点,它的应用及研究也将非常有用,以后更多的研究可能在于在线富集各种金属之间的比较。另外,现在在单个元素的富集技术上已经有了大量的知识,单元素组分离的探索还不够,这对ICP-AES光谱分析倒是一个很有用的领域。

摘要：电感耦合等离子体原子发射光谱分析法(ICP-AES)是近年来迅速发展得一种分析方法,它可以测定除少数元素以外的所有元素,灵敏度高,干扰小,线性范围宽,可以同时测定和顺序测定多元素等特点。近年来,ICP-AES已用于很多方面的检测,尤其是对于水的检测,包括对水中金属元素的直接分析和预处理方法的研究。

关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱,水,预富集,直接分析

参考文献

[1]Nancy J.Miller-Ihli,Scott A.Baker.Trace Element Composition ofMunicipal Waters in the United States:A Comparison of ICP-AES andICP-MS Methods[J].Food Composition and Analysis,2001(14):619-629.

[2]M.Zougagh,A.Garca de Torres,J.M.Cano Pavon.Determina-tion of cadmium in water by ICP-AES with on-line adsorption pre-concentration using DPTH-gel and TS-gel microcolumns[J].Talan-ta,2002(56):763-761.

[3]R.G.Wuilloud,J.A.Salonia,J.A.Gásquez,R.A.Olsina,L.D.Martinez.On-line preconcentration system for vanadium determinationin drinking water using flow injection-inductively coupled plasma a-tomic emission spectrometry[J].Analytica Chimica Acta.,2000(420):73-79.

[4]Krzysztof Jankowski.Direct determination of trace amounts of sodium inwater-soluble organic pharmaceuticals by microwave induced plasma a-tomic emission spectrometry[J].Talanta,2001(54):855-862.

[5]Petya Kovacheva,Rumyana Djingova.Ion-exchange method for sepa-ration and concentration of platinum and palladium for analysis of envi-ronmental samples by inductively coupled plasma atomic emission spec-trometry[J].Analytica Chimica Acta.,2002(464):7-13.

[6]N.Velitchkova,E.N.Pentcheva,N.Daskalova.Determination of ar-senic,mercury,selenium,thallium,tin and bismuth in environmentalmaterials by inductively coupled plasma emission spectrometry[J].Spectrochimica Acta.,2004(59):871-882.

间接原子吸收光谱的研究进展 篇10

关键词：原子吸收,分析,间接法

由于原子吸收光谱分析具有简便、高速、准确和选择性高等优点,从文献报道来看,原子吸收目前可以测定七十多种元素,对许多元素来说,测定的灵敏度比较高,因此,在金属元素分析中得到了迅速发展和广泛应用[1]。然而,由于有些元素(如F、Cl、Br、I、S、N和P)的主要共振吸收线位于波长小于200 nm的真空紫外区,还有一些元素在火焰中易形成难熔的氧化物,原子化度小,不能提供足够的基态原子,灵敏度低,使得原子吸收分析在应用上受到限制。为了提高灵敏度,扩大原子吸收法的应用范围,间接AAS应运而生。1968年Christian和Feldman研究了利用AAS可以间接测定一些无机阴离子和有机化合物;1973年Kirkbright和Johnson总结了当时的工作进展,论述了非金属、金属、阴离子和部分有机化合物的测定。此后,间接AAs得到了较快发展[2]。

间接AAS不是直接测定待测物或组分本身,而是测定能与待测物或组分进行定量化学反应的其它元素的原子吸收信号,间接求出待测元素或组分的含量。按照间接AAS利用的化学原理不同,该方法可以分为六类:(1)利用沉淀反应的间接法;(2)利用络合和离子缔合反应的间接法;(3)利用氧化还原反应的间接法;(4)利用置换和分解反应的间接法;(5)利用干扰效应的间接法;(6)利用杂多酸的“化学放大效应”的间接法[3]。

1 利用沉淀反应的间接AAS法

利用样品中的被测物质与阳离子发生反应,生成一种难溶的化合物,测定溶液中过量的金属离子或沉淀中的金属离子,从而间接得出被测物质的含量。 这种方法在制作工作曲线时须经与试样一样的沉淀、分离处理,较费时间,但可以避免沉淀反应本身带来的误差和一些操作误差。

盛若虹[4]根据异烟肼和铜离子定量反应生成沉淀这一原理,用间接原子吸收光谱法测定药物中异烟肼的含量。探讨了最佳实验条件,在此条件下测定异烟肼线性范围50~500 μg/mL,相对标准偏差1.37%,该法简便,快速、易于控制。采用本法测定药物制剂中异烟肼含量所得到的结果与药典法相一致。冒爱荣[5]建立了测定西沙必利片中西沙必利含量的间接原子吸收光度新法。样品经氧瓶燃烧法处理后,加入过量且定量的硝酸银, 使其与氯离子生成难溶的氯化银沉淀,经离心分离后再利用原子吸收光谱法测定上清液中剩余Ag+的含量,间接计算出西沙必利的含量。在最佳实验条件下,方法的线性范围为0~310 mg /L,回收率为97.5%~103.8%。方法准确,检出限低,适合于西沙必利片中西沙必利含量的测定。王尚芝[6]等提出了流动注射-原子吸收光谱法间接测定西米替丁的新方法。基于西米替丁与Ag(iv)反应可以生成白色的沉淀,经流动注射在线过滤稀释,以原子吸收光谱法测定反应剩余银离子的量来间接测定西米替丁的量。在优化条件下西米替丁浓度在2~80 mg/L 范围内与吸光度呈良好的线性关系,回收率为97.0%~104.3%。方法用于片剂西米替丁的测定,结果满意。M.C. Yebra等[7]用沉淀反应,间接原子吸收法测定了牛奶中碘的含量。

2 利用络合和离子缔合反应的间接AAS法

该法是基于一些待测物质的结构上有络合基团或鳌合基团,可与金属离子或试剂反应生成金属络合物或离子对缔合物、鳌合物等,经溶剂萃取等手段进行分离后用原子吸收法测定剩余过量的未参与络合反应的金属离子或络合物中的金属离子来间接测定待测物质的含量。

刘咏[8]等提出了间接测定黄姜中薯蓣皂甙元的原子吸收光谱法。该法基于薯蓣皂甙元能与碱式醋酸铅发生络合反应,生成难溶于水的白色沉淀,经离心分离后,用原子吸收法测定上清液中过量的铅离子,可间接测定薯蓣皂甙元的含量。该法线性范围为0.0~40.0 mg/L;相对标准偏差为0.9%~1.1%;回收率为98.9%~102.9%。马亚军等[9]提出了间接测定葡萄籽提取物中原花青素的原子吸收光谱法。它是基于原花青素能与醋酸铜发生络合反应,生成难溶于水的棕黄色沉淀,经离心分离后,用原子吸收法测定上清液中过量的铜离子,可间接测定原花青素的含量。方法线性范围为3.0~30.0 mg /L;RSD为1.1%~1.2%;回收率为98.9%~102.0%。

3 利用氧化还原反应的间接AAS法

该法是根据待测物质的氧化还原性,经氧化还原反应后,使可测元素产生一种可直接测定的等物质的量的较高(或较低)价态的金属离子或其化合物,通过测定反应物中金属离子或化合物的含量便可间接测定元素的含量。

莫超群等[10]提出了间接原子吸收法测定维生素C含量。利用还原性维生素C分子中的烯二醇基,将过量定量的Fe3+定量还原成Fe2+,本身氧化为去氢Vc。Fe2+再与定量的铁氰化钾(赤血盐) 反应生成滕氏蓝沉淀,沉淀经离心分离,测定沉淀或上清液中的铁含量,可间接测得蔬果、饮料或一些植物组织中的Vc 含量。同时优化了测定铁的最佳原子吸收条件。建立的方法易于操作,线性范围宽,检出限小于1.0 μg/mL,相对标准偏差为2.2%。该法的回收率为99.11%~104.5%,重现性较好,快速省时。董振明[11]等利用利用银离子可被维生素C 还原为银沉淀的原理, 建立了原子吸收法间接测定维生素C含量的方法,研究了原子吸收法间接测定Vc的最佳条件。建立的方法易于操作, 线性范围宽,不受样品颜色干扰且其他共存物质干扰也较小。陈丽娟[12]等先利用硫酸锌和碳酸钠固定碘,并进行灰化,将鸡蛋中的卵磷脂碘和氨基酸碘转化成I-,再利用抗坏血酸将Cu2+还原为Cu+,Cu+与I-定量反应形成沉淀的原理,利用此原理,测定上清液中剩余铜的含量,从而间接求得鸡蛋中碘的含量。研究测定碘含量的最佳条件,拟建立鸡蛋中微量碘测定的间接原子吸收光谱法。该法操作简便,线性范围宽,检出限低于1.0 μg/mL,相对标准偏差为0.58%。

4 利用置换反应或分解反应的间接AAS法

利用难溶化合物溶度积或络合物稳定常数的不同,加入一种试剂置换出易测定的金属离子,从而间接求得被测物质的含量。张琪等[13]将植物叶片中的有机硫和无机硫用酸消化使植物体中的各种硫转化成硫酸盐,利用硫酸盐与铬酸钡悬浊液反应释放出铬酸根,以火焰原子吸收光谱法测定溶液中游离的铬酸根,间接测定消化液中的硫酸盐。研究了试验条件对测定灵敏度的影响,确定了最佳试验条件,该法用于植物叶片中硫含量的分析,回收率在92.5%~96.3%之间。

5 利用各元素间的干扰效应的间接AAS

某些待测元素或化合物对可测元素的原子吸收信号有增强或降低的作用,影响的大小在一定范围内与该元素或化合物的含量成正比,通过测定可测元素,间接得出待测元素或化合物含量。

郑礼岁等[14]研究了火焰原子吸收中铝对铁的增感作用,建立了原子吸收法间接测定微量铝的方法。这种方法是基于铝对可测元素铁具有增感作用,并且铝的加入量与增感作用呈比例关系。铝的加入不仅改变了原试液的物理性质,使铁的基态原子相对集中在火焰中心,也引起了原试液的化学变化,促进了氧化铁的解离,使铁的灵敏度提高。衷明华[15]利用铝对钙的干扰效应和微量进样技术,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱间接测定了化学试剂中的铝。在钙离子浓度为5 μg/mL时,铝的最佳测定范围是1.0~5.0 μg/mL,具有样品用量少,精密度好,简便实用的优点。

6 利用杂多酸的化学放大效应的间接AAS法

这是用间接原子吸收法测定难以原子化元素的一种方法。原理是在一定的酸度下,待测元素与钼酸盐、磷酸盐生成二元或三元杂多酸,萃取除去二元磷钼杂多酸,原子吸收法测定其中的钼,可间接测定待测元素的含量。陆建平等[16]研究了火焰原子吸收法间接测定钢中的磷,在酸性条件下,磷酸根和钼酸铵形成磷钼比为1:12的磷钼杂多酸,经甲基异丁基甲酮萃取,用火焰原子吸收法测定有机相中钼,从而间接测定磷的含量。该方法克服了火焰原子吸收法不能直接测定微量磷的不足,拓展了原子吸收分光光度计的应用范围。这类方法是基于在最后测定时形成一个高摩尔比的测定元素。在杂多酸中,硅钼酸酸、磷钼酸与有机化合物的摩尔比都比较大,因此钼对有机药物有很大的放大系数(又称化学放大效应),再加上有机溶剂效应和萃取富集,使有机化合物的间接AAS法的灵敏度提高了1~6个数量级。如余煜棉等[17]利用锗与钼酸盐在一定条件下生成锗钼酸多酸,用甲基异丁基酮(MIBK) 萃取,用FAAS法测定有机相的钼酸间接测定锗。由于锗钼酸中一个Ge与十二个Mo结合,而FAAS法中钼的测定灵敏度是锗的五倍以上,再加上在有机相中测定灵敏度的提高,故能近百倍地提高锗的测定灵敏度,使得用FAAS法测定中药和食品中μg/g级的锗成为可能。本法抗干扰能力强,方法的相对标准偏差为6.8%,回收率为94%~108%,适合多数中药和植物性食品中微量锗的测定。

原子光谱分析 篇11

关键词：石墨炉原子吸收光谱；基体改进剂；铅

中图分类号：U465 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）06-0059-04

Determination of Lead in Iron and Carbon Steel by

Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrum

YAO Bo，XIANG Yang

（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFL，Shiyan 442001，China）

Abstract: Sample was dessolved in nitric acid.And disturbance was eliminated with the addition of diammonium hydrogen phosphate and magnesium nitrate as inhibitor. The lead was determined by Graphite furnace atomic absorption spectrum.Working curve in range of 0.05-0.50 ug/mL of lead solution was prepared.Recovery was found in range of 95%～106% and relative standard deviation in 3.01%～5.82%.Precition and accuracy of determination are proved to be fine.

Keywords: graphite furnace atomic absorption spectrum；inhibitor；lead

随着国家环保友好型汽车方案的实施，材料中禁限物质特别是铅含量的检测分析将越来越重要。铅在钢中含量虽然很低，但对钢的性能影响比较显著，铅同时也是一种能够蓄积的有毒重金属，具有生物不可降解性，可在环境中长期存在的特点。当铅含量达到0.003%时，会恶化铸铁中石墨形成从而影响铸铁性能，并导致缩松、漏水，故在汽车材料中痕量铅的检测尤其重要。

石墨炉原子吸收适宜痕量元素的分析。因为高温石墨炉是利用电流直接加热石墨炉产生阻热高温（3 000 ℃）使试样完全蒸发，充分原子化，从而进行吸收测定的技术。试样利用率几乎达到100%，原子化度高，自由基态原子在吸收区停留时间长。因此灵敏度和检出限要比火焰法好100～1 000倍［1］。

因生铁及碳钢中重金属元素铅含量低，检测对样品前处理的要求高，试液直接分析时，样品基体干扰大，无法测出准确数据。通过多次试验，首先对仪器参数设置进行了优化，同时加入磷酸氢二铵和硝酸镁基体改进剂消除干扰。通过与标准样品比对，结果吻合，完全能满足生产及科研的需要。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

实验仪器为：WFX-1C2型原子吸收石墨炉光谱仪，铅空心阴极灯。

铅标准溶液：称取高纯铅粉（99.99%）1.000 g于200 mL烧杯中，加优级纯硝酸（1+1）30 mL溶解，冷却，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用铅标准溶液配制成1 ug·mL-1标准工作溶液。

铁溶液：50 mg·mL-1；称取5.00 g基准纯铁置于250 mL烧杯中，盖上表面皿。分次加入60 mL硝酸（1+1），等剧烈反应停止后，缓慢加热至完全溶解、冷却。将溶液移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

磷酸氢二铵和硝酸镁的混合液：将光谱纯磷酸氢二铵1 00 mg放入100 mL烧杯中加30 mL蒸馏水溶解后，加入硝酸（１+１）2 mL，硝酸镁6 mg，待试剂溶解完全，移入100 mL的容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。

1.2 仪器的工作条件

波长２８３.３ ｎｍ，光谱通带宽度0.7 ｎｍ，空心阴极灯电流15 ｍＡ，积分时间3 ｓ，工作方式ＡＡ－ＢＧ。

1.3 实验方法

称取试样0.200 0 g于200 mL烧杯中，加入硝酸（1+1）15 mL，缓慢加热溶解，冷却后，将试液移入50 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。如有沉淀物，干过滤。

将试液及基体改进剂分别移入自动进样器的样品杯中，自动进样器依次将试液20 uL和基体改进剂5 uL加入石墨管内，按仪器工作条件测定生铁及碳钢中铅。

2结果与讨论

2.1 实验条件的选择

一般石墨炉法原子化分为干燥、灰化、原子化、除残四个阶段。当按照这四个阶段的条件进行分析并加入基体改进剂时，没有检测到分析结果。通过查阅资料得知：在选择干燥温度和时间时，为避免试样沸腾而造成喷溅损失，最好采用斜坡升温方式，并适当延长干燥时间，以保证干燥过程正常进行。最大功率升温具有灵敏度高、实际原子化温度较低的特点，并有延长石墨炉寿命的作用［2］。

灰化参数选择原则也是在待测元素不产生挥发损失的条件下，尽可能采用较高的灰化温度和较长的灰化时间。选择合适的灰化温度使待测元素与基体组分离，以减少或消除基体干扰。

本试验干燥、灰化均分两步进行，这对保证分析精密度是十分重要的（见表1）。

2.2 基体改进剂的选择

石墨炉原子吸收法是一种测定痕量元素的最佳手段之一，它的灵敏度比火焰法高出约3个数量级，不消除干扰就无法得到准确的结果［3］。

在石墨炉原子吸收法中，基体干扰可能出现在升温过程的各个阶段。分析元素与共存物生成的化合物可以是易挥发的；在灰化阶段就被挥发掉，造成被测元素的损失，也可以是难挥发的，甚至高温原子化阶段都难以解离形成基态原子，从而大大降低灵敏度。

基体改进剂是石墨炉原子吸收法分析中不可缺少的，由于在石墨炉原子分析中基体种类繁多，干扰千变万化十分复杂，为了得到高的灵敏度和理想的检出限，就必须选择适宜的物质来消除分析中的干扰。加入的金属、化合物或其他物质与基体和待测元素发生反应，改变了基体或待测元素的性质，从而有效地消除干扰。

基体改进剂在控制和消除背景干扰、灰化损失、分析物释放不完全等方面均起着重要的作用。基体改进剂应用的一些例子见表2［2］。

参考相关资料，本方法尝试了以下几种基体改进剂：柠檬酸、磷酸氢二铵、硝酸镁、EDTA，并对它们做了混合试验。结果见表3。

通过试验磷酸氢二铵和硝酸镁混合试剂能较好的满足测定要求，所以选定磷酸氢二铵和硝酸镁的混合试剂作为基体改进剂。

对柠檬酸、磷酸氢二铵、硝酸镁、乙二胺四乙酸二钠几种基体改进剂做了复配试验。试验表明磷酸氢二铵和硝酸镁混合试剂能较好的满足测定要求，最后选定用磷酸氢二铵和硝酸镁为基体改进剂。

2.3 磷酸氢二铵和硝酸镁用量试验

试验过程：在50 mL容量瓶中加入50 mg·mL-1铁溶液10 mL，1 ug·mL-1铅标准溶液20 mL测试吸光度，按表2分别加入不同量的磷酸氢二铵和硝酸镁溶液进行优选基体改进剂加入量试验。结果见表4、图1、图2。

从试验得知：未加磷酸氢二铵和硝酸镁溶液的吸光度明显低于加入磷酸氢二铵和硝酸镁溶液的吸光度。加入1 00 mg磷酸氢二铵和6 mg 硝酸镁溶液吸光度值最佳。结果表明，加入磷酸氢二铵和硝酸镁溶液，提高了分析灵敏度，数据稳定可靠。

从图3可看出，实线是待测元素的峰值，虚线是基体干扰元素的峰值。加入基体改进剂光谱仪自动减去基体干扰元素的峰值，使分析数据精确、可靠。

2.4 标准工作曲线绘制

按试验方法加入1 ug·mL-1铅标准工作溶液2.5 mL、5 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL，测定铅系列标准溶液，绘制工作曲线（见图4），铅的质量浓度在0.050～0.5 ug·mL-1范围呈线性关系。

2.5 加标回收试验

通过计算回收率验证本方法准确度，结果表明，铅元素回收率在95%～106%之间，见表5。

2.6 精密度与准确度试验

按试验方法对碳素钢、铸铁标准样品和生产样品进行8次测定，结果见表6。

由以上测得数据可知，该方法精密度良好、准确度可靠。

3 结论

本文建立原子吸收石墨炉光谱法以磷酸氢二铵、硝酸镁混合液为基体改进剂，测定生铁及碳钢中痕量铅元素，测定值与标准值相符，该分析方法准确、可靠，能满足生产及科研的需要。

参考文献：

［1］ 杨学桐. 化学分析［K］. 上海：上海科学普及出版.2006，298.

［2］ 金泽祥. 原子光谱分析［M］. 武汉：中国地质大学出版社.1992，348-362.

浅析原子吸收分析法的干扰因素 篇12

1 原子吸收分析法概述

原子吸收分析法概述原子吸收分析法在环境领域中的应用始于六十年代, 随着仪器的发展和商品化以及使用技术水平的提高, 七十年代发达国家已形成原子吸收的环境分析标准监测方法体系。我国自八十年代开始在重金属的标准监测方法中也加入了原子吸收分析法。原子吸收光谱法是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。该方法是一种成分分析方法, 可对六十多种金属元素及某些非金属元素进行定量测定, 如用火焰原子吸收法, 其检测限可达10-6, 而用石墨炉原子吸收法, 则可达到10-9, 相对标准偏差约1-2%。原子吸收分析法的测定灵敏度高, 测定方法简单快速, 与某些其它现代仪器分析方法相比, 其设备费用较低, 应用的范围日益广泛, 但是它的干扰因素不是没有, 有时甚至是严重的。这些干扰包括光谱干扰和非光谱干扰两大类, 其中光谱干扰属于仪器内部因素, 通常可以采用减小狭缝宽度、仪器调零以及利用空白溶液扣除等方法来消除其影响。而在实际使用操作中遇到的大多为非光谱干扰因素, 即试样中化学、物理、电离等的干扰, 这也是原子吸收分析法中最重要的干扰。

2 干扰因素以及解决办法

2.1 化学干扰

化学干扰是原子吸收光谱分析中主要的干扰因素, 是指待测元素与它共存组成形成的化合物, 在一般条件下未能充分离解, 降低了火焰中被测元素的基态原子浓度而造成的干扰。

2.1.1 形成难离解的、稳定的化合物的情况

(1) 第一种情况:在溶液中, 被测元素与共存元素形成难以离解的化合物, 致使参与吸收的基态原子数减少。在这种情况之下一般改变了实验的灵敏度和准确度, 主要是由于化学元素之间的助燃比的差异以及各种化学溶液之间浓度的不同而造成的。

(2) 第二种情况:在火焰中由于火焰温度的作用, 被测原子将形成难溶的氧化物或碳化物, 从而造成严重的化学干扰。例如, 在空气中在一乙炔火焰中测镁, 若有铝存在将产生干扰, 使镁的吸光度降低。这主要是因为火焰温度的不同而造成化学对象在反应的过程之中氧化程度不同, 使得反应效果不充分而造成的差异。

2.1.2 阴离子的干扰效应

在化学反应之中, 一般化学元素分为阴离子与阳离子, 而对于原子吸收法而言, 阴离子会对该种操作带来一定的干扰作用。因为阴离子的不同会改变实验对象的熔点、沸点, 从而使得原子分析方法的结果收到干扰。

2.1.3 消除干扰的措施

(1) 改变火焰的温度;由于火焰温度的不同, 各个元素的化学反映的发生条件也会发生变化, 因此要想减少化学干扰因素就要改变火焰的温度, 使之适用于所用原子的发生环境, 而背离与干扰元素的发生反映条件, 从而减低环境干扰的影响。

(2) 加入保护剂;加入保护剂;顾名思义就是在原子吸收分析法的进行之中加入一种对所反应的原子具有保护作用的溶剂, 这样就可以减少其的氧化等作用。

(3) 加入释放剂 (或称抑制剂) ;这是与加入保护剂类似而有所不同的一种方法, 上述方法所加的溶剂主要是针对于反应原子而言的, 而该种方法主要是针对于干扰元素而言的, 加入这种释放剂之后就会是这种溶剂与干扰元素进行中和反应, 这样就会减小化学干扰对于原子吸收分析法的进行了。

(4) 加入缓冲剂;这是一种加入保护剂方法与加入释放剂方法的综合运用, 该种方法主要是在原子吸收分析法的运行中加入一种化学试剂, 是指与元素产生中和反应, 减少元素的干扰作用, 这样就可以大大的提高原子吸收法的运用, 并提高其准确度。

2.2 电离干扰

火焰中一些元素被解高为基态原子后, 还可继续电离为正离子和电子, 这些离子不产生吸收, 而原子吸收分析是测定基态原子对共振线的吸收。部分基态原子的电离, 减少了被测基态原子的浓度, 是被测元素的吸光率降低。火焰温度越高, 元素的电离电位越低, 电离度就越大, 干扰也就越严重。对于电位低于6e V的元素, 容易被电离。碱金属、碱上金属的电离电位越低, 在火焰中这些元素的电离干扰就越严重。

电离干扰的消除, 常用以下两种办法:

2.2.1 降低火焰温度

火焰温度的不同, 电离基态原子的反应程度也就不同, 所以根据火焰温度与电离基态原子之间的关系, 要想减少电离干扰的程度, 就要较低火焰的温度, 当然也不能没有下限的降低, 对于火焰的最低温度应该把握在原子吸收分析法所要求的最低温度之上, 这样就可以提高该种方法的准确度了。

2.2.2 加入消电离剂

加入消电离剂是对于解决电离干扰而言最为普遍的一种方法, 也是一种最为便捷的一种方法。该种方法主要是在原子吸收分析法的运行之中加入具有消电离作用的一种溶剂, 通过该种溶剂的运用就可以大大的减少阴阳离子的干扰, 从而可以大大的提高原子吸收法的准确度。

2.3 物理干扰

溶液中溶质的浓度或溶剂不同时, 则溶液的表面张力、粘度等物理性质必然存在差别, 所以溶液被雾化的效率及原子化效率都因此而变化, 对吸光度的测定造成一定的影响, 这就是物理干扰。其中, 物理干扰因素的来源主要是标准溶液与样品溶液之间的差异。当样品溶液与标准溶液之间的差异较大时就会出现物理干扰, 最终造成原子分析法的不准确, 对研究结果造成一定的影响。所以为了提高原子分析方法的准确性就要排除物理干扰因素, 经过相关专家以及科研人员的调查, 找到了消除物理干扰的方法, 其中最为普遍的有两种:配置与样品溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法, 是消除物理干扰最常用的方法;如果样品溶液中含盐类或酸类浓度过高时, 可用稀释的方法将样品溶液稀释至其干扰可以忽略为止, 但应使特侧元素仍能测出为前提。

3 结束语

原子吸收方法对于环境领域是一项较为准确的、科学的方法, 为此, 要不断的客服它的干扰因素, 使其真正的为人们所用, 从而使得环境越来越好。因此要不断地发展经济, 以提高科学发展水平, 以新的技术水平和科学理论成果来改进技术, 同时还要不断的革新技术以及干扰因素的研究, 不停留在原地, 在这一领域一直追求进步, 最终使原子吸收分析法技术得到发展与进步, 真正为社会所用。

参考文献

[1]叶忠进.浅析原子吸收分析法的干扰因素[Z].