54 第五节原子荧光光谱分析法.ppt

第1页：原子荧光光谱分析法

第十四章 原子吸收光谱分析法 第五节 原子荧光光谱分析法

• 概述
• 基本原理
• 原子荧光光度计

第2页：概述原子

概述原子

• 在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法；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.特点
• 检出限低、灵敏度高Cd：10-12g·cm-3；Zn：10-11g·cm-3；20种元素优于AAS
• 谱线简单、干扰小
• 线性范围宽（可达3～5个数量级）
• 易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）；2.缺点存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题

第3页：基本原理

基本原理

• 原子荧光光谱的产生过程过程：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
• 属光致发光；二次发光
• 激发光源停止后，荧光立即消失
• 发射的荧光强度与照射的光强有关
• 不同元素的荧光波长不同
• 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)

第4页：原子荧光的产生类型三种类型

原子荧光的产生类型三种类型

• 共振荧光、非共振荧光与敏化荧光
• ；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；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

第5页：非共振荧光

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、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）
• a b c d

第6页：直跃线荧光

直跃线荧光

• Stokes荧光）Pb
• 原子：吸收线283.13nm
• 荧光线407.78nm
• 同时存在两种形式
• 铊原子：吸收线337.6nm
• 共振荧光线337.6nm
• 直跃线荧光535.0nm
• a b c d

第7页：阶跃线荧光

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
• 荧光波长小于激发线波长（荧光能量间隔大于激发线能量间隔）
• 非辐射方式释放能量：碰撞，放热
• 光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光，图(c)B、D
• Cr
• 原子：吸收线359.35nm
• 再热激发，荧光发射线357.87nm，图(c)B、Da b c d

第8页：荧光

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
• 图(d)
• 铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13nm
• 发射荧光410.18nm，图(d)A、C
• a b c d

第9页：敏化荧光受光激发的原子与另一种原子碰撞时

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

第10页：荧光猝灭与荧光量子效率

荧光猝灭与荧光量子效率

• 荧光猝灭：受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光发射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象
• 荧光猝灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小
• 如何恒量荧光猝灭程度？
• 荧光量子效率：Φ=Φf/ΦaΦf发射荧光的光量子数
• Φa吸收的光量子数之比
• 荧光量子效率≈1

第11页：待测原子浓度与荧光的强度

待测原子浓度与荧光的强度

• 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=ΦIa
• 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

第12页：原子荧光光度计

原子荧光光度计

• 1．
• 仪器类型单通道：每次分析一个元素
• 多通道：每次可分析多个元素
• 色散型：带分光系统
• 非色散型：采用滤光器分离分析线和邻近线
• 特点：光源与检测器成一定角度

第13页：多道原子荧光仪多个空心阴极灯

同时照射，可同时分析多个元素。

第14页：主要部件光源

主要部件光源

• 高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器
• 可调频激光器：高光强、窄谱线
• 原子化装置：与原子吸收法相同
• 色散系统：光栅、滤光器
• 检测系统

第15页：原子吸收光谱分析法内容选择

原子吸收光谱分析法内容选择

• 原子吸收光谱分析基本原理
• 原子吸收分光光度仪
• 干扰与抑制
• 操作条件选择与应用
• 原子荧光光谱分析法