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第17章 原子荧光光谱分析的应用(闫军、吕萍、高峰)

发布时间:2014/8/5      点击次数:651

17.1 概述

原子荧光(atomic fluorescence,AF)自由原子吸收了特征波长辐射之后被激发到高能态,再以辐射方式去活化时发射的辐射。原子荧光光谱法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)是一种通过测量元素原子蒸气在辐射能所发射的原子荧光强度进行元素定量分析的仪器分析方法。在19 世纪后期和20 世纪初期,物理学家就研究过原子荧光现象,观察到了在火焰中某些元素所发出的荧光。从1956年开始,Alkemade用原子荧光研究了火焰中的物理和化学过程,并于1962建议将原子荧光用于化学分析。1964年,温福德纳(J.D.Winefordner)维克斯(T.J.Vickers) 等首先提出将火焰原子荧光光谱法作为一种新的分析方法。1964年后,特别是美国的Winefordner小组和英国的West小组对原子荧光光谱法进行了广泛的研究,对其发展作出了重要的贡献[1]

1969年,Holak把经典的砷化氢发生反应与火焰原子光谱法相结合,创立了氢化物发生-火焰原子吸收光谱分析联用技术,测定了砷[2]此后,在1974年Tsujii和Kuga[3]把氢化物发生进样技术与无色散原子荧光分析技术相结合,实现了氢化物发生-无色散原子荧光光谱分析,并应用于砷的测定。由于这种方法把蒸气进样技术与无色散原子荧光光谱测定的特点地结合起来,具有仪器结构简单,灵敏度高,气相干扰少,适合于多元素同时分析等特点。对于分析中感兴趣的As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Pb、Sn、Ge等元素的测定,氢化物发生-原子荧光光谱分析法(HGAFS)显示出其独特的优点,这主要是由于上述这些元素的主要荧光谱线于200nm~290nm之间,正好是日盲光电倍增管灵敏度波段,另一方面,这些元素可以形成气态的氢化物,不但可与大量的基体相分离,大大降低了基体干扰,而且是气体进样方式,极大地提高了进样效率。因此,HGAFS测定上述元素具有很高的灵敏度。目前,这种技术已越来越受到人们的重视。

    HGAFS分析技术出现以后,中外原子光谱分析工作者对其开展了大量的研究工作,从对近十几年来的文献统计的结果可以看出,这项技术在国内外的发展各有特点。在国外的工作中,早先沿用Tsujii所提出的在酸性体系中用金属锌还原生成AsH3,反应速度慢,操作麻烦,以后对此进行了改进[3],使用NaBH4做还原剂,氩氢小火焰来进行氢化物的原子化。这虽然大大降低了火焰噪声,提高了灵敏度,因要通入一定量的氢气来维持小火焰,装置比较复杂。此外,由于用碘化物无极放电灯做光源,受到铋的严重光谱干扰,使得这种方法难以用于实际样品的测定,从而严重影响了这一技术的发展。因此在80年代中期,这种很有潜力的技术基本上停滞不前。这可以清楚地从国外文献增长曲线中出现的底谷看到。近年来,国外对此项技术又重新重视起来,并有商品仪器推出,文献数量也开始日益增多。


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