原子可見分光(guang)光(guang)度(du)計(ji)是(shi)壹(yi)種廣泛應用於化(hua)學(xue)分析(xi)領(ling)域的儀(yi)器(qi),主要用於測(ce)定(ding)樣品中(zhong)金(jin)屬(shu)元素的濃度。其工(gong)作(zuo)原理基於原子對(dui)特(te)定(ding)波(bo)長(chang)光(guang)的(de)吸收特(te)性。本(ben)文(wen)將(jiang)對(dui)其光(guang)路(lu)系(xi)統(tong)及(ji)工(gong)作(zuo)原理進(jin)行詳細剖析(xi)。
壹(yi)、光(guang)路(lu)系(xi)統(tong)
原子可見分光(guang)光(guang)度(du)計(ji)的(de)光(guang)路(lu)系(xi)統(tong)主要由(you)光(guang)源(yuan)、原子化器(qi)、光(guang)譜分(fen)離(li)器(qi)和(he)探測(ce)器(qi)四(si)個(ge)部分(fen)組成(cheng)。
1.光(guang)源(yuan):AAS的(de)光(guang)源(yuan)通常采(cai)用氘(dao)燈或空(kong)心陰極(ji)燈。氘(dao)燈發出連(lian)續光(guang)譜,而空(kong)心陰極(ji)燈則發出(chu)特(te)定(ding)金屬(shu)元素的特(te)征(zheng)譜線(xian)。選(xuan)擇(ze)合適的光(guang)源(yuan)是(shi)確(que)保(bao)測量準確(que)性的關鍵。
2.原子化器(qi):原子化器(qi)的(de)作(zuo)用是(shi)將(jiang)樣品轉化為原子狀態(tai),常用的(de)原子化器(qi)有(you)火焰(yan)原子化器(qi)和(he)石(shi)墨(mo)爐(lu)原子化器(qi)。火焰(yan)原子化器(qi)通過(guo)將(jiang)樣品溶(rong)液噴(pen)霧化(hua)後(hou)與(yu)燃氣混(hun)合,在高溫(wen)火焰(yan)中使(shi)樣品原子化;而石(shi)墨(mo)爐(lu)原子化器(qi)則(ze)通過(guo)電(dian)加(jia)熱(re)使樣品在高溫(wen)下(xia)蒸(zheng)發(fa)並(bing)原子化,適(shi)用於低濃(nong)度(du)樣品的(de)分(fen)析(xi)。
3.光(guang)譜分(fen)離(li)器(qi):光(guang)譜分(fen)離(li)器(qi)的(de)主要功(gong)能(neng)是(shi)選(xuan)擇特(te)定(ding)波(bo)長(chang)的(de)光(guang)線(xian)。常(chang)用的(de)光(guang)譜分(fen)離(li)器(qi)有(you)棱(leng)鏡(jing)和光(guang)柵(zha)。它(ta)們能(neng)夠(gou)將(jiang)光(guang)源(yuan)發(fa)出(chu)的(de)光(guang)譜分(fen)解成(cheng)不(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)光(guang),以(yi)便(bian)選(xuan)擇(ze)與(yu)待測(ce)元素相對(dui)應的特(te)征(zheng)波(bo)長(chang)。
4.探測(ce)器(qi):探測(ce)器(qi)用於接收經(jing)過(guo)樣品和(he)光(guang)譜分(fen)離(li)器(qi)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)。常(chang)用的(de)探測(ce)器(qi)有(you)光(guang)電(dian)倍(bei)增管(guan)和CCD(電(dian)荷(he)耦合器(qi)件(jian))。探測(ce)器(qi)將(jiang)光(guang)信(xin)號(hao)轉化為電信(xin)號,供後(hou)續的(de)數據(ju)處理(li)和分(fen)析(xi)。
二(er)、工(gong)作(zuo)原理
原子可見分光(guang)光(guang)度(du)計(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原理可以分為以下(xia)幾個(ge)步(bu)驟:
1.樣品準(zhun)備(bei):首先,將(jiang)待(dai)測(ce)樣品溶(rong)解在適當(dang)的溶(rong)劑(ji)中,制備成(cheng)壹定(ding)濃度(du)的溶液。
2.原子化:將(jiang)樣品溶(rong)液通過(guo)噴(pen)霧器(qi)噴(pen)入原子化器(qi)中(zhong)。在火焰(yan)原子化器(qi)中(zhong),樣品與(yu)燃氣混(hun)合後(hou)在火焰(yan)中被加熱,形成(cheng)自由(you)原子;在石墨(mo)爐(lu)中,樣品在高溫(wen)下(xia)被蒸發並(bing)原子化。
3.光(guang)吸收:原子化後(hou)的樣品會(hui)吸收特(te)定(ding)波(bo)長(chang)的(de)光(guang)。根(gen)據(ju)比爾(er)-朗(lang)伯(bo)定(ding)律,吸收的(de)光(guang)強(qiang)度(du)與(yu)樣品中(zhong)待(dai)測(ce)元素的濃度成(cheng)正(zheng)比(bi)。通過(guo)調(tiao)節光(guang)源(yuan)的(de)波(bo)長(chang),可以選擇與(yu)待測(ce)元素相對(dui)應的特(te)征(zheng)波(bo)長(chang)。
4.信(xin)號檢(jian)測:經(jing)過(guo)樣品的(de)光(guang)線(xian)強(qiang)度(du)會(hui)減(jian)弱(ruo),探測(ce)器(qi)接收到(dao)的光(guang)信(xin)號(hao)會(hui)被轉化為電信(xin)號。信號(hao)的(de)強度與(yu)樣品中(zhong)待(dai)測(ce)元素的濃度成(cheng)正(zheng)比(bi)。
5.數據(ju)處理(li):最後(hou),電信(xin)號經(jing)過(guo)放(fang)大(da)和(he)處理(li)後(hou),轉化為可讀的濃度值。通過(guo)與(yu)標準(zhun)曲線(xian)比(bi)較,可以確定(ding)樣品中(zhong)待(dai)測(ce)元素的濃度。