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原子熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術。它的基本原理是基態(tài)原子(一般蒸汽狀態(tài))吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài),而后激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。原子熒光法是原子光譜法中的一個重要的分支,它結合了原子發(fā)射和原子吸收兩種技術的優(yōu)點,能還好的彌補原子吸收在測定某些元素方面的不足。
原子熒光測量過程中經常會遇到空白值偏高的時候,所使用的酸、還原劑、負高壓和燈電流等方面對原子熒光空白值都會產生影響,因此,控制好這些因素是做好原子熒光檢測的關鍵。在測砷元素方面原子熒光更優(yōu)于原子吸收。原子熒光法在測As過程中,空白值的高低對測量結果影響很大,有必要對空白的影響因素進行深入探究。?
一、測定介質的選擇及濃度的影響
選擇HNO3、HCl、HClO4、H3PO4和H2SO4等進行了實驗,結果表明:以HClO4和H3PO4作介質響應值較低,汞在H2SO4溶液中能得到較大靈敏度,但空白值也高。汞在HNO3和HCl溶液中的熒光強度差別不大。在5%一25%的硝酸和5%一20%的鹽酸中熒光強度基本穩(wěn)定。
二、酸的影響
作為原子熒光的載流和標準試劑的基體,原子熒光受酸的影響十分突出。一般在原子熒光中使用的酸主要有兩種-鹽酸和硝酸。由于在原子化過程中需要把反應以后過多的酸,驅除出去,而硝酸比之鹽酸更加難以去除,故我們習慣上使用鹽酸來作為原子熒光使用的酸。但是現(xiàn)行市場上所能購買到的鹽酸,其穩(wěn)定性變化很大,甚至同一種酸不同的批號相差也很大。而酸對原子熒光的影響主要體現(xiàn)在空白值上面,質量差一點的酸,對空白的影響要大得多。
表1各種類酸的條件下測得的熒光強度
序列(空白) |
A道熒光強度 |
B道熒光強度 |
1號鹽酸 |
876.96 |
1358.16 |
1283.52 |
1935.46 |
|
2號鹽酸 |
1073.78 |
1561.63 |
1174.85 |
1744.45 |
|
3號鹽酸 |
139.35 |
183.69 |
140.80 |
180.52 |
從表1中可以看出,酸的空白值如果太大,會導致前后兩次所測量的空白之間的差值相差很大,而我們?yōu)榱吮WC所測得曲線的準確性,空白判定值一般設定為<4,酸的空白值太大的話就難以達到空白判定值的要求,基線穩(wěn)定不下來,出現(xiàn)漂移,使所測數(shù)據不確定度明顯增大,造成數(shù)據失準。經過多次的測試經驗所得,對于測As來說在其他條件保持在推薦值的情況下,空白一般保持在100~350熒光值之間為易,太大增加不確定度,太小的話,靈敏度不夠,測得的數(shù)據不準確,因此在選酸的時候要選擇空白值小一點的酸。
四、負高壓對空白值的影響
負高壓對原子熒光空白值的影響十分明顯,特別是在空白值很高的情況下,負高壓能起到很好的調節(jié)作用,使所測量的數(shù)據準確、可靠。在儀器條件的選擇中,增大負高壓,所測的信號強度也隨之增大,但過高的負高壓會產生較大噪聲。負高壓過高過時信號很不穩(wěn)定,過低的話靈敏度不夠,使所測數(shù)據不確定度增大。實驗表明,負高壓為260~320V時,信號強度值重現(xiàn)性好。
表2不同負高壓值條件下測得的熒光強度
負高壓 |
A道熒光強度 |
B道熒光強度 |
200V |
99.44 |
119.30 |
100.28 |
121.93 |
|
220V |
157.22 |
207.87 |
156.34 |
208.07 |
|
240V |
217.61 |
299.38 |
218.89 |
302.82 |
|
260V |
354.55 |
514.20 |
356.91 |
516.49 |
從表2中可以看出,一般每減少20個電壓值,就減少50~80個熒光值。如果酸的空白值太高的話,適當?shù)恼{節(jié)負高壓能使空白熒光值變小,減小結果的不確定性。
五、燈電流的影響
一般來說燈電流與負高壓對原子熒光的影響是同方向的。提高燈電流,空白值就相應的提高??瞻字堤蟮脑?,可以適當?shù)慕档碗娏髦?,使儀器的靈敏度降低,減少標準空白的背景值,使所測的數(shù)據準確、可靠,但是如果電流過小,靈敏度也將變小,對所測樣品的影響就會增加,所以選擇合適的燈電流,保證一定的空白值與靈敏度才是關鍵。
燈電流適當提高使測定靈敏度提高,但燈電流過高,重現(xiàn)性變差,還會影響燈的壽命,有時會造成工作曲線的彎曲。經實驗,燈電流15-30A為宜。測As的話,以AFS930為例60mA就可以了。隨著原子化器高度的降低熒光強度增大,但原子化器過低噪聲過大,對測定結果影響較大。
六、載氣的影響
相對標準偏差與信號強度呈矛盾的變化,也就是當氬氣流速較低時,測定的靈敏較高.但結果的變動性加大,實際測定取氬氣流速200ml/min,此時測定的靈敏度較高,相對標準偏差(2.5%)可以接受。
綜合以上因素,我們可以了解到在原子熒光測定過程中,選擇好合適的酸很重要,它是原子熒光分析的基礎,還需要合適的負高壓和燈電流,它能使儀器的測量性能達到最佳,同時要保證一定量的還原劑流量,使樣品能夠被充分的反應,這樣原子熒光的空白值才能合乎實驗的要求,才能保障所測樣品數(shù)據的準確性和可靠性。
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