关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

原子荧光光谱基本原理

2019.10.14

原子荧光是蒸气相中基态原子受到具有特征波长的光源辐射后,其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态,然后去激发跃迁到某一较低能态 (常常是基态) 戓邻近基态的另一能态,将吸收的能量以辐射的形式发射出特征波长的原子荧光谱线。各种元素都有特定的原子荧光光谱,根据原子荧光强度可测得试样中待测元素的含量,这就是原子荧光光谱法。

原子荧光光谱法与通常所说的“荧光分析法”比较,其主要的区别荧光分析法是测量基态分子受激发而产生的分子荧光,可用于测定样品中的分子含量。

原子荧光光谱法是测量样品中基态原子受激发后产生的原子荧光,故用于测定样品中的原子含量。原子发射光或吸收光是因为原子核外电子在不同能量状态运动,跃迁时释放或吸收能量(或波长),对应的波长范围在可见和紫外光波段(约在190nm~850nm),研究这一范围的原子特征光谱属于原子光谱。

各类原子光谱仪器基本上都是由光源、原子化器、分光系统和检测器四部分组成。但是从另外角度看,三种原子光谱分析方法又具有明显的差异,各有其独特之处。一般来说,VG-AFS分析线波长<300nm的元素有更低的检出限,对于分析线波长位于300nm~400nm的元素,AAS和AES有相似的检出限,分析线波长位于>400nm的元素,AFS和AAS的检出限不如AES好;ICP-AES标准曲线的动态范围可达4~5个数量级,VG-AFS一般达3个数量级左右,而AAS通常小于2个数量级;一般说耒,AAS和AFS测定的精密度优于AES。原子光谱是元素的固有特征,因此三种原子光谱分析方法都具有很好的选择性。在实际测量过程中,AFS和AAS通常不必考虑深入光谱干扰,而AES则必须考虑光谱干扰。

原子荧光是激发态的原子以光辐射的形式放出能量的过程。一般情况下气态自由原子处于基态,当吸收外部光源一定频率的辐射能量后,原子的外层电子由基态跃迁至高能态即为激发态,处于激发态的电子很不稳定,在很短的时间 (10-8s) 内即自发地释放能量返回到基态,以辐射的形式释放出能量,所发射出的特征光谱即为原子荧光光谱。因此,原子荧光的产生既有原子的光吸收过程,又有原子的光发射过程,它是两种过程综合的结果。原子荧光是基于由激发光源照射作用下,基态原子受激发光,当激发光源停止照射后,再发射过程立即停止。它属于冷激发,因此也可称之为光致发光或二次发光。

原子荧光光谱是由光辐射激发的原子发射光谱,当基态原子吸收光源发射出的特征波长辐射后被激发,接着辐射去活化而发射出荧光。荧光线的波长和激发线的波长可以相同(共振荧光),也可以不同(非共振荧光)。有可能比激发线波长要长,但比激发线波长短的情况很少,原子荧光的类型有十几种之多。但是,实际应用在分析上主要有共振荧光和非共振荧光两种基本类型。

对于某一具体元素而言,当其原子吸收特征光的辐照后,将发射出一组荧光谱线,这些谱线由于跃迁过程中所涉及能级的差异而具有不同的波长。

某一元素的荧光光谱可包括具有不同波长的数条谱线。一般来说,共振荧光线是最灵敏的谱线,但有时也有例外。

在原子荧光光谱分析中,共振荧光是最重要的测量谱线,其应用最为普遍。但是当采用有色散光学系统和高强度的激发光源(如采用激光光源)时,所有的非共振荧光线,特别是直跃荧光线也是很有用的。在实际分析应用中,非共振荧光比共振荧光更具有优越性,因为此时激发光波长与荧光波长不同,可以通过色散系统分离激发谱线,从而达到消除严重的散射光干扰的目的。另外,通过测量那些低能级不是基态的非共振荧光光谱线,还可以克服有自吸效应所带来的影响。


推荐
热点排行
一周推荐
关闭