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实验室分析方法--原子荧光光谱法概论

2022.1.24

原子荧光光谱法(atomic  fluorescence  spectrometry,AFS)是一种基于测量分析物气态自由原子吸收辐射被激发后去激发所发射的特征谱线强度进行定量分析的痕量元素分析方法。作为原子光谱分析法的一个重要分支,原子荧光光谱分析法历经40余年的不断完善和发展,现已成为分析实验室中无机元素分析最为有效的常规分析技术之一,在地质、治金、环境科学、生命科学、食品卫生、材料科学等众多学科领域和工业生产部门得到广泛的应用。


原子荧光指原子蒸气吸收特定波长光辐射的能量而被激发,受激原子在激发过程中发射出一定波长的光辐射,利用这一物理现象发展起来的分析方法即原子荧光光谱分析法。原子荧光光谱的本质即是以光辐射激发的原子发射光谱,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,即激发态。处于激发态的电子很不稳定,在极短的时间内即会自发地释放能量返回到基态。若以辐射的形式释放能量,则所发射的特征光谱即为原子荧光光谱。原子荧光的产生既有原子吸收过程,又有原子发射过程,是两种过程的综合结果。原子荧光是光致发光,也称二次发光。当激发光源停止照射之后,再发射过程立即停止。原子荧光有共振荧光,直跃线荧光,阶跃线荧光,敏化荧光和多光子荧光5种基本类型。


原子荧光光谐法是在原子发射光谱法和原子吸收光谐法的基础上综合发展起来的。从理论上来说,原子荧光光谱法不仅具有原子发射光谱法和原子吸收光谱法的优点,同时也克服了两者的不足是一种性能更为优良的原子光谱分析方法,其优点可以归纳为以下几个方面。

(1)高灵敏度、低检出限特别是当采用激光光源与石墨炉原子化器的组合时,甚至可以达到检测单个原子的目的。

(2)谱线简单、选择性好,原子荧光的谱线比较简单,光谱重叠干抗少。

(3)分析曲线线性范围宽,特别是采用激光作为激发光源时,其分析曲线的线性范围可达3~5个量级。

(4)可实现多元素同时测定,易于自动化,若用高强度的连线光源和电子计算机控制的快速扫描仅器,可以大大提高分析效率。

(5)仅器结构简单,价格适宜,便于推广。但是,也应该认识到,由于原子荧光光谱法存在严重的散射光干扰及荧光猝灭效应等固有缺陷,致使对激发光源和原子化器有较高的要求,从而导致在现有技术条件下,原子荧光光请分析理论上所具有的优势在实际上难以充分发挥。


因此,除氢化物发生原子-荧光光谱在测定砷、硒等易于生成氢化物的元素以及汞、镉等元素具有独特的优势外,目前原子荧光光谱法在其他方面的应用尚待开拓。

原子荧光光谱法与原子发射光谱法和原子吸收光谱法既有相似之处,也有不同之处,具有各自的优点和适应的范围。这三种方法互相补充,构成一个完整的原子光谱分析体系,在分析化学领域发挥着特有的重要作用。


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