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1、无无无无忧忧PPTPPT整理整理整理整理发发布布布布原子原子原子原子荧光荧光荧光荧光光谱光谱光谱光谱基本基本基本基本原理原理原理原理及应及应及应及应用用用用原子荧光的发展史1859年年Kirchhoof探探讨讨太阳光太阳光谱时谱时就起先了原子就起先了原子荧荧光理光理论论的探的探讨讨，1902年年Wood等首先等首先观测观测到了到了钠钠的原子的原子荧荧光，光，到到20世世纪纪20年年头头，探，探讨讨原子原子荧荧光的人日益增多，光的人日益增多，发觉发觉了很了很多元素的原子多元素的原子荧荧光。用光。用锂锂火焰来激火焰来激发锂发锂原子的原子的荧荧光由光由BOGROS作作过过介介绍绍，1912年年WOO
2、D年用汞弧灯年用汞弧灯辐辐照汞蒸照汞蒸气气观测观测汞的原子汞的原子荧荧光。光。Nichols和和Howes用火焰原子化器用火焰原子化器测测到了到了钠钠、锂锂、锶锶、钡钡和和钙钙的微弱原子的微弱原子荧荧光信号，光信号，Terenin探探讨讨了了镉镉、铊铊、铅铅、铋铋、砷的原子、砷的原子荧荧光。光。1934年年Mitchll和和Zemansky对对早期原子早期原子荧荧光探光探讨进讨进行了概括性行了概括性总总结结。1962年在第年在第10次国次国际际光光谱谱学会学会议议上，阿克上，阿克玛玛德德(Alkemade)介介绍绍了原子了原子荧荧光量效率的光量效率的测测量方法，并予言量方法，并予言这这一方法可
3、能用于元素分析。一方法可能用于元素分析。1964年威博尼年威博尼尔尔明确提出火明确提出火焰原子焰原子荧荧光光光光谱谱法可以作法可以作为为一种化学分析方法，并且一种化学分析方法，并且导导出出了原子了原子荧荧光的基本方程式，光的基本方程式，进进行了行了 汞、锌和镉的原子荧光分析。汞、锌和镉的原子荧光分析。美国佛罗里达州立高校美国佛罗里达州立高校Winefodner教授探讨教授探讨组和英国伦敦帝国学院组和英国伦敦帝国学院West教授探讨小组致力于教授探讨小组致力于原子荧光光谱理论和试验探讨，完成了很多重要工原子荧光光谱理论和试验探讨，完成了很多重要工作。作。20世纪世纪70年头，我国一批专家学者致力
4、于原子年头，我国一批专家学者致力于原子荧光的理论和应用探讨。西北高校杜文虎、上海冶荧光的理论和应用探讨。西北高校杜文虎、上海冶金探讨所、西北有色地质探讨院郭小金探讨所、西北有色地质探讨院郭小 等均作出了等均作出了贡献。尤其郭小伟致力于氢化物发生贡献。尤其郭小伟致力于氢化物发生(HG)与原子荧与原子荧光光(AFS)的联用技术探讨，取得了杰出成就，成为的联用技术探讨，取得了杰出成就，成为我国原子荧光商品仪器的奠基人，为原子荧光光谱我国原子荧光商品仪器的奠基人，为原子荧光光谱法首先在我国的普及和推广打下了基础。法首先在我国的普及和推广打下了基础。原子荧光光谱分析法(AFS）的基本原理1 1、原子荧光
5、光谱的产生：、原子荧光光谱的产生：气态自由原子吸取特征光源的辐射后，原子气态自由原子吸取特征光源的辐射后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时放射出与原激发波长相基态或较低能级，同时放射出与原激发波长相同或不同的荧光即为原子荧光。原子荧光是光同或不同的荧光即为原子荧光。原子荧光是光致发光，也是二次发光。致发光，也是二次发光。利用这一物理现象发展起来的分析方法被称利用这一物理现象发展起来的分析方法被称为原子荧光光谱分析为原子荧光光谱分析2 2、原子荧光的种类、原子荧光的种类v四种类型：共振荧光、非共振荧光、敏化荧光和多光子荧光v
6、 1）共振荧光v共振荧光：气态原子吸取共振线被激发后，激发态原子再放射出与共振线波长相同的荧光；见图A、C；v热共振荧光：若原子受热激发v处于压稳态，再吸取辐射进一v步激发，然后再放射出；相同v波长的共振荧光；见图B、Dv v 2 2）非共振荧光）非共振荧光v当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光v 分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokesanti-Stokes荧光三种荧光三种v 直跃线荧光（直跃线荧光（StokesStokes荧光）：荧光）：v跃回到高于基态的跃回到高于基态的v亚稳态时所放射的亚稳态时
7、所放射的v荧光，即波长大荧光，即波长大v于激发线波长（荧于激发线波长（荧v光能量间隔小于激光能量间隔小于激v发线能量间隔）；发线能量间隔）；a b c d阶跃线荧光阶跃线荧光v光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再放射荧光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再放射荧光返回基态；荧光波长小于激发线波长（荧光能量光返回基态；荧光波长小于激发线波长（荧光能量间隔大于激发线能量间隔）；非辐射方式释放能量间隔大于激发线能量间隔）；非辐射方式释放能量如：碰撞，放热；如：碰撞，放热；v荧光波长小于激发光波长；（荧光能量间隔大于激荧光波长小于激发光波长；（荧光能量间隔大于激发能量间隔）发能量间隔）v3）敏化荧光
8、）敏化荧光v受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递另一个原子使其激发，后者放射荧光；递另一个原子使其激发，后者放射荧光；v火焰原子化中视察不到敏化荧光；火焰原子化中视察不到敏化荧光；非火焰原子化中非火焰原子化中可视察到。可视察到。Anti-stokesAnti-stokesAnti-stokesAnti-stokes荧光荧光荧光荧光v吸取两种以上不同波长能量的光子经两次跃迁至较吸取两种以上不同波长能量的光子经两次跃迁至较高的激发态，放射出荧光回至基态的过程中所放射高的激发态，放射出荧光回至基态的过程中所放射的荧光称为多光子荧光。的荧光称为多光
9、子荧光。v全部类型中，共振荧光强度最大，最为有用，其次全部类型中，共振荧光强度最大，最为有用，其次是非共振荧光。是非共振荧光。4 4 4 4）多光子荧光）多光子荧光）多光子荧光）多光子荧光 2.2.荧光猝灭与荧光量子效率荧光猝灭与荧光量子效率v荧光猝灭：荧光猝灭：受激发原子与其他原子碰撞，能量以受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光放射方式给出，产生非荧光去激发热或其他非荧光放射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。v荧光猝灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光荧光猝灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小。猝灭程度
10、最小。v 荧光量子效率：荧光量子效率：=f/f/a a v f f 放射荧光的光量子数；放射荧光的光量子数；a a吸取的光量子吸取的光量子数之比；数之比；v 荧光量子效率荧光量子效率113 3、待测原子浓度与荧光的强度、待测原子浓度与荧光的强度 当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽视，放射荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸取光的吸取强度 Ia；If=Ia在志向状况下：I0 I0 原子化火焰单位面积接受到的光源强度；原子化火焰单位面积接受到的光源强度；A A为受光照射在检测器中视为受光照射在检测器中视察到的有效面积；察到的有效面积；K0K0为峰值吸取系数；为峰值吸取系数；l l 为吸取
11、光程；为吸取光程；N N为单位体积内的为单位体积内的基态原子数；基态原子数；原子荧光光度计原子荧光光度计 1仪器类型 单通道：每次分析一个元素；多通道：每次可分析多个元素；色散型：带分光系统；非色散型：接受滤光器分别分析线和邻近线；特点：特点：光光 源源与与检检测测器器成成确确定定角角度；度；多道原子荧光仪多道原子荧光仪 多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素 2 2主要部件主要部件光光源源：高高强强度度空空心心阴阴极极灯灯、无无极极放放电电灯灯、可可调调频频激激光光器器；可可调调频频激激光光器器：高高光光强强、窄窄谱谱线；线；原子扮装置：与原子吸取法相同；原子扮装置：与原子吸取法相同；色
12、散系统：光栅、滤光器；色散系统：光栅、滤光器；检测系统：包括光路及电路两部分检测系统：包括光路及电路两部分 AFS的优点v某些元素的灵敏度与检出限优于某些元素的灵敏度与检出限优于AASAAS与与AESAESv谱线简洁谱线简洁,干扰少干扰少v结构简洁，价格便宜结构简洁，价格便宜v方法精确度类似于方法精确度类似于AASAAS，优于，优于AESAESv关于消退干扰、基体改进剂以及其他联用技关于消退干扰、基体改进剂以及其他联用技术如氢化法、流淌注射等也适用术如氢化法、流淌注射等也适用AFS的缺点v有些元素灵敏度差，线性范围窄有些元素灵敏度差，线性范围窄v荧光弱，杂散光影响干扰大荧光弱，杂散光影响干扰大
13、v应用元素范围有限应用元素范围有限原子荧光光谱法的应用原子荧光光谱法的应用v自自2020世纪世纪8080年头以来，经过广袤科技工作者年头以来，经过广袤科技工作者的不懈努力，原子荧光分析方法已经成为各的不懈努力，原子荧光分析方法已经成为各个领域不行缺少的检测手段。随着有关原子个领域不行缺少的检测手段。随着有关原子荧光的国家、行业、部门的检测标准的建立，荧光的国家、行业、部门的检测标准的建立，原子荧光光谱仪的应用范围越来越大。如地原子荧光光谱仪的应用范围越来越大。如地质、冶金、化工、生物制品、农业、环境、质、冶金、化工、生物制品、农业、环境、食品、医药医疗、工业矿山等领域。食品、医药医疗、工业矿山
14、等领域。专用仪器在各个领域的应用专用仪器在各个领域的应用va a、用于血液、尿液中、用于血液、尿液中PbPb、CdCd、HgHg等有害元等有害元素快速测定的专用原子荧光光谱仪。素快速测定的专用原子荧光光谱仪。vb b、用于电子产品中有害金属检测的、用于电子产品中有害金属检测的RoHSRoHS检检测仪。测仪。vc c、工作场所大气中痕量有害重金属元素原、工作场所大气中痕量有害重金属元素原子荧光检测仪。子荧光检测仪。vd d、AuAu、AgAg、CuCu、FeFe等的测定。等的测定。原子荧光分析方法的应用状况1.食品卫生理化检验标准中食品（As、Hg、Pb、Se、Sn、Sb、Ge、Cd）的测定2.生活饮用水及水源水中As、Hg、Se的测定3.粗铜化学分析方法砷量的测定4.饮用自然矿泉水中As、Hg、Se的测定5.化妆品卫生化学标准中As、Hg的测定6.锌精矿中As、Sb、Sn、Ge量的测定7.铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法氢化物无色散原子荧光光度法测定铋量8.国家环境监测总站水和废水监测分析方法指南水质等环境分析中As、Bi、Se、Pb、Hg的测定（举荐方法）9.地质部地下水质检测方法：气-液分别氢化物原子荧光法测定砷10.地质部地下水质检测方法：原子荧光法测定硒Thank Thank youyou