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俊齊儀器設備(上海)有限公司
閱讀:273發(fā)布時間:2022-8-29
簡單來說,火焰法原子吸收分光光度計和石墨爐法原子吸收分光光度計各有優(yōu)勢,條件允許的話都配上。
石墨爐法,檢測靈敏度高
火焰法稍差
火焰法測試的元素多
石墨爐法相對少
石墨爐屬于電加熱方式的,進樣量石墨爐小.分析速度火焰快。
火焰原吸的檢測是PPM,石墨爐則是PPB級,檢測的靈敏度不同。
有很多元素是火焰檢測器原吸檢測不出來的,
石墨爐的檢測靈敏度較高
1.基體干擾: 石墨爐干擾比火焰多很多,特征輻射在火焰中觀察到的是溫度相對穩(wěn)定而又均勻的區(qū)間,光束方向與溫度梯度方向垂直。石墨爐正相反,光束方向與溫度梯度的方向是一致的。再加上溫度隨時間的變化,分析物原子蒸汽的形成和消失過程始終不在熱平衡中,其熱解離過程變得不可控制。這就形成了氣相干擾。
2.氣相干擾是非光譜干擾,(我在這里引用IUPAC即國際純粹和應用化學聯(lián)合會的定義*)不能用背景校正的方法解決。反之。如果發(fā)現(xiàn)背景吸收(在進行背景校正時),必須同時觀察其對原子吸收的影響,高背景意味著高濃度的基體蒸汽,分子的光解離(分子吸收)必然影響待測物的解離平衡。在背景吸光度很高時,通常(此時)對原子吸收信號有抑制,甚至可能出現(xiàn)雙峰。(為什么要觀察全部原子化信號就是這個道理)
3.光譜干擾,石墨爐原子吸收光譜干擾比火焰中多
共存物吸收線的重疊:(1)石墨爐原子化器的溫度遠遠高于火焰原子化器,許多元素的非靈敏線由于處于該能級躍遷的原子個數(shù)隨溫度增高而大量增加.原來不易觀察到的吸收譜線出現(xiàn)了。(2).石墨爐原子吸收的靈敏度遠高于火焰,也就是說,在原子化器內(nèi)共存物的濃度可以很高,其干擾在火焰中觀察不到而在石墨爐中會很明顯。
背景衰減:同樣密集而停留時間長的共存物分子蒸汽,造成高背景衰減。
需要加入基體改進劑,有可能引起光譜干擾。
因此,石墨爐分析需要好的背景校正。
4.石墨爐中校正曲線更彎:原子吸收中校正曲線變彎的因素有:
(1).光譜通帶中的非特征輻射;
(2).繞過火焰的特征輻射;
(3).光源輻射線的自吸變寬;
(4.)高濃度時,吸收線中心波長的位移;
(5.)光譜通帶中存在兩條或兩條以上待 測元素的特征譜線,并且它們的吸收系數(shù)不同;
(6).電離干擾.
在石墨爐原子吸收光譜分析中(2)不存在,但是由于原子蒸汽在石墨管截面是不均勻的,光束通過原子化器的不同部位(從截面看),如同有不同靈敏度的吸收,就是(5)變得極其普遍!
另外,由于原子蒸汽是一個生成消失的過程,只要停留時間不是很長,吸光度對于原子個數(shù)不是成正比的(即:非線性的)。(人們會發(fā)現(xiàn),新舊石墨關(guān)校正曲線不同,舊石墨管得到的曲線要彎些,因為,原子蒸汽從管壁逸出,改變了信號的動力學特性。你會發(fā)現(xiàn),原子化停氣校正曲線要彎些。以注入不同濃度相同體積進行校正比注入相同濃度不同體積來校正好。加入基體改進劑,延遲蒸發(fā)會使校正曲線變好,…等等)
不要試圖一定用線性校正曲線。
5.墨爐分析中Z不確定的因素是石墨管,有問題常找它;
石墨爐分析中Z頭疼的問題是污染。容器,水,試劑,環(huán)境,操作都有可能;
石墨爐分析Z忌諱總使用儀器里面的加熱參數(shù)。對不同的樣品,不同批次的石墨管,都要進行試驗。
二
1.靈敏度:
GFAAS的靈敏度的重要性:
一臺石墨爐,如何提高其靈敏度很重要(這與火焰分析差別比較大)。
GFAAS的靈敏度在商品儀器的廣告中毫無意義,因為影響GFAAS的靈敏度的因素太多了,而且對于實際樣品,問題要復雜得多。
影響GFAAS的靈敏度的各種因素如下
1. 是否*原子化?
▲ 有無灰化損失(在原子化前的丟失)
▲ 有無氣相干擾(對原子吸收信號的抑制)
▲ 石墨管類型(是否會生成碳化物)
▲ 石墨爐的溫度(熱解離的好壞)
2. 動力學因素
▲ 石墨管內(nèi)徑與吸收靈敏度(成反比)
▲ 升溫速率(決定原子蒸氣的生成時間τ1)
▲ 石墨爐的封閉性(決定原子蒸氣的停留時間τ2)
▲ 載氣流速(決定原子蒸氣的停留時間τ2)
3. 基體改進劑的使用
4. 其它方法:進樣體積 管內(nèi)濃縮 (相對靈敏度)
5. 背景校正方法對靈敏度的影響
▲ S-H法對靈敏度的影響
高低電流下分析線自吸的程度(因元素而異)
燈的工作條件
空心陰極燈的性能
▲ ZAAS影響靈敏度的因素
塞曼分裂模型 (不同分析線的正?;蚍闯H至眩?br style="margin: 0px; padding: 0px;"/>磁感應強度
塞曼調(diào)制方式(交流或直流,縱向或橫向,他們靈敏度不同)
以上1,2,3條對不同的元素靈敏度的影響可能是幾倍甚至是幾十倍。說明,對于實際樣品,分析者在其中的作用比任何其它因素重要!??!
(換言之,買儀器不要考慮靈敏度廣告,分析時要時刻注意靈敏度。)
2.信躁比:
信噪比在原子吸收中的概念經(jīng)常出現(xiàn),從公式看,它還直接與檢出限有關(guān)。
火焰原子吸收中的噪聲,在IUPAC和國標“分析光譜法-火焰原子吸收和原子熒光法詞匯"中的描述極其精確:
a. 來自光源的隨機波動;
b. 來自原子化器的隨機波動;
c. 吸噴空白溶液時的隨機波動;
d. 吸噴試樣溶液時的隨機波動。
L’vov在他1970年左右的“原子吸收光譜學"(有英文版,俄文版,沒有翻譯成中文)還有Inger的“光譜化學分析"中對這些進行了詳盡的討論。這些原理同樣可以運用于石墨爐分析。
關(guān)于石墨爐分析中的噪聲,很少有人全面分析。對于火焰原子吸收的噪聲來源,考慮到火焰本身的透射特性,通常把元素分析波長進行分類。而在石墨爐分析中考慮石墨爐的背景發(fā)射,又把元素分為易熔和難熔。
在石墨爐中,背景衰減嚴重,被考慮為重要噪聲來源。
石墨爐分析中考慮的“噪聲“來源為:
1.測量方式與讀出系統(tǒng)對精密度的影響(響應速度能否跟上快速變化的原子化信號)
2.石墨管背景輻射噪聲的影響
3.分子吸收和光散射對測定精度的影響
4.樣品導入精度和石墨管壽命的影響.(前者如同噴霧器精度)
5.高靈敏度元素測定時環(huán)境和樣品污染對精密度的影響(如同“吸噴空白溶液")
6.難熔元素測定時"殘留"和"記憶效應"的影響
這與火焰分析有很大不同。
石墨爐分析的實驗要求:(僅供參考)
實驗室:墻壁要涂漆;地板要鋪塑料;窗戶要緊閉;室內(nèi)盡少多余設備.空氣要過濾,處于200Pa正壓.
器皿:樣品需加熱,使用石英器皿;如不須加熱,使用聚四氟乙烯器皿.盡量避免用洗液,而用1:2的硫酸,硝酸或鹽酸溶液浸泡.主要應避免對樣品中待測物的沾污和吸附.
操作步驟應盡量減少,使用器皿越少越好。制備常見元素標準溶液對不同元素要專用,甚至同一元素,不同濃度范圍也要固定專用。
樣品:一般用硝酸溶解,在標準溶液和樣品溶液中酸濃度控制在0.1mol/L以下.因為硫酸會腐蝕石墨管,鹽酸則經(jīng)常引起分子吸收(Sr和V例外).高氯酸使石墨管壽命嚴重降低,并且抑制吸收信號.
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