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1、17:18:21,6.3.1 概述6.3.2 基本原理6.3.3 原子荧光光度计6.3.4 AFS的特点与应用,第三节 原子荧光光谱法,第六章原子光谱法,Atomic spectrometry,Atomic fluorescence spectrometry,AFS,17:18:21,6.3.1 概述,辐射激发下依据原子发射的荧光强度来定量分析的方法。1964年后发展起来，属发射光谱，但仪器与AAS相近。1.特点(1)检出限低，灵敏度高。Cd：10-12 g L-1；Zn：10-11 g L-1。(2)谱线简单，干扰小。(3)线性范围宽（可达35个数量级）。(4)多元素同时测定（产生的荧光向各
2、方向发射）。2.缺点 存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。,17:18:21,6.3.2 基本原理,1原子荧光光谱的产生过程 过程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8 s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光。特性：（1）属光致发光，二次发光。（2）激发光源停止后，荧光立即消失。（3）发射的荧光强度与照射的光强有关。（4）不同元素的荧光波长不同。（5）浓度很低时，强度与蒸气中该元素的密度成正比，定量依据(适用于微量或痕量分析)。,17:18:21,2.原子荧光的产生类型,三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光（1）共振荧光共振荧光：气态原子吸
3、收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光，见图A，C。,热共振荧光：若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；见图B，D。,17:18:21,（2）非共振荧光,荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种。,跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光；荧光波长大于激发线波长（荧光能量间隔小于激发线能量间隔）。,直跃线荧光（Stokes荧光）：,17:18:21,直跃线荧光（Stokes荧光）,Pb原子：吸收线283.13 nm，荧光线407.78 nm，同时存在两种形式。,铊原子：吸收线33
4、7.6 nm，共振荧光线337.6 nm，直跃线荧光535.0 nm。,a b c d,17:18:21,阶跃线荧光：,光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态；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：碰撞，放热。光照激发，再热激发，返至高于基态的能级，发射荧光，图(c)B，D。,Cr原子：吸收线359.35 nm；再热激发，荧光发射线357.87 nm；见图(c)B、D。,a b c d,17:18:21,anti-Stokes荧光：,荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发(或反之)，再发射荧光直接返回基态；见图(d)。铟原子：先热激发
5、，再吸收光跃迁451.13 nm；发射荧光410.18 nm，图(d)A，C。,a b c d,17:18:21,（3）敏化荧光,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，后者发射荧光；火焰原子化中观察不到敏化荧光；非火焰原子化中可观察到。所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。,17:18:21,3.荧光猝灭与荧光量子效率,荧光猝灭：受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光发射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。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。如何恒量荧光猝灭程度？荧光量子效率：=F f/F a F f 发射荧
6、光的光量子数；F a吸收的光量子数。荧光量子效率1,17:18:21,4.待测原子浓度与荧光的强度,当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略，发射荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 Ia：If=Ia在理想情况下：,I0 原子化火焰单位面积接受到的光源强度；A为受光照射在检测器中观察到的有效面积；K0为峰值吸收系数；l 为吸收光程；N为单位体积内的基态原子数。,17:18:21,6.3.3 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：采用滤光器分离分析线和邻近线。,特点：光源与检测器成一定角度。,17:18
7、:21,多通道原子荧光仪,多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素。,17:18:21,2主要部件,光源：高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器。可调频激光器：高光强，窄谱线。原子化装置：与原子吸收法相同。色散系统：光栅、滤光器。检测系统。,17:18:21,6.3.4 AFS的特点与应用,特点：检出限低，灵敏度高，谱线简单，干扰小，线性范围宽(35个数量级)，选择性极佳，不需基体分离等。Cd的检出限可达10-12 g mL-1，Zn可达10-11 g mL-1 20多种元素检出限优于AAS，易实现多元素同时测定。不足之处：存在荧光猝灭效应及散射光干扰等。应用：食品卫生、生物试样及环境监测等方面。,17:18:21,内容选择：,结束,6.1 原子发射光谱法 6.2 原子吸收光谱法 6.3 原子荧光光谱法,第七章,
