AAS(原子吸收光譜)、AES(原子發(fā)射光譜)、AFS(原子熒光光譜)是三種常見的光譜分析技術(shù),在食品、化工、環(huán)境等領(lǐng)域具有廣泛的用途,由于其原理相近,結(jié)構(gòu)類似,很多初學(xué)者對(duì)于這三種技術(shù)難以參透,因此小編今天就帶大家辨一辨這“光譜三兄弟”。
“光譜三兄弟”簡(jiǎn)介
AAS(原子吸收光譜):
基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見光的吸收為基礎(chǔ)的分析方法。
當(dāng)元素的特征輻射通過該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時(shí),部分光被蒸氣中基態(tài)原子共振吸收而減弱,通過單色器和檢測(cè)器測(cè)得特征譜線被減弱的程度,即吸光度,根據(jù)吸光度與被測(cè)元素的濃度成線性關(guān)系,從而進(jìn)行元素的定量分析。
AES(原子發(fā)射光譜):
是利用物質(zhì)在熱激發(fā)或電激發(fā)下,每種元素的原子發(fā)射特征光譜來判斷物質(zhì)的組成并進(jìn)行元素的定性與定量分析。
在正常狀態(tài)下,原子處于基態(tài),原子在受到熱(火焰)或電(電火花)激發(fā)時(shí),由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),返回到基態(tài)時(shí),發(fā)射出特征譜線。
AFS(原子熒光光譜):
介于原子發(fā)射(AES)和原子吸收(AAS)之間的光譜分析技術(shù),其原理類似于原子發(fā)射光譜技術(shù)。通過測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在特定頻率輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度,以此來測(cè)定待測(cè)元素含量的方法。
AAS AES AFS 各自主要特點(diǎn)
AAS:
1. 靈敏度高,火焰原子法,ppm級(jí),有時(shí)可達(dá)ppb級(jí);石墨爐可達(dá)10-9~10-14(ppt級(jí)或更低)。
2. 準(zhǔn)確度高,分析速度快:測(cè)定微、痕量元素的相對(duì)誤差可達(dá)0.1%~0.5%,分析一個(gè)元素只需數(shù)十秒至數(shù)分鐘。
3. 選擇性好,方法簡(jiǎn)便:由光源發(fā)出特征性入射光很簡(jiǎn)單,且基態(tài)原子是窄頻吸收,元素之間的干擾較小,可以測(cè)定大部分金屬元素。
局限性:多元素同時(shí)測(cè)定有困難;難熔元素(如W)、非金屬元素測(cè)定困難、對(duì)復(fù)雜樣品分析干擾也較嚴(yán)重;石墨爐原子吸收分析的重現(xiàn)性較差。
AES:
1. 多元素檢測(cè),分析速度快。
2. 檢出限低,10~0.1mg×g-1(一般光源);ng×g-1(ICP—電感耦合等離子體光源)。
3. 準(zhǔn)確度較高,5%~10% (一般光源); <1% (ICP) 。
4. 試樣消耗少(毫克級(jí)),適用于微量樣品和痕量無(wú)機(jī)物組分分析,廣泛用于金屬、礦石、合金、和各種材料的分析檢驗(yàn)。
局限性:非金屬元素不能檢測(cè)或靈敏度低。
AFS:
1. 靈敏度高,檢出限較低。采用高強(qiáng)度光源可進(jìn)一步降低檢出限,有20種元素優(yōu)于AAS。
2. 譜線簡(jiǎn)單,干擾較少,可以做成非色散AFS。
3. 校正曲線范圍寬(3~5個(gè)數(shù)量級(jí))。
4. 易制成多道儀器(產(chǎn)生的熒光各個(gè)方向發(fā)射)——多元素同時(shí)測(cè)定。
局限性:熒光淬滅效應(yīng)、復(fù)雜基體效應(yīng)等可使測(cè)定靈敏度降低;散色光干擾;可測(cè)量的元素不多,應(yīng)用不廣泛(主要因?yàn)锳ES和AAS的廣泛應(yīng)用,與它們相比,AFS沒有明顯的優(yōu)勢(shì))。
AAS AES AFS 三者之間的異同點(diǎn)
相似之處:
從原理看,相應(yīng)能級(jí)間躍遷所涉及的頻率相同。
三者都涉及原子化過程,其蒸發(fā)、原子化過程相似。
不同之處:
AAS是基于“基態(tài)原子”選擇性吸收光輻射能(hv),并使該光輻射強(qiáng)度降低而產(chǎn)生的光譜。
AES是基態(tài)原子受到熱、電或光能的作用,原子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài),然后再返回到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的光譜(共振發(fā)射線和非共振發(fā)射線)
AFS是一種輻射的去活化過程,當(dāng)特定的基態(tài)原子(一般為蒸氣狀態(tài))吸收合適的特定頻率的輻射,其中部分受激發(fā)態(tài)原子在去激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。
(審核編輯: 林靜)
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