原子荧光光谱
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱是两种常见的光谱分析方法，它们的区别主要在于测量原理和应用领域。
原子荧光光谱是通过激发原子内部能级，使得原子中的电子跃迁到较高的能级，然后再回到基态时放出光子，从而形成光谱。
这种光谱具有独特的谱线，每个谱线对应着原子中某个特定的能级跃迁所释放出的能量。
原子荧光光谱常用于分析金属、非金属元素和稀土元素等化学元素的含量和化学结构。
原子吸收光谱则是通过测量样品中的元素吸收特定波长的光线，来推断该元素的含量。
原子吸收光谱要求样品经过化学处理，使得其中的元素以单质或者化合物的形式存在，并且必须具有一定的浓度。
在测量过程中，光源会发射特定波长的光线，这些光线会穿过样品，被吸收掉一部分，未被吸收的光线会被检测器测量。
吸收光线的强度与样品中元素的含量成正比，因此可以通过测量吸收光线的强度来推断样品中元素的含量。
原子吸收光谱常用于分析金属、非金属元素以及汞、铅等有毒元素的含量。
总之，原子荧光光谱和原子吸收光谱各有优缺点，应根据具体需要选择合适的方法进行分析。
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原子荧光光谱
原子荧光光谱原子荧光光谱是一种重要的分析技术，用于确定某种物质中存在的元素种类和浓度。
该技术利用原子在高温下的电离和激发现象，产生特定的光谱线，通过测量不同波长的光线的强度，可以确定不同元素的浓度。
本文将介绍原子荧光光谱的原理、适用范围和实验方法。
一、原理原子荧光光谱的原理基于原子在高能量激发下的电离和激发现象。
当原子被电离或激发后，会从低位能级跃迁到高位能级，同时释放能量以光子的形式发射出去。
这些光子具有特定的波长和频率，称为谱线。
不同元素的谱线具有独特的波长和强度，因此可以根据光谱线进行元素分析。
原子荧光光谱的实验过程分为激发原子和测量光谱两个步骤。
激发原子的方法有火焰、弧光、电子轰击等方式。
当原子被激发后，会发射出一系列谱线，这些谱线的强度和波长可以通过光谱仪直接测量得到。
为了提高信噪比和减少干扰，通常需要对样品进行预处理和选择合适的激发波长。
二、适用范围原子荧光光谱适用于多种物质的元素定性和定量分析，包括金属、非金属和半金属元素。
该技术具有灵敏度高、选择性好、分析速度快等优点，特别适用于样品含量低的情况。
例如，检测地下水中的重金属含量，测定食品中的微量元素含量，以及痕量元素的分析等领域都广泛应用了原子荧光光谱技术。
三、实验方法原子荧光光谱的实验方法主要包括样品制备、装置设置和操作步骤等几个方面。
1. 样品制备样品制备过程要注意避免污染和样品损失。
对于固体样品，通常需要研磨成细粉末，并按一定比例加入内标元素。
对于溶液样品，要根据需要进行稀释和过滤去除杂质。
此外，还需要对不同元素的激发波长和测量线进行选择和优化。
2. 装置设置原子荧光光谱的装置包括激发源、光谱仪和数据处理系统。
激发源可以采用多种方式，如弧光灯、火焰燃烧器、电子轰击等。
光谱仪通常采用分光光度计或光栅光谱仪，具有高分辨率和高光学性能。
数据处理系统用于测量光谱强度和波长等参数，并进行数据处理和分析。
3. 操作步骤具体的实验操作步骤包括预热、校准、样品进样、测量和数据处理等几个步骤。
原子荧光光谱法
Fluorescence analysis
4.1 原子荧光光谱概述
❖ 原子荧光光谱分析(atomic fluorescence spectrometry, AFS)法是通过测定待测原子蒸气在辐射能激发下发 射的荧光强度来进行定量分析的方法。
❖ 从原理来看该方法属原子发射光谱范畴，发光机制 属光致发光，但所用仪器与原子吸收仪相近。
❖ 原子荧光分析中，样品先被转变为原子蒸气，原子 蒸气吸收一定波长的辐射而被激发，然后回到较低 激发态或基态时便发射出一定波长的辐射--原子荧 光。
❖ 把氢化物发生和原子荧光光谱法结合起来，我国科 学工作者研创了实用的氢化物--原子荧光光谱仪商 品仪器。此后，原子荧光分析迅速普及并发展成为
原子发射和吸收光谱法的有力补充。
4.2.4待测原子的浓度与荧光强度
原子荧光光谱强度由原子吸收与原子发射过程共同决定。当 光源强度稳定、辐射光平行及自吸可忽略时，发射荧光的强 度If正比于基态原子对特定频率光的吸收强度Ia。
在理想情况下：
If Ia
I f I0 A K0 L N
在实际工作中，仪器参数和实验测试条件保持不变，即
原子荧光光谱优点和局限性
❖ 原子荧光光谱分析法具有谱线简单、检出限低、可 同时进行多元素分析、可以用连续光源、校准曲线 的线性范围宽等优点。
❖ 原子荧光也存在一定的局限性：在较高浓度时会产 生自吸，导致非线性的校正曲线；在火焰样品池中 的反应和原子吸收的相似，也能引起化学干扰；存 在荧光猝灭效应及散射光的干扰等问题。
➢ 原子荧光是光致发光，属二次发光。当激发光源停 止辐射后，跃迁停止，荧光立即消失，不同元素的 荧光波长不同。
4.2.2 原子荧光光谱的类型
原子荧光光谱的三种类型
原子荧光光谱的三种类型
原子荧光光谱的三种类型是离散光谱、连续光谱和带状光谱。
1. 离散光谱：在原子能级跃迁时，由于能级之间的能量差是固定的，所以产生的光谱线是离散的。
每一条光谱线对应着一个特定的能级跃迁，具有独特的波长或频率。
离散光谱常用于原子的定性分析。
2. 连续光谱：当原子处于高温或高压条件下，原子发生碰撞激发时，会发生多种能级的跃迁，产生连续的光谱，其中包含了各种波长和频率的光。
连续光谱包含了广泛的波长范围，常用于研究高温等物理现象。
3. 带状光谱：带状光谱是离散光谱和连续光谱的结合体。
当较高能级上的电子回到基态时，由于能级弥散，产生了一系列频率与波长递增或递减的光谱线，形成了连续的带状光谱。
带状光谱用于原子的定量分析，可以通过测量某些光谱线的强度来确定物质中某种元素的含量。
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光谱（AFS）是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术，它的基本原理就是：基态原子（一般蒸气状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
一、原子荧光光谱法原理1．1原子荧光的类型以及荧光猝灭（1）共振荧光当原子受到波长为入A的光能照射时，处于基态E0（或处于E0邻近的亚稳态E1）的电子跃迁到激发态E2,被激发的原子由E2回到基态E0（或亚稳态E1）时，它就放出波长入F的荧光。
这一类荧光称为共振荧光。
（2）直跃线荧光荧光辐射一般发生在二个激发态之间，处于基态E0的电子被激发到E2能级，当电子回到E1能级时，放出直跃荧光。
（3）阶跃线荧光当处于激发态E2的电子在放出荧光之前，由于受激碰撞损失部分能量而至E1回到基态时，放出阶跃线荧光。
（4）热助阶跃线荧光原子通过吸收光辐射由基态E0激发至E2能级，由于受到热能的进一步激发，电子可能跃迁至E2相近的较高能级E3,当其E3跃迁至较低的能级E1（不是基态E0）时所发射的荧光称为热助阶跃荧光。
小于光源波长称为反stoke效应。
（5）热助反stokes荧光（略）某一元素的荧光光谱可包括具有不同波长的数条谱线。
一般来说，共振线是最灵敏的谱线。
处于激发态的原子寿命是十分短暂的。
当它从高能级阶跃到低能级时原子将发出荧光。
M*TM+hr除上述以外，处于激发态的原子也可能在原子化器中与其他分子、原子或电子发生非弹性碰撞而丧失其能量。
在这种情况下，荧光将减弱或完全不产生，这种现象称为荧光的猝灭。
荧光猝灭有下列几类型：1）与自由原子碰撞M*+X=M+XM*T激发原子X、MT中性原子2）与分子碰撞M*+AB=M+AB这是形成荧光猝灭的主要原因。
AB可能是火焰的燃烧产物；3）与电子碰撞M*+e-=M+E-此反应主要发生在离子焰中4）与自由原子碰撞后，形成不同激发态M*+A=M x+AM*、M x为原子M的不同激发态5）与分子碰撞后，形成不同的激发态M*+AB=M x+AB6）化学猝灭反应M*+AB=M+A+BA、B为火焰中存在的分子或稳定的游离基2．荧光强度与分析物浓度间关系原子荧光强度I f与试样浓度C以及激发态光源的辐射强度I0存在以下函数关系I f二①I根据比尔一朗伯定律厅叫口•e-KLN]式中：①-原子荧光量子效率I-被吸收的光强I0-光源辐射强度K一峰值吸收系数L一吸收光程N一单位长度内基态原子数按泰勒级数展开，当N很小，则原子荧光强度I f表达式可简化为：I f二①I0KIN当所有实验条件固定时，原子荧光强度与能吸收辐射线的原子密度成正比，当原子化效率固定时，I f与试样浓度C成正比，即I=aC f上式线性关系，只在浓度低时成立。
原子荧光光谱法原理
原子荧光光谱法原理
原子荧光光谱法( AFS) 因化学蒸气分离、非色散光学系统等特性，是测定微量砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗等元素最成功的分析方法之一。
原子荧光光谱法（AFS）是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。
原子荧光光谱法原理：基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
原子荧光的波长在紫外、可见光区。
气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，约经10-8秒，又跃迁至基态或低能态，同时发射出荧光。
若原子荧光的波长与吸收线波长相同，称为共振荧光；若不同，则称为非共振荧光。
共振荧光强度大，分析中应用最多。
在一定条件下，共振荧光强度与样品中某元素浓度成正比。
该法的优点是灵敏度高，目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级，特别是用激光做激发光源时更佳。
主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。
原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度，校正曲线的线性范围宽，能进行多元素同时测定。
这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。
原子荧光光谱基本原理及应用
原子荧光光谱基本原理及应用原子荧光光谱的产生主要基于物质放电的过程。
首先，物质被输入到一个高频电场中，使得原子的电子从基态跃迁到激发态，形成一个激发态的原子。
接下来，激发态的原子会通过非辐射跃迁或辐射跃迁返回到基态。
在辐射跃迁过程中，原子会发射出一些特定波长的光线，即荧光。
这些发射的特定波长与原子的能级结构有关，因此可以用来确定物质的成分和浓度。
1.分析元素成分：原子荧光光谱可以用来分析物质的成分，特别是元素的含量。
它可以检测多种元素，包括有机和无机物质中的常规和微量元素。
这种分析方法广泛应用于环境监测、食品安全、制药工业等领域，对于确定物质的成分和浓度非常有用。
2.确定金属离子浓度：原子荧光光谱可以用于确定金属离子的浓度。
这是因为金属离子在光谱分析中通常具有特定的荧光发射线。
通过测量发射线的强度，可以确定金属离子的浓度，从而实现对金属离子的准确测量。
这种应用在水质监测和环境污染监测中尤为重要。
3.质量分析：原子荧光光谱可以用来进行质量分析，特别是对分子的质量分析。
通过测量样品中特定元素的质谱峰，可以确定不同分子的相对质量。
这种方法广泛应用于化学分析、物质鉴定和药物检测等领域。
4.检测痕量元素：原子荧光光谱可以用来检测痕量元素。
痕量元素指的是物质中的微量元素，其浓度通常非常低。
原子荧光光谱具有高灵敏度和高分辨率的优点，使其成为检测痕量元素的理想工具。
这种应用在地质学、化学工业和研究等领域中非常重要。
综上所述，原子荧光光谱是一种基于物质放电过程的分析技术，通过测量物质放电时发射的特定波长的光线，确定物质的成分和浓度。
它具有可广泛应用于元素分析、金属离子浓度测量、质量分析和痕量元素检测等领域的优点。
原子荧光光谱法
二、特点 1. 谱线简单、干扰少，选择性好 2. 背景辐射低，灵敏度高 3. 可进行多元素分析
第二节基本原理 气态原子吸收了由激发光源发出 的特征辐射后，原子外层电子从基态 或低能态跃迁到高能态，经短暂停留 后，又跃迁回基态或低能态，同时发 射出与激发光相同或不同的辐射，这 种辐射就是原子荧光。
原子荧光光谱法 第一节 概述
原子荧光光谱法（AFS）。是通过测 量元素的基态原子蒸汽在特定频率辐射能 激发下所产生的荧光强度来测定元素含量， 具有原子吸收和原子发射光谱两种技术的 优点。
一、原子荧光光谱与原子荧光分析 原子荧光是一种光致发光。由于原子 核外能级很多，原子被激发后，跃迁不同， 发射的荧光波长不同，这些不同波长的荧 光通过色散后，形成按一定波长顺序排列 的原子荧光光谱。各种元素的原子结构不 同，所得到的荧光光谱也不相同，可以定 性。在一定条件下，荧光强度与元素原子 蒸汽的浓度成正比，可以定量。
2. 原子化器
火焰原子化器、电热原
子化器、ICP原子化器、氢化物发生原 子化器
2. 原子化器
火焰原子化器、电热原
子化器、ICP原子化器、氢化物发生原 子化器
3. 分光系统 4. 检测器 5. 数据记录和处理系统
二、仪器类型 由单道和多道、色散和非色散等。
第四节 干扰及其消除 同原子吸收。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、原子荧光的类型： 共振荧光、非共振荧光和敏化荧光。 1. 共振荧光
起源于基 态的共振 荧光
热助共 振荧光
2. 非共振荧光
分为stokes荧光
和反stokes荧光。荧光波长与激发光 不同，有直跃线荧光、阶跃线荧光。
直跃线 起源于基态 热助荧光
阶跃线
起源于基态
仪器分析原理3原子荧光光谱与X射线荧光光谱分析
仪器分析原理3原子荧光光谱与X射线荧光光谱分析原子荧光光谱和X射线荧光光谱是常用的仪器分析原理之一、这两种分析方法可以快速准确地确定样品中元素的种类和含量。
下面将分别介绍原子荧光光谱和X射线荧光光谱的工作原理及其在仪器分析中的应用。
1.原子荧光光谱原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectroscopy, AFS）是利用物质吸收射入能量后，再辐射能量的特性来分析物质中元素的种类和含量。
工作原理：原子荧光光谱的工作原理分为两个步骤：原子化和荧光辐射。
首先，样品通过加热、火焰、电磁辐射等方式使其原子化。
原子化是将样品中的元素由化合物或离子状态转变为单体原子的过程。
常用的原子化方式有火焰原子吸收光谱（Flame Atomic Absorption Spectroscopy, FAAS）和电感耦合等离子体发射光谱（Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy, ICP-OES）等。
然后，通过激发原子辐射的方式，使其产生特定的荧光辐射。
荧光辐射的能量和波长是特定的，因此可以通过测量样品的荧光辐射来确定元素的种类和含量。
应用：原子荧光光谱广泛应用于环境、食品、农产品等领域的元素分析。
它具有分析速度快、准确度高、灵敏度高的特点。
可以用于分析痕量元素，如水中的重金属等。
2.X射线荧光光谱X射线荧光光谱（X-ray Fluorescence Spectroscopy, XRF）是利用物质受到X射线激发后发生荧光辐射的特性来分析样品中元素的种类和含量。
工作原理：X射线荧光光谱是利用样品中的元素受到高能X射线激发后产生特定能量的荧光X射线。
当样品被照射时，元素中的电子会被激发到较高能级，并在回到基态时发出荧光X射线。
每个元素的荧光X射线的能量和强度是特定的，通过测量荧光X射线的能量和强度可以确定样品中元素的种类和含量。
应用：X射线荧光光谱广泛应用于材料分析、岩石矿产分析、金属合金分析等领域。
原子荧光光谱原理及其应用
原子荧光光谱原理及其应用原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectroscopy, AFS）是一种分析化学技术，用于测定和分析杂质、微量金属等在样品中的存在量，提供广泛的应用领域。
本文将详细介绍原子荧光光谱的原理以及其应用。
原子荧光光谱的原理基于激发原子的基态到激发态的跃迁过程。
在分析样品中，先将样品转化为气体态或溶液态，并通过光源（如Hollow Cathode Lamp）提供特定波长的入射光。
当入射光通过光束聚焦器后，会穿过火焰中的样品。
入射光的能量足以将样品中的原子从基态跃迁至激发态。
在激发态停留时间很短的情况下，原子会以荧光的形式回到基态。
通过探测器测量样品中发射的荧光光强度，就可以得到特定元素的荧光光谱。
1.选择性和灵敏性高：原子荧光光谱对特定元素具有高度的选择性和灵敏性，可以检测到极微量的金属离子，例如铜、铅、镉等。
2.多元素分析：原子荧光光谱可以同时分析多个元素，可以检测不同样品中多个元素的含量。
3.低背景噪音：由于火焰或其他燃烧技术可将大部分基质单质化，几乎没有背景噪音干扰。
4.样品准备简单：样品的准备工作相对简单，可以通过溶解、稀释、燃烧等方法进行。
在环境分析中，原子荧光光谱可以用于测定水和土壤中的重金属污染物。
例如，可以通过分析水中的镉和铅来评估水源的质量。
此外，原子荧光光谱还可以用于监测大气中的金属污染物，如铁、钼等。
在生物医学领域，原子荧光光谱被广泛应用于研究药物的药代动力学和毒性。
通过测定药物中的金属离子含量，可以评估药物的毒性，以及药物在体内和体外的代谢动力学。
此外，原子荧光光谱还可以用于研究人体内微量元素的异常情况，如铜代谢紊乱、铅中毒等。
在食品安全检测中，原子荧光光谱广泛应用于测定食品中的微量元素。
例如，可以通过分析食品中的铬、汞等重金属来评估食品的安全性。
此外，原子荧光光谱还可以用于检测农作物中的微量元素含量，以及评估土壤中重金属的污染情况。
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光光谱法一、概述原子荧光光谱法是一种专门用于分析原子的物质结构和组成的方法。
该方法利用了原子的特性发射出特定波长的光线来进行分析，具有高灵敏度和精确度等优点。
它广泛应用于化工、冶金、电子、环保等领域中。
二、工作原理原子荧光光谱法的工作原理是将待检物样品进入火焰或等离子体中加热到极高温度，使其中原子被激发到激发态，然后随着原子的自发跃迁，从激发态跃迁回基态时，发出一定波长的特定光线，通过仪器检测出这些发射光谱，再进行计算和分析得到样品中元素成分的定量分析结果。
三、操作流程1.准备样品：将待分析物质制成高纯度的化合物或纯金属样品。
2.样品预处理：将样品加入溶剂中，加热或酸化等方式使其转变成原子迹状态。
3.样品的雾化：将样品雾化成细小的颗粒，通过进一步的气体等离子体激励，使得原子处于激发态。
4.测量光谱：通过分光仪等仪器测量样品中元素特征光谱，得出样品元素成分的信息。
5.结果分析：根据光谱结果，采用定量方法对待分析物质的成分进行分析和计算，获得定量分析结果。
四、应用领域原子荧光光谱法适用于分析大量金属元素，可用于纯金属、杂质金属等检测。
它被广泛应用于冶金、化工、电子、环保等领域。
比如用于水质、土壤、废水等环保领域的检测，能够检测出其中的重金属元素，为环保工作提供有力的技术保障。
五、存在的问题尽管原子荧光光谱法在分析中具有很大的优势，在实际应用中仍然存在一些问题。
比如由于仪器灵敏度限制，使用样品的环境也会对结果产生影响。
此外，样品的制备过程也会对结果产生重要影响。
对于不同样品的处理方法还需进一步研究。
综上所述，原子荧光光谱法是一种非常重要的化学分析方法，应用广泛。
在实际操作和结果分析时，需要注意一些问题。
未来，我们需要根据实际的样品情况，不断地改进研究方法，提高分析的准确性和可靠性。
原子荧光光谱法(afs)
原子荧光光谱法(afs)这一周我们继续推送各种分析方法的干货知识，今天推送的是有关原子荧光光谱的内容。
按照惯例，我们先来看看纲要——一概述二基本原理三仪器结构四应用情况下面，让我们开始今天的学习吧！一概述原子荧光光谱法（AFS）是一种痕量分析技术，是原子光谱法中的一个重要分支。
是介于原子发射光谱法(AES)和原子吸收光谱法(AAS)之间的光谱分析技术，所用仪器及操作技术与原子吸收光谱法相近。
（一）AFS的发展历程•1859年开始原子荧光理论的研究•1902年首次观察到钠的原子荧光•1962年提出将原子荧光用于化学分析•1964年得出原子荧光的基本方程式•1964年对Zn、Cd、Hg进行了原子荧光法的分析•1974年首次将氢化物进样技术和无色散原子荧光光谱技术相结合，开创了氢化物发生—无色散原子荧光光谱分析技术（HG-AFS）（二）AFS在我国的发展•1975年杜文虎等介绍了原子荧光法，次年研制了冷原子荧光测汞仪；•20世纪70年代末，郭小伟等研制成功研制了溴化物无极放电灯，为原子荧光分析技术的进一步深入研究和发展奠定了基础；•1983年郭小伟等研制了双通道原子荧光光谱仪，后将技术转让给北京地质仪器厂，即现在的海光仪器公司，开创了领先世界水平的有我国自主知识产权分析仪器的先河。
在此后的20多年中，郭小伟等在开发原子荧光分析方法仪器的设计研制，尤其在氢化物发生原子荧光分析方面做了大量卓有成效的工作，使我国在HG-AFS技术领域处于国际领先地位。
（三）我国在AFS的主要突破•用溴化物无极放电灯代替碘化物无极放电灯，成功地解决了铋的光谱干扰问题；•利用氢化物发生所产生的氢气使之在电热石英炉口形成氢氩小火焰作为原子化器，从而使整个装置简单实用；•将高强度脉冲供电空心阴极灯成功地用于作AFS光源，解决了无极放电灯制作工艺不完善和调谐困难等对使用带来的不便；•将流动注射（FIA）技术、断续流动注射技术与AFS联用开创了FIA-AFS全自动分析，并研制开发出全自动原子荧光光谱仪。
原子荧光光谱
原子 化器
分光 系统
检测 系统
光源
原子荧光光度计方框图
特点：光源与检测器不在一条直线
上，而是成一定角度(通常为90。)
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1. 激发光源
锐线光源： 高强度空心阴极灯，无极放电灯，激光。
连续光源：氙弧灯
2. 原子化器
与原子吸收法相同
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3. 色散系统
色散型：光栅 非色散型：滤光片
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第一节 概述
原子在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法； 1964年以后发展起来的分析方法；属发射光谱但所用仪器 与原子吸收仪器相近；
1.特点
(1) 检出限低、灵敏度高 Cd：10-12 g ·cm-3； Zn：10-11 g ·cm-3；20种元素优于AAS
(2) 谱线简单、干扰小 (3) 线性范围宽（可达3～5个数量级） (4) 易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）
之)，再发射荧光直接返回基态；图(d) ；
铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13nm；发射荧光
410.18nm， 图(d)A、C ；
a
b
c
d
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三、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。 Hg + hν1 (253.7 nm) = Hg* Hg* + Tl = Hg + Tl* Tl* = Tl + hν2(377.6 nm) 所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用。
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第三节 原子荧光方程
07:42:39
卫生化学：原子荧光光谱法
热助直跃线荧光：亚稳态-较高激发态-高于亚稳态 (图7-1d)。 • 阶跃线荧光：基态-E2激发态-碰撞损失能量-E1激发态-基态（图7-1e）。如Na
热助阶跃线荧光：基态E0-E2--E3-E1（图7-1f）。 产生热助阶跃线荧光的条件：能级差很小，足以吸收热能而产生由低能级向高能级的跃迁。 • 反斯托克斯荧光，亦称为“热助荧光”：荧光波长比激发光波长短。基态或亚稳态-更高能级激发 态-基态。如铟、铬等
二、原子荧光光谱的类型
• 共振荧光Байду номын сангаас非共振荧光、敏化荧光
1．共振荧光：原子吸收的辐射光与发射的辐射光波长相同 • 共振荧光：基态-激发态-基态 (图7-1a)。谱线强度最大，应用最多。如，Ni，Zn等 • 热助共振荧光：亚稳态-较高能级-亚稳态 (图7-1b)。
2．非共振荧光：激发和发射的荧光波长不相同，荧光波长大于吸收波长 • 直跃线荧光：基态-较高激发态-高于基态的亚稳态 (图7-1c)。发生在两个激发态之间。
一、原子荧光光谱的产生
• 属于原子发射光谱。
• 定义：基态蒸气原子吸收激发光源发射的特征波长辐射后，原子的外层电子 由基态跃迁至高能态，即被激发；处于激发态的原子不稳定而释放能量返回 到基态。以辐射的形式释放能量，所发射的特征光谱为原子荧光光谱。
• 原子荧光的产生过程：
M h M *
M * M h
仪器类型
• 色散型和无色散型两类。主要区别在于非色散原子荧光光谱仪无单色器。
• 单道原子荧光光谱仪 • 多道原子荧光光谱仪 多元素同时测定
第三节 原子荧光分析法实验技术
一、氢化物发生-原子荧光光谱法（ HG-AFS） • 优点：与基体相分离，降低基体干扰，气体进样提高了进样效率。灵敏度高、干扰小、
原子荧光光谱的名词解释
原子荧光光谱的名词解释一、引言原子荧光光谱是研究原子和分子的基本光谱现象之一，也是光谱学的重要分支之一。
它通过对原子荧光现象的观测和分析，研究原子的结构、能级和电子转移等信息。
本文将介绍与原子荧光光谱有关的几个重要名词，逐步解释其含义和相关原理。
二、激发态和基态在原子荧光光谱中，激发态和基态是两个重要的概念。
原子的基态是指其电子处于能量最低的状态，而激发态是指电子吸收了外界能量而跃迁到高能级的状态。
激发态通常具有较短的寿命，会通过辐射或碰撞等过程回到基态，释放出能量并产生光谱信号。
三、荧光和磷光荧光是指物质在吸收能量后，电子从激发态返回基态时发出的光。
而磷光是一种长寿命的荧光现象，电子在激发态停留的时间较长，返回基态时会放出能量较低的光子。
在原子荧光光谱中，我们能观测到这两种光谱信号，通过其强度、频率和波长等参数，可以推测出原子的结构和能级信息。
四、吸收和发射光谱在原子荧光光谱的研究中，吸收光谱和发射光谱是两种常用的分析技术。
吸收光谱是在外界能量作用下，原子从基态跃迁到激发态，吸收光的波长和频率可以揭示原子的能级结构。
而发射光谱则是原子从激发态返回基态时，释放出光谱信号的过程。
通过分析吸收和发射光谱，可以确定原子的电子转移途径和能级差异。
五、荧光量子产率荧光量子产率是衡量原子荧光光谱强度的一个重要指标。
在原子荧光光谱中，当某个特定能级的原子被激发后，返回基态并发射光子的比例就是荧光量子产率。
荧光量子产率的大小与能级跃迁的速率、碰撞和辐射等过程有关，它可以反映原子的稳定性和光谱强度。
六、荧光光谱仪荧光光谱仪是用于观测和分析原子荧光光谱的仪器。
它一般由光源、样品激发系统和信号检测系统等部分组成。
光源可以是连续光源或激光光源，用于激发样品中的原子。
样品激发系统通过吸收或散射光信号使原子处于激发态。
信号检测系统用来记录和分析荧光光谱信号，可以采用光电倍增管等探测器。
七、应用领域原子荧光光谱在各个领域都有广泛的应用。
原子荧光光谱法定量
原子荧光光谱法定量
原子荧光光谱法（Atomic Fluorescence Spectroscopy，AFS）是一种用于定量分析的光谱技术，通常用于检测和测定液体样品中的金属元素。
下面是使用原子荧光光谱法进行定量分析的一般步骤：
1.样品制备：收集待测样品，必要时对样品进行前处理，以确保
合适的样品状态和浓度范围。
2.原子化：将样品中的金属元素原子化。
这通常通过火焰、电感
耦合等离子体（ICP）、石墨炉等手段来实现。
原子化的目的是将金属元素从其化合物中转化为自由的原子态。
3.激发和发射：通过使用激发源（通常是辐射源，如光源或激光）
激发原子的电子，导致金属原子发射荧光辐射。
每个金属元素都有独特的光谱线，这些光谱线可以用于唯一地识别和测定该元素。
4.分析光谱：通过使用荧光光谱仪测量发射的荧光光谱。
光谱中
的荧光峰的强度与样品中金属元素的浓度成正比。
5.制备标准曲线：使用一系列已知浓度的金属元素标准溶液，绘
制标准曲线。
这将用于将光谱信号转换为元素浓度。
6.定量分析：将样品中的光谱信号与标准曲线进行比较，从而确
定样品中金属元素的浓度。
7.质量控制：进行质量控制，确保分析的准确性和可靠性。
这包
括使用质控样品、重复分析等。
原子荧光光谱法的优势在于其高灵敏度、选择性和多元素分析能
力。
然而，需要注意的是，对于不同元素，可能需要调整光谱测量条件，并考虑矩阵效应等因素。
原子荧光光谱的工作原理
原子荧光光谱的工作原理原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS）是一种光谱分析技术，主要用于元素及其化合物的定量分析。
AFS技术起源于20世纪50年代，随着化学分析技术的不断发展，AFS技术已经成为一种成熟的分析技术。
原子荧光光谱的基本原理AFS利用元素原子吸收能量后获得激发态，再向基态跃迁时所发射的特定波长的荧光来分析元素。
具体地，AFS的基本原理如下：1.元素的样品溶液被喷入具有高温等离子体火焰或电感耦合等离子体中，转化为原子态。
2.通过专用的单色或多色波长选择装置，选择一个特定的激发波长照射原子样品，使原子吸收能量，并转化为激发态。
3.在激发态能量衰减的过程中，原子向基态跃迁并放出电子能量，发出一定波长的辐射，即荧光谱线。
4.感测器测量荧光强度。
当激发波长和荧光波长相同时，荧光强度达到最大值。
由于每个元素的荧光波长是固定的，可以通过测量荧光强度大小来得到元素的浓度。
原子荧光光谱的优点与传统分析技术相比，原子荧光光谱具有以下优点：1.灵敏度高，检测极限达到了ng/mL/ppm的级别。
2.选择性好，能够实现多种元素的定量分析。
3.精度高，一般可达到1%以下。
4.操作简便，分析速度快。
5.不需要化学试剂，无污染。
原子荧光光谱的应用由于原子荧光光谱分析的优点，它被广泛应用于工业、环境、生物、医药等领域。
1.工业领域：用于分析高纯度金属材料、半导体材料等中微量元素的浓度。
2.环境领域：用于检测水、土壤和大气污染物，同时可用于大气粒子的元素分析。
3.生物领域：用于测定尿液、血液等生物样品中各种元素的浓度，包括微量元素的分析。
4.医药领域：用于分析药物中有毒元素的残留量。
原子荧光光谱的未来随着生产和科学技术的不断发展，AFS技术将在更广泛的领域得到应用。
另外，随着激光能源的发展及光纤技术等的改善，原子荧光光谱分析技术的灵敏度、选择性、检测精度等将进一步提高。
原子荧光光谱的产生
原子荧光光谱的产生
原子荧光光谱是指当原子吸收能量后，部分电子被激发到高能级，随后又跃迁到低能级时，释放出的光子所组成的谱线。
原子荧光光谱的产生可以通过以下几个步骤来解释：
1. 激发：原子吸收外部能量，如热能、电磁辐射或是与其他粒子碰撞等，使得部分电子跃迁到较高能级，形成激发态。
2. 跃迁：激发态的电子不稳定，会迅速回到较低能级，这个过程称为电子跃迁。
电子跃迁时，会释放出能量，并以光子的形式传递出去。
3. 能量差：电子跃迁时，能量的差异决定了光子的频率（或波长），而频率即对应特定的光谱线。
能级结构的不同，使得不同元素或分子的光谱线具备独特的特点。
4. 谱线产生：原子发射的光子通过光学装置（如光栅、光谱仪等）进行分光，最终形成了原子荧光光谱。
根据光谱线的强度、位置和形状等特征，可以对原子进行识别和分析。
总之，原子荧光光谱的产生是由于原子在激发态和基态之间电子的跃迁过程，释放出的能量以光子的形式传递出去，形成一系列特定的谱线。
这些谱线能够提供关于原子结构和成分等信息，具有重要的科学和技术应用价值。
原子光谱(原子荧光光谱)
一.原理
1. 原子荧光光谱的产生: 气态自由原子吸收 特征辐射后跃迂到较高能级，然后又跃 迁回到基态或较低能级。同时发射出与 原激发辐射波长相同或不同的辐射即原 子荧光。 原子荧光为光致发光，二次发光，激 发光源停止时，再发射过程立即停止。
光致发光
光致发光（二次发光）过程： 物质吸收电磁辐射后受到激发，受激 原子或分子以辐射去活化，再发射波长 与激发辐射相同或不同的辐射。 再发射时间在10-9~10-6S的光为荧光 再发射时间在10-6S以内的光为磷光
2. 阶跃线荧光 有两种情况，正常阶跃荧光为被光照射激发的 原子，以非辐射形式去激发返回到较低能级，再 以辐射形式返回基态而发射的荧光。很显然，荧 光波长大于激发线波长。如钠原子吸收 330.30nm光，发射出 588.9nm的荧光。非辐射形 式为在原子化器中原子与其他粒子碰撞的去激发 过程。热助阶跃线荧光为被光照射激发的原子， 跃迁至中间能级，又发生热激发至高能级，然后 返回至低能级发射的荧光。例如铬原子被 359.35nm的光激发后，会产生很强的357.87nm荧 光。阶跃线荧光的产生见图（c）。
激发光源 可用线光源或连续光源 空心阴极灯或氙弧灯 原子化器 与原子吸收相同 色散系统 色散型：光栅 非色散型 ：滤光器 检测系统 光电倍增管。
原子荧光分光光度计（北京）
三、原子荧光光谱的干扰及应用
干扰：荧光猝灭效应以及散射光 应用：原子发射和原子吸收光谱的补充， 主要用于锌、镉等的测定
四．分析方法
例如铟吸收热能后处于一较低的亚稳能级再吸收41013nm的光后发射41018nm的荧光见图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给另一个原子使其激发后者再以辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光
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汞中毒
汞为银白色的液态金属，常温中即有蒸发。汞 中毒以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期 吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异 常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入 或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者， 即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。 经食物摄入人体的汞量如今已达到20～30μg/ 日，严重污染地区甚至高达200～300μg/日﹐这 给人类健康构成严重威胁，故汞中毒防治已成为世 界各国共同面临的重要课题。
炉高太高，由于石英炉 的折射和火焰根部的反 射作用，使测定噪音增 大，信噪比下降；炉高 太低，激发区在火焰的 顶部，测定精密度和灵 敏度下降。通常情况下 选择观测高度为6~8 mm 。
2017/10/9
光学系统
注意：灯电流的选择 在一定范围内灯电流与荧光强度值成正比。但灯电流过大，会 发生自吸现象，而且噪声也相应增大，灯的寿命缩短。
2017/10/9
激发态原子与自由原子碰撞 M*+X=M+X* 激发态原子与分子碰撞 M*+AB=M+AB* 与电子碰撞 M*+e=M+e* 与自由原子发生碰撞后，形成不同的激发态 M*+X=M*’+X*’ 与分子碰撞后，形成不同的激发态 M*+AB=M*’+AB*’ 化学猝灭反应 M*+AB=M+A+B
砷中毒的检查
急性砷中毒者尿砷与中毒后12小时起明显增高，停 止接触2天，即可下降19%～42%。我国正常人群 的尿砷均值为1.73umol/L（0.13mg/L)。发砷： 可作为慢性砷接触指标，正常值为0.685ug/g,高 于1ug/g应视为异常。血砷：急性中毒时可升高， 其正常水平为0.13～8.54umol/L。
2017/10/9
灵敏度高、检出限低。被测定的11个元素的检出限可达到10-10~10-13
水平。
精密度好，一般RSD<1%。 线性范围宽，可达到3~4个数量级。
分析元素与基体有效分离，光谱和化学干扰少。
适用于As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Sn、Ge、Pb、Zn、Cd 11个元素 的测定。
可以进行两个/3~4个元素同时测定。
易于和HPLC、GC、FIA等技术联用，实现在线和形态分析。 完全实现了自动化。
仪器结构简单，不需要额外的燃气，仪器成本及运行费用低。
2017/10/9
砷中毒
砷中毒主要由砷化合物引起，三价砷化合物的 毒性较五价砷为强，其中以毒性较大的三氧化二砷 （俗称砒霜）中毒为多见，口服0.01～0.05g即可 发生中毒，致死量为0.76～1.95mg/kg。砷化物 还可经皮肤或创面吸收而中毒。长期接触砷化物可 引起慢性中毒。熔烧含砷矿石、制造合金、玻璃、 陶瓷、印染、含砷医药和农药的生产工人和长期服 用含砷药物均可引起砷中毒，饮水中含砷过高，可 引起地方性砷中毒。
汞中毒的检查
1.尿汞和血汞测定 在一定程度上反映体内汞的吸收量，但常与汞 中毒的临床症状和严重程度无平行关系。 2.慢性汞中毒患者 可有脑电图波幅和节律电活动改变，周围神经 传导速度减慢，血中a2球蛋白和还原型谷胱甘肽增 高，以及血中溶酶体酶、红细胞胆碱酯酶和血清巯 基等降低。 3.X线胸片 可见两肺广泛不规则阴影，多则融合成点、片 状影，或呈毛玻璃样间质改变。
If= I0KC
即荧光辐射强度与试样中目标元素的浓度在一 定范围内呈线性关系
2017/10/9
—荧光猝灭效应
2017/10/9
荧光猝灭的基本概念
在原子荧光光谱分析中, 高温原子蒸气在受激发 出次级荧光的同时, 激发态原子的能量也会以其 他形式释放,例如与周围环境中的原子或分子发生 非弹性碰撞失去能量, 另外也可与原子化器碰撞 发生无辐射去活化，使原子荧光效率降低。这种 在原子化器中发生的物理化学变化过程是十分复 杂的，并且随着分析条件以及试样组份的不同而 不同。这种由于条件变化使原子荧光量子化效率 降低的现象称之为荧光猝灭.
2017/10/9
注意：载气与屏蔽气流量的选择。
载气：主要作用是将产生的气态氢化物或冷原子 带入原子化器。载气流速太小，会使氢化物在传 输过程中发生吸附、分解等现象而导致测定灵敏 度下降；相反，载气流速太大，则会将分析元素 的原子迅速带出原子化器，冲稀了原子化区的原 子浓度，使测定灵敏度下降。砷汞检测最佳载气 流速为400 ~500 ml/min。 屏蔽气：主要作用是在原子化区将周围的空气隔 离，降低原子荧光猝灭现象。屏蔽载气流速太小， 荧光猝灭效应显著，测定灵敏度下降；屏蔽气流 速太大，冲稀了原子化区的原子浓度，使测定灵 敏度下降。砷汞检测最佳屏蔽气流速为800
目录
第一部分 原子荧光技术的原理及仪器的结 构 第二部分原子荧光测定食品中砷汞的样品 预处理 第三部分原子荧光法对食品中砷汞的测定
第一部分 原子荧光技术的原理及 仪器的结构
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ห้องสมุดไป่ตู้
原子荧光技术的原理
基态原子吸收一定波长的辐射而被激发至高能 态而后激发态原子在去激发的过程中，以光辐 射的形式发射出特征波长的荧光，并根据所产 生特征荧光的强度进行分析. 在分析条件固定不变的情况下：
2017/10/9
AFS仪器构造
氢
进 样 化 物 发 生 原 子 光 检 数 据
学
系 统
系
统
化
器
测
器
处
理 系 统
系
统
2017/10/9
AFS主机俯视图
1. 原子化器 2. 光学系统 3. 检测及数据处理系统 4. 气路系统 5.进样系统
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进样系统 自动进样
手动进样
注：进样过程受控于断续流动程序，不可随意更改。 泵管在测定前后要进行清洗，自动进样器的泵管不可长 时间被阀块压挤。
原子化器
原子化器是原子荧光光谱 分析的重要组成部分，它 的作用是产生基态原子。 被测物质在原子化器中发 生一系列物理化学变化, 主要有引入气溶胶的去溶 蒸发、蒸气分子的解离、 电离等，这些过程均严重 影响元素分析的灵敏度和 干扰程度。
注意：原子化器高度的选择
2017/10/9
原子化器高度指原子化器顶端到检测透镜中心水平线的垂直距 离。高度数值越大，原子化器高度越低，氩氢火焰的位置越低。