10-2009_原子光谱分析_第八章_原子光谱分析进展综述
原子光谱分析的研究进展及应用现状
原子光谱分析的研究进展及应用现状作者：王钰润来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第11期摘要：原子光谱分析是分析化学的重要分支学科，通常是指根据气态自由原子所产生的发射、吸收及荧光信号进行元素分析的一类仪器分析方法，被广泛应用于物质无机元素分析，是地质、冶金、环境、医药、商检等领域实验室中最重要的常规检测手段。
近20年来，随着X射线荧光光谱法和原子质谱法（AMS）的普及，有学者建议应将这两种方法纳人广义的原子光谱分析中，因此原子光谱分析的内容有了新的拓展。
随着原子光谱联用技术的不断成熟，原子光谱分析技术已发展成为分析化学的重要技术手段，在各个研究领域及生产部门都得到广泛的应用。
关键词：原子光谱；研究进展；应用现状光谱学是光学的一个分支学科，其主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。
光谱就是电磁波的波长及强度分布情况的记录，有的光谱可能只有波长分布的情况。
按照光谱的形状来区分，光谱可以分为三种：线状光谱、带状光谱和连续光谱。
根据玻尔理论，原子发射的光谱就是线状光谱，这种光谱的谱线是分明的，波长的数值有一定的间隔。
光谱根据产生原理不同，可分为吸收光谱和发射光谱两种。
直接记录由光源发射出的光线的光谱称为发射光谱。
而吸收光谱的观测方法则与发射光谱不同，先把物质的一部分放在连续光谱的下面，使连续光谱先通过物质再进入光谱仪。
这时候连续光谱中的一部分谱线会被物质吸收，光谱透过之后就会发现，原本连续的光谱会有一些谱线消失，这些消失的谱线就是物质的吸收光谱。
1 原子光谱分析的理论和特点根据操作的过程可以将原子发射光谱分析大致分成三个步骤，分别是激发、分光和检测。
第一步是使用激发光源使样品蒸发汽化，解离或分离为原子状态，然后继续电离原子使之电离为离子状态，样品电离成离子状态后可以在光源的激发下发光。
第二步是利用光谱仪记录样品发射出的光谱。
最后一步是利用光学器件检测光谱，按照记录的光谱波长对样品进行定性分析，或者按照发射光谱的强度进行定性分析。
原子光谱分析原理
原子光谱分析原理光谱分析是一种用来研究物质的组成和结构的重要手段，而原子光谱分析则是光谱分析中的一种重要方法。
原子光谱分析原理是基于原子的能级结构，可以通过测量和分析原子在不同能级间跃迁时所产生的光谱信息来确定物质的组成和浓度。
一、原子的能级结构原子的能级结构是由原子核和电子组成的，电子位于不同的能级上，并且每个能级只能容纳一定数量的电子。
当外部条件改变时，电子就会发生跃迁，从一个能级跃迁到另一个能级。
这个跃迁过程伴随着能量的吸收或释放，而这些能量的差异正好对应着特定的光谱线。
二、原子光谱分析的基本原理原子光谱分析主要分为光电离法和光谱发射法两种方法。
光电离法是通过外加能量使原子中的电子跃迁到高能级，然后测量由电子重返低能级时所产生的光电流或电磁辐射来分析物质。
光谱发射法是通过加热或激发物质，使其原子发生跃迁并产生特定的光谱线，通过分析光谱线的强度和波长来确定物质的成分和浓度。
三、原子光谱分析的具体方法原子光谱分析方法主要包括原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）、原子发射光谱法（AES）等。
不同的方法适用于不同的元素和分析要求。
1. 原子吸收光谱法（AAS）原子吸收光谱法是通过测量原子吸收特定波长的光线来确定物质中金属元素的浓度。
它的原理是，当光通过一个原子吸收体系时，光的能量会被体系中的原子吸收掉，吸收光的强度与物质中特定元素的浓度成正比。
2. 原子荧光光谱法（AFS）原子荧光光谱法是通过测量物质中原子发出的荧光光线的强度和波长来确定元素的浓度。
它的原理是，当物质受到光或电子束的激发时，原子会发生跃迁并发出特定波长的荧光光线，通过测量荧光光线的强度和波长，可以确定物质中特定元素的浓度。
3. 原子发射光谱法（AES）原子发射光谱法是通过加热或激发物质使其原子发生跃迁并产生特定的光谱线来确定元素的存在与浓度。
它的原理是，物质加热或激发后，原子会处于激发态，并在返回基态时发射特定波长的光谱线，通过测量光谱线的强度和波长，可以确定物质中特定元素的浓度。
原子光谱分析的进展及应用
原子发射光谱分析进展及应用一、进祥系统G．E．BaMescu认为，在一个样品的整个分析过程中，取样和进样部分应占40％，测量占20％，而数据采集和数据处理占40％。
取样和进样系统的可靠性代表着分析化学家技术水平的高低。
近年来，电热蒸发技术(ETV)与流动注射技术(n)的应用，使电感锅台等离子体光谱(ICP)与微波等离子体(MIP)的进样系统有较大改进。
提高了分析的灵敏度，简化了分析过程。
(1)电热蒸发技术电热蒸发技术目前已成为ICP的一种较通用的进样系统，适合于固体粉末样品的直接分析和微量液体样品的分析。
电热蒸发系统代替气动雾化器作为ICP的进样系统，使样品的传输效率提高，检出限降低1—2个数量级。
固体粉末样品可用500一700微升的样品杯来代替称重，液体样品的取样量为微升。
将样品置于石墨桥上，石墨桥密闭后与ICP炬管直接相通，通大电流加热，最高温度可达2900K，使样品完全蒸发和原子化后进1CP炬管。
固体样品的常规化学处理耗时长、空白高、灵敏度低，田由执兹常林术育按讲行固体粉末样品的分析可以克服以上缺点。
G011nch等曾用以上ETV—ICP系统进行了多元素同时测定，分析了合金钢、碳化硅、淤泥、土壤以及灰中的痕量元素，基体干扰通过选择蒸发时间来消除。
测量的相对标准偏差(RSD)为3—11％，动态线性范围为104一105，用不同标样制作同一个分析元素的工作曲线，线性很好。
电热蒸发技术的最大问题是Iv—VI族元素以及稀土元素(REE)和碳形成难熔的碳化物，很难蒸发，从而使这些元素的信噪比低、记忆效应较严重。
江祖成等人用聚四氟乙烯(PTFE)作氟化剂，使Ⅳ—Ⅵ族及稀土元素分析的检出限降低了1—2个数量级，并且基体效应减小，固体样品的颗粒效应也明显减小，允许进行直接固体粉末样品分析的颗粒尺寸增大了15倍。
他们使用该氟化剂，用ETV—ICP系统分析了生物样品中的Cr、B、Mo、V和REE。
(2)流动注射进样系统流动注射技术作为一种高效率的液体样品的分离和富集技术c41，近年来用于作ICP和MIP的进样系统，显示了它的优越性：样品传输效率高；所需的溶液样品量少，一般仅为30一300微升；此外，可以分析高盐分样品溶液，即使注入含盐量为40％的样品溶液，也不会堵塞雾化器。
原子吸收光谱分析PPT课件
即： A = lg(I0/I) = K' c
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8.3 原子吸收光谱仪 1. 构成
(1) 特点
➢采用锐线光源;
➢单色器在火焰与检
测器之间;
➢采用调制方式区分
光源和原子化系统
的辐射
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原子吸收中的原子发射现象
在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于 不稳定状态，将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原 子发射。尽管返回释放出的能量可能有多种形式，产生的辐 射也不在一个方向上，但对测量仍将产生一定干扰。
2.放大器 将光电倍增管输出的信号放大。 3.对数变换器 光强度与吸光度之间的转换。 4.显示、记录 原子吸收计算机工作站。
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8.4 定量分析方法
1. 标准曲线法
配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将 获得的吸光度A数据对应于浓度c作标准曲线。在相同条件下 测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值 。
第八章 原子吸收光谱分析
是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸 收作用进行定量分析的方法。
1
8.1 原子吸收光谱分析概述
原子吸收光谱与发射光谱
➢ 基态第一激发态
吸收一定频率的辐射能量
产生共振吸收
吸收光谱
激发态基态
发射出一定频率的辐射
产生共振线
发射光谱
➢ 原子吸收线比发射线数目少，谱线重叠概率小，光谱干
4
能级跃迁
分子中电子能级 间跃迁的同时，总 伴随有振动和转动 能级间的跃迁。即 电子光谱中总包含 有振动能级和转动 能级间跃迁产生的 若干谱线而呈现宽 谱带。
5
2. 光吸收定律 ➢朗伯-比耳定律
原子光谱分析
ICP焰炬
四、分析方法
1. 光谱定性分析 ① 元素的分析线与最后线 ② 分析方法 2. 光谱半定量分析 光谱半定量分析可以给出样品中某元素的大致含量。 3. 光谱定量分析 在一定条件下，样品发射的光谱中某元素的谱线强度
（I）和样品中该元素含量（c）满足关系 I=acb
式中：a和b在一定条件下为常数。
3、同系元素干扰较大，低原子序数元素误差大。 一般误差不超过20%
第三节 原子荧光光谱法
一． 原子荧光类型和荧光强度 原子荧光可分为共振荧光、非共振荧光
与敏化荧光3种类型。 荧光强度（If）正比于基态原子对某一频
率激发光的吸收强度（Ia），即有 If=ΦIa
式中：Φ—荧光量子效率，表示发射荧光光 子数与吸收激发光子数之比。
如果样品中有某些元素存在，那么只要在合适的激发条件 下，样品就会辐射出这些元素的特征谱线，在感光板的相 应位置上就会出现这些谱线。一般根据元素灵敏线的出线 与否就可以确定样品中是否有这些元素存在。这就是光谱 定性分析的基本原理。
光谱线的强度，反映在感光板上就是谱线的黑度。在一定 的条件下，元素的特征谱线的强度或黑度随着元素在样品 中的含量或浓度的增大而增强。利用这一性质来测定元素 的含量便是光谱半定量分析及定量分析的依据。
特点: 1. 结构简单、稳定
常用火焰:空气-乙炔焰(2300℃)
2. 与非火焰原子化相比，原子化效率低
雾化效率<15%，大颗粒随废液废弃 样品在火焰中停留时间短，样品利用率低
原子吸收分光光度计
空心阴极灯
火焰 喷雾器 试液容器
棱镜
光电倍增管
光源
原子化器
单色器
检测器
三、原子吸收定量分析
第八章 原子发射光谱分析
谱线相对强度：R I x / I s
在同一组测试中，加入内标物的量一定，其 谱线强度可视作定值，即：
内标物：I s as cs d
bs
则：
R Ix Is
ax d
axcx as cs
bx
bs
axcx d
bx
令：
A
并对等式两边去对数：
lg R bx lg c x lg A
电路结构及工作原理：
优点：稳定性好， 温度高，可做定量 分析
缺点：灵敏度差， 背景大
电感耦合等离子体焰炬（ICP）
工作原理：
优点：、干扰小、自吸效应 小、准确度高。检出限低， 稳定性好、精度高，基体效 应小 缺点：仪器价格贵
ICP发射光谱仪
光源性能比较
光源
直流电弧 交流电弧
蒸发 温度
内标基本 公式
内标元素和分析线对的选择原则
分析线对应具有相同或相近的激发电位和电离 电位。
内标元素与分析元素应具有相近的沸点，化学 活性及相近的原子量。 内标元素的含量，应不随分析元素的含量变化 而变化。
内标线及分析线自吸要小。
分析线和内标线附近的背景应尽量小。
分析线对的波长，强度及宽度也尽量接近。
四、光谱定性分析与定量分析
1、光谱定性分析
光谱定性分析原理 元素的特征谱线是光 谱定性的依据 元素的灵敏线、最后 线与分析线 自吸与自蚀线
光谱定性分析方法
标准试样光谱比较法：被测样品与标准样 品在相同条件下摄谱，以确定元素的存在。
铁光谱比较法：用试样与纯铁同时摄谱， 以铁光谱作为标尺，判断其他元素的存在。 波长测定法：用仪器和铁谱结合准确测定 谱线波长。
原子光谱的发现与发展历程
原子光谱的发现与发展历程在科学发展的历程中，原子光谱的研究起到了重要的推动作用。
原子光谱是指当原子受到能量激发后，会发出一系列特定波长的光线。
这一现象的发现与发展历程，展示了科学家们对于光的性质和原子结构的深入研究。
最早对原子光谱的研究可以追溯到18世纪末的英国科学家威廉·沃尔斯通。
他的实验中，他通过将光线经过一个狭缝后再通过一个三棱镜，观察到了光线的分散现象。
这一实验为后来的原子光谱研究奠定了基础。
19世纪初，德国科学家约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫进一步研究了沃尔斯通的实验结果。
他使用了一种称为光栅的装置，能够更加精确地分离光线，从而观察到了光谱的细微结构。
弗劳恩霍夫的实验为后来的光谱分析提供了重要的工具和方法。
随着实验技术的不断发展，科学家们开始研究原子在受激后发出的光谱。
这一领域的开拓者是德国科学家史特克尔。
他发现，当原子受到能量激发后，会发出一系列离散的光谱线，而每个元素都有其独特的光谱特征。
这一发现被称为“原子光谱”。
原子光谱的研究为后来的光谱分析提供了重要的理论基础。
科学家们开始使用原子光谱来鉴定物质的成分。
这一技术在化学分析、天文学和物理学中得到了广泛应用。
20世纪初，丹麦科学家尼尔斯·玻尔提出了原子结构的量子理论。
他的理论解释了原子光谱中离散的光谱线为何会出现。
根据玻尔的理论，原子的电子只能存在于特定的能级上，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会发出或吸收特定波长的光线。
这一理论为原子光谱的解释提供了重要的依据。
随着原子光谱的研究不断深入，科学家们开始发现不同元素的光谱特征之间存在着一定的规律。
瑞典科学家安德斯·安格斯特罗姆提出了“安格斯特罗姆定律”，即不同元素的光谱线之间存在着一定的比例关系。
这一定律为元素的识别和分析提供了重要的依据。
随着科学技术的不断进步，原子光谱的研究也得到了更加深入的发展。
现代的原子光谱分析技术已经能够精确地测定物质中各种元素的含量，为化学、物理、天文学等领域的研究提供了重要的工具。
原子结构知识：原子的光谱分析
原子结构知识：原子的光谱分析原子的光谱分析光谱分析被称为物质分析的皇冠之一，它是通过研究物质的光谱特性来分析物质成分的一种手段。
光谱分析的应用非常广泛，从天文学到化学，从环境监测到生命科学，都有其独特的应用。
原子的光谱分析是光谱分析的一个重要领域。
原子是化学中最基本的单位，它们包含了质子、中子和电子。
原子结构的研究可以揭示许多化学现象，如雾霾、火山喷发等。
原子的光谱分析是一种利用原子的电子能级结构来研究原子性质的方法，是原子物理学的一个重要分支。
原子光谱分析通常基于原子吸现象。
可见光和紫外线是原子吸收光谱的常见波长范围，因为它们能够被原子的电子能级结构吸收。
在这个光谱中，每一个周波数或者能量都代表一个原子能级的激发。
当一个原子处于低能量状态时，它的电子处于低能量状态的原子轨道，而当它受到带能量的光时，电子被激发成高能量状态的原子轨道，这个过程叫做激发。
在这个过程中，电子吸收了光子的能量，自身能量变高。
电子发生临界激发时，会自发地向低能量状态退回，并且该过程会释放出原子的过剩能量。
能量的释放通常通过光的形式实现，其中稍低于激发波长的特定光子会被释放并放射出去。
基于不同的原子的能级结构，它们会吸收和发射特定的波长和光谱线。
每个元素都有一组特定的波长和光谱线，这些光谱线和波长特征被用于确定原子的存在和原子类型。
这些波长和光谱线可以使用光谱仪来测量。
光谱仪是一种可以测量不同波长和光谱线的仪器，它可以分析特定元素的光谱线强度和波长，并且可以显示出特定的光谱线。
在原子光谱分析中，有许多技术被用来检测特定的光谱线。
例如，原子吸收谱和原子发射谱都是用来研究原子能级结构的。
原子吸收谱使用光源和样品进行比较，通过检测轻微的光强差异来检测特定元素的存在。
而原子发射谱使用放电技术来激发样品，并检测特定元素的光谱线。
这些光谱线可以通过某些技术来检测，例如质谱测量、激光测量和光电子测量等。
总的来说，原子的光谱分析是一种非常重要的手段，它可以用来确定原子的存在和类型，并对原子的能级结构进行研究。
第八章原子发射光谱分析1
S = 0、1/2、1、 3/2 、2 、5/2、3、 、 m s
光谱的多重性(M)：
M=2S+1
内量子数(J)：光谱支项
J = L+S、、 L-S J = S+L、、 S-L
(LS ) (S >L)
（二）.原子的能级与能级图
1．光谱项：原子发射光谱是由原子或离子的核外电子在高低级间跃迁 而产生的，原子或离子的能级通常用光谱项符号来表示：
Na： (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1 (3s)1 n = 3 l = 0 m = 0 m s =+1/2
2.多价电子的原子
主量子数(n)：
n =1、 2、 3、 4、 5、 6、7、
总角量子数(L)： L= l,
对于2个价电子： L = ( l1+ l2)、 ( l1+ l2-1)、、 ( l1- l2)
三、谱线的自吸与自蚀
self-absorption and self reversal of spectrum line
A. 自吸 原子在高温时被激发，发射某一波长的谱线，而处于低温状态的同类原 子又能吸收这一波长的辐射，这种现象称为自吸现象
I = I0e-ad
I0 为弧焰中心发射的谱线强度; a 为吸收系数（与基态原子浓度有关）; d 为弧层厚度
C充电电压达到G击穿 电压
G 放电;
回路 L-C-G 中高压高频振荡电流, G 放电中断；
下一回合充放电开始 火花不灭。
分析隙
火花特点： （1）放电稳定，分析重现性好； （2）放电间隙长，电极温度（蒸发温度）低，检出限低，自 吸现象小。多适于分析易熔金属、合金样品及高含量元素分 析； （3）激发温度高（瞬间可达10000K）适于难激发元素分析。 （4）灵敏度差，背景大，不安全，不宜作痕量分析。
第八章原子吸收光谱分析-精选
chemical interference and elimination
四、背景干扰及抑制
background interference and elimination
2019/8/16
一Hale Waihona Puke 光谱干扰待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类 干扰主要来自光源和原子化装置，主要有以下几种： 1.在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。
例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离。
2019/8/16
四、背景干扰及校正方法
背景干扰主要是指原子化过程中所产生的光谱干扰，主要 有分子吸收干扰和散射干扰，干扰严重时，不能进行测定。
1. 分子吸收与光散射
分子吸收：原子化过程中，存在或生成的分子对特征辐 射产生的吸收。分子光谱是带状光谱，势必在一定波长范围 内产生干扰。
优点：校正能力强（可校正背景A 1.2～2.0）；
可校正波长范围宽：190 ～ 900nm ；
2019/8/16
2019/8/16
内容选择:
第一节 原子吸收光谱分析基本原理
basic principle of Atomic absorption spectroscopy
第二节 原子吸收分光光度仪
结束
2019/8/16
可通过控制试液与标准溶液 的组成尽量一致的方法来抑制。
2019/8/16
三、化学干扰及抑制
指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效 应,主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。
1. 化学干扰的类型
（1）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物， 致使参与吸收的基态原子减少。
例：a、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物
原子光谱分析的研究进展及应用现状
原子光谱分析的研究进展及应用现状摘要：原子光谱分析是分析化学的重要分支学科，通常是指根据气态自由原子所产生的发射、吸收及荧光信号进行元素分析的一类仪器分析方法，被广泛应用于物质无机元素分析，是地质、冶金、环境、医药、商检等领域实验室中最重要的常规检测手段。
近20年来，随着某射线荧光光谱法和原子质谱法（AMS）的普及，有学者建议应将这两种方法纳人广义的原子光谱分析中，因此原子光谱分析的内容有了新的拓展。
随着原子光谱联用技术的不断成熟，原子光谱分析技术已发展成为分析化学的重要技术手段，在各个研究领域及生产部门都得到广泛的应用。
关键词：原子光谱；研究进展；应用现状光谱学是光学的一个分支学科，其主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。
光谱就是电磁波的波长及强度分布情况的记录，有的光谱可能只有波长分布的情况。
按照光谱的形状来区分，光谱可以分为三种：线状光谱、带状光谱和连续光谱。
根据玻尔理论，原子发射的光谱就是线状光谱，这种光谱的谱线是分明的，波长的数值有一定的间隔。
光谱根据产生原理不同，可分为吸收光谱和发射光谱两种。
直接记录由光源发射出的光线的光谱称为发射光谱。
而吸收光谱的观测方法则与发射光谱不同，先把物质的一部分放在连续光谱的下面，使连续光谱先通过物质再进入光谱仪。
这时候连续光谱中的一部分谱线会被物质吸收，光谱透过之后就会发现，原本连续的光谱会有一些谱线消失，这些消失的谱线就是物质的吸收光谱。
1原子光谱分析的理论和特点根据操作的过程可以将原子发射光谱分析大致分成三个步骤，分别是激发、分光和检测。
第一步是使用激发光源使样品蒸发汽化，解离或分离为原子状态，然后继续电离原子使之电离为离子状态，样品电离成离子状态后可以在光源的激发下发光。
第二步是利用光谱仪记录样品发射出的光谱。
最后一步是利用光学器件检测光谱，按照记录的光谱波长对样品进行定性分析，或者按照发射光谱的强度进行定性分析。
光谱分析在实际生产应用中的巨大作用，与其自身的特点有着密切的关系。
原子光谱分析法(课件)共16页文档
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
原子发射光谱分析技术及其发展和应用
原子发射光谱分析技术及其发展和应用文章主要对光谱分析的发展历程、谱线接收装置的发展和功能以及原子发射光谱分析技术的应用进行了探讨，希望对深入研究光谱分析技术的实验人员能起到抛砖引玉的作用。
标签：原子发射光谱；摄谱仪；直读光谱仪；激发光源引言作为一个优秀的光谱分析工作者，不应仅仅是一名仪器的操作者，而更应该掌握光谱分析理论、熟悉光谱仪器的工作原理、仪器的结构，甚至于要了解重要的电路元件的相关知识。
只有这样，才能在分析工作中变得得心应手：让分析数据准确可靠、让使用的光谱仪器正常运行。
1 光谱分析的发展历程19世纪中期德国学者基尔霍夫和本生他们利用分光镜研究盐和盐溶液在光焰中加热时所产生的特征光辐射，说明了某些波长的光线是表征某些元素的特征，从而开辟了原子发射光谱的领域也奠定了光谱分析的基础，这也成为了原子发射光谱分析技术发展的开始。
20世纪30年代以后，世界科学领域在光谱定量研究方面投入大量精力，科学家们采用了内标准法以及标准试样摄谱法对原子发射光谱技术进行定量方面的研究，为今后的原子发射光谱分析技术应用于元素的定量分析方面奠定了坚实基础。
原子发射光谱分析的原理是元素原子一般处于基态（最低能量状态）。
当原子获得足够的能量后，外层电子就会从低能级跃迁至高能级，这种状态就称为激发态，但原子外层电子处于激发态时是很不稳定的，当它从激发态回到基态或其他较低能级时，此时就会以光的形式释放出多余的能量，得到发射光谱。
又因为不同元素原子的结构各有差异，辐射固有的特征光谱就各不相同。
所以正因为如此原子发射光谱分析技术就是利用元素的特征光谱对样品进行分析检测。
原子发射光谱研究最初采用的是摄谱用的感光板来接收光谱，此种方式因操作过程十分繁琐影响了科学分析的速度。
后来到了1945年，光电直读光谱仪的出现对元素的光谱进行直接分析，不需要经过复杂过程，分析的结果准确性也大大得到提高。
随着科学技术的不断进步，之后研发出了真空光电直读光谱仪将原仪器不可完成的读取C、S、P等元素的情况得到解决，直读光谱仪开始在金属检测领域得到广泛应用。
原子光谱分析范文
原子光谱分析范文原子光谱分析是一种通过分析物质所发射或吸收的特定光谱信息来确定元素组成和含量的分析方法。
它是利用原子的电子结构和能级跃迁原理来进行定性和定量分析的重要手段之一、本文将详细介绍原子光谱分析的基本原理、方法和应用。
一、原子光谱分析的基本原理原子光谱分析的基本原理是利用原子的电子结构和能级跃迁原理。
原子的电子结构可通过布尔模型或量子力学描述。
原子的电子结构包括电子的能级分布和电子在各能级上所占据的状态。
当原子由低能级跃迁到高能级时，电子会吸收能量，而当原子由高能级跃迁到低能级时，电子会释放能量。
这些能级跃迁引起的能量差导致了特定的光谱发射或吸收。
对于原子光谱分析而言，主要有两个重要的光谱类型：发射光谱和吸收光谱。
发射光谱是原子在吸收足够能量后，电子从高能级跃迁到低能级，释放特定频率的光，观察到的是一系列离散的谱线。
吸收光谱则相反，是原子在吸收光时，电子从低能级跃迁到高能级，吸收掉特定频率的光，观察到的是黑线或吸收谱。
通过分析发射或吸收的这些特定频率的光谱，我们可以确定出元素的种类和含量。
二、原子光谱分析的方法1.原子发射光谱分析：该方法是利用原子在吸收能量后发射特定频率的光，通过判断发射光谱的谱线特征来确定元素的存在与含量。
常用的仪器有火焰光谱仪、原子排放光谱仪等。
2.原子吸收光谱分析：该方法是利用原子在吸收特定频率的光时，电子从低能级跃迁到高能级，观察吸收光谱的黑线，来判断元素的存在与含量。
常用的仪器有火焰光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等。
3.原子荧光光谱分析：该方法是利用原子在吸收能量后，经过短暂激发的状态下，释放出特定频率的荧光，通过观察荧光光谱来确定元素的存在与含量。
该方法具有较高的灵敏度和选择性，常用于痕量元素的分析。
三、原子光谱分析的应用1.环境监测：原子光谱分析可以用于水和大气中的重金属、有机物等的分析，用于监测环境污染程度。
2.食品安全：原子光谱分析可用于食品中有害金属和其他污染物的检验，用来保障食品的安全性。
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样品引入
• 液体样品：气动雾化法：同心，交叉 • 固体样品：激光烧蚀，悬浊液雾化
• 主要困难：标样制备，准确度、精密度低
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课程论文安排和要求
• 结合课程的原子光谱分析方法 • 原理、仪器的改进（光源、原子化器、分 光系统、检测器）、分析方法、样品进样 或者处理、实际样品（元素）应用 • 查阅5篇文献，其中至少一篇英文文献 • 写出文献综述 • 今年内交guoy@
原子光谱分析进展综述
21世纪的分析化学 汪尔康 科学出版社 2001 第五章 原子光谱分析法的最新进展和发展趋势 张寒琪 金钦汉
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1 概况
原子光谱分析法 AS
原子发射光谱法 AES
原子吸收光谱法 AAS
原子荧光光谱法 AFS
原子质谱法 AMS
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原子光谱仪器的发展趋势
更灵敏 更精密 更快 干扰更小 更专业 小型化、智能化 色-光联用 更多的维数 更便宜普及 微量样品
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论文的结构
• • • • • • • • • • • 题目 作者与单位 摘要与关键词 引言（综述与回顾） 本工作的主要思路 实验材料与方法（理论方法） 研究结果 讨论 结论 致谢 参考文献
• AOTF：一种微型窄带可调滤光片，通过改 变施加到（TeO2）晶体的射频频率来改变 通过滤光片的波长。射频强度调整通过 ADTF光的强度。 • 分辨率低，0.0125nm • 没有可动部件，更快更灵活
G.Fulton,et al,Appl .,50(7),885,1996
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激光和微波等离子体
• 激光作为AES的激发光源，优势：固样微 区分析，与AAS，AFS不同，激光波长没有 要求，主要要求能量高。 • 微波等离子体（WMP）
• 主要有微波诱导等离子体（MIP） • 电容耦合微波等离子体（CMP） • 微波等离子炬（MPT）
检测系统
• 光电倍增管PMT：感光板的优点同时获取 一定范围光谱信息。繁琐，灵敏度不高， 线形范围窄。 • PMT最大不足：无空间分辨能力 • PDA，CCD，CID（光电二极管阵列，电荷耦合、电荷注入）
• • • • 克服PMT没有空间分辨力缺点。多元素分析的应用。 PDA的波长范围窄，灵敏度不及PMT暗电流大 CCD CID克服以上不足 CID的电荷信号可以重复读取。
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SCI概况
• 多学科的科技文献检索工具 检索工具 • 由美国科学情报研究所（Institute for Scientific Information---ISI）所创建 • 收录内容：医学、生物学、工程技术、化学、物理学、 农学、行为科学等，医学文献占1/3以上。 • 收录刊物3300余种，中国期刊59种，年报道文献量700， 000多篇。 • 特色：引文检索( cited author/reference)
plasma
Mass spectrometer
detector
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AAS，AFS辐射源
• AAS： • 空心阴极灯的改进：改造结构增加其发光强度， 多元素测定的实现 • 半导体激光器热点：强度高、单色性好、功耗低、 体积小，成本较低 • AFS： • 高强度HCL：荧光强度同光源强度正比，短脉冲 供电增大强度，但影响寿命 • 激光光源：染料激光器强度高可以调谐，成本过 高。半导体激光器经过倍频可以在紫外区工作。
• 目前主要是基体效应大的克服（在线样品 处理，提高微波功率）
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原子化器
• 火焰法：仪器便宜，使用方便 • 石墨炉法（GF）：样品用量少、灵敏度高，不足： 石墨管价格、寿命。工作电流大。 • 对原子化机理、基体改进、无偏光元件磁场的研 究改进GF方法。 • 目前发展了钨、钽等金属环丝以电热蒸发（ETV） 作为原子化器，价格低，工作电流小，推进仪器 的普及和微型化。
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Web of Science主页
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一、CNKI概况 概况
• CNKI是我国第一个大规模集成化的全文电子学 术期刊系统。由清华同方光盘股份有限公司、 光盘国家工程研究中心和中国学术期刊（光盘 版）电子杂志社共同创建，1999年6月起在网 上运行 • 知识来源：收录国内核心期刊与专业特色期刊 6600种，提供1994年至今数据，累积全文500 多万篇，题录1500万余条，126个专题文献数 据库，网上数据每日更新
写作的要求
• • • • • 实事求是，不能伪造数据 注意文献应用，注意版权 不能剽窃抄袭 不能一稿多投 实验数据的保存整理
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• /intl/zhCN/about.html • /intl/zh-CN/help.html
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• 覆盖范围：分9大专辑，包括理工A（数理科学）、 理工B（化学化工能源与材料）、理工C（工业 技术）、农业、医药卫生、文史哲、经济政治与 法律、教育与社会科学 、电子技术与信息科学。 医药卫生专辑收录生物医学全文期刊747种，函盖 基础和临床医学各学科。 • 提供题录数据库、摘要数据库、全文数据库、专 题数据库等。
X射线荧光光谱法 XRF
原子外层电子跃迁
原子外层电子电离 原子内层电子跃迁
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电磁辐射波谱与光谱学
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仪器不同
(1) Atomic Absorption (3) Atomic Emission
• 交叉色散光谱仪和多模式光谱仪。
J.V.Sweedler,R.D.Jalkian,et al, Appl.Spectro.,44,14,1990 M.A.Winger.,et al., 44,1444,1990 Chemistry， College of Chemistry，SCU
声光可调滤光片
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专家检索(Expert 专家检索(Expert Search)
• • • • • • 在检索栏中可以输入布尔逻辑表达式。 检索式中的运算符： 布尔逻辑算符：and or not 位置算符：“”等 截词符：* 检索系统默认空格为“and”运算。
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波长选择系统
• 色散：棱镜、光栅
• 目前主要进展是中阶梯光栅和棱镜的配合，交叉 色散，得到高分辨的二维光谱图
• 非色散：干涉仪，声光可调滤光片
• 以迈克逊干涉仪为基础的傅立叶光谱技术广泛应 用于红外，紫外区的应用困难：多路传输、辐射 通量，机械加工精度。
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激发光源
• ICP：环形结构、温度高、电子密度高、惰 性气氛，目前的研究集中在电离机理、基 本参数测定、光谱干扰消除， • ICP作为AMS离子源90年代以来发展很快。 检出限低、多元素分析、光谱干扰小的优 点。不足在于测定精密度不够高、基线飘 移、仪器昂贵
Google（）是一个搜索引擎，由两 个斯坦福大学博士生Larry Page与Se rgey Brin于1998年9 月发明，Google Inc. 于1999年创立。2000年7月份， Google替代Inktomi成为Yahoo公司的搜索引擎，同年9月 份，Google成为中国网易公司的搜索引擎。 98年至今，Google已经获得多项业界大奖。
lamp
flamemonochromator detector
Flame Monochromator detector or or plasma polychromator
(2) Atomic fluorescence
(4) Atomic Mass Spectrometry
lamp
Flamemonochromator detector or plasma
创新 重要 可行
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如何看文献
• 作者，标题，对自己的工作是否有用 • 摘要、关键词、结论，同自己工作的关联 • 发现论文中没有解决、自己考虑能否解决 的问题 • 作笔记，使用管理软件
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L.Ebdon,et al,J. Anal.At. Spectrom.,12,213(1997)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在线样品处理
流动注射FI在线富集分离：沉淀、共沉淀、萃取、吸附、离子交换 消除基体干扰， 富集被测物，提高灵敏度 色谱法与AS联用：复杂样品、形态分析 微波在线消解：快速
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