原子荧光法与氢化物发生—原子荧光光谱法

原子荧光法与氢化物发生—原子荧光光谱法

【摘要】氢化物发生-原子荧光光谱法是在原子荧光的基础上发展起来的，本文对于两种方法原理做了一个简单的比较，侧重于参数设置的描述及注意事项。

【关键词】原子荧光法；氢化物发生-原子荧光光谱法；参数设置描述

1 原理比较

原子荧光法中，首先将分析试样在原子化器中转化为低能级的原子蒸气，吸收由一合适的激发光源发射出的同类原子特征光辐射后，一部分原子被激发至高能级，在跃迁至低能级的过程中，以辐射的形式释放出能量，形成原子荧光，原子荧光经光电检测系统转换为电信号被记录下来。原子荧光的强度与激发态的原子数有关，即与试样中分析元素的浓度成正比。

原子荧光光谱仪的优点是能同时测定多种元素，特别是As，Sb，Bi，Cd，Hg等元素。一般情况下，测定下限比原子吸收法低。在地质学中用于测定岩石、矿石和矿物中易挥发元素和硒、碲等元素。

氢化物发生-原子荧光光谱法基于下列反应：

NaBH4+3H2O+HCI→H3BO3+NaCI+8H.→EHn+H2↑（过量）

E为可以形成氢化物的元素，m可以等于或不等于n。

反应生成的氢化物被引入到特殊设计的石英炉中，并在此被原子化，受光源（空心阴极灯）的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到高能级，并在回到低能级的过程中以原子荧光的形式辐射出能量，在元素浓度较低的情况下，荧光的强度与原子的浓度（即溶液中被测元素的浓度）成正比。

汞离子可以与硼氢化钠（或硼氢化钾）生成原子态的汞，在冷条件下（不需要产生氩氢火焰）可被激发出汞的原子荧光，一般称为冷原子蒸汽法。

2 原子荧光光度计的参数设置

2.1 光源

原子荧光光度计所用的光源为特殊设计的高性能空心阴极灯，这种灯发射的辐射光不含有其他可形成氢化物元素的谱线，而且在结构上也有其特点，可以承受高脉冲电流的冲击，因此原子吸收光谱仪使用的空心阴极灯原则上不适用于原子荧光分析。

在软件控制中显示的灯电流值为脉冲电流值，根据不同的灵敏度要求用户可以选择不同的灯电流，灯电流越大，检测到的荧光强度也越大，但同时也会不同程度的缩短灯的使用寿命，当灵敏度达到一定程度时，会造成标准曲线的弯曲，从而影响整个测量的准确度。

在工作时，要严格按照说明书中的方法调整元素灯的位置，使辐射光准确通过石英炉的上方，以达到最佳的分析灵敏度。

2.2 光电倍增管

海光仪器公司生产的原子荧光光度计采用无色散系统，因而仪器采用日盲光电倍增管来检测荧光信号，采用碲化銫光电阴极，其域值波长350nm，对可见光无反应，尽管如此，仍然不应把仪器安装在日光直射或光亮处。

光电倍增管的负高压越高，检测到的灵敏度越高，当采用较高的负高压时，应注意室内光线对基线的影响，当灵敏度可以满足要求时尽可能采用较低的负高压。

2.3 石英炉原子化器

石英炉原子化器的主要任务是使氢化物分解并原子化，仍然以海光仪器公司生产的原子荧光光度计为例，AFS系列仪器采用获得专利的屏蔽式原子化器，石英炉芯分为内外俩层，内层为载气，外层为屏蔽气。载气将反应后的氢化物和氢气的混合物带入原子化器，氢气在炉口被点燃，形成氩氢火焰，将氢化物原子化，俩种气体的流量是由计算机控制的，载气流量一般在300-500mL/min之间，过高流量的载气会将原子浓度冲稀，降低灵敏度，过低流速的载气难以将气体混合物顺利、迅速的带入石英炉。

外层屏蔽气可以防止周围大气的渗入，从而保证了较高和稳定的荧光效率，一般屏蔽气的流量采用800-1000mL/min。

目前的AFS系列仪器采用低温原子化器，炉温可以自动控制，一般不需要调节，由于汞的特性，在测定时，可以采用冷原子的方法，不需要点燃炉丝。

光束距离石英炉口的距离称为炉高，也是一个重要的参数，过小的距离将导致气相干扰，同时由于光源射到炉口所引起的反射光过强，从而得不到好的检出限，炉高一般大于5mm，但是过高的炉高会导致灵敏度的下降，下降程度取决于分析元素氢化物的离解能，例如铋的荧光强度随着炉高增加下降的趋势比砷慢得多。

3 分析过程的注意事项

3.1 分析过程中必须使用高纯蒸馏水，去离子水或者纯度更高的水，去离子水必须保存在惰性的塑料容器中，取用时通过硅胶管移取，某些玻璃器皿含有极少量的砷、锑等元素，锌存在于各种材料中，例如胶皮管中，要特别注意。

3.2 注意使用者在操作仪器时不要带来人为的污染，例如用手去掐毛细管的末端，然后将毛细管浸入样品溶液中，样品之间由于浓度相差较大而造成交叉污染的情况也必须注意，测定前必须对样品的浓度有个大致的了解，以免样品含量过大对进样系统管路和原子化器造成污染，严重时甚至会污染实验室的环境，其中汞的污染要特别注意，管路一旦被污染，短时间很难清除。

3.3 实验室的环境对仪器也有较大影响，我们曾发现，有刚装修的实验室内进行测量，环境残余的汞蒸气造成汞的空白猛增，给测量造成很大影响，所以一定要注意环境因素的影响。