氢化物蒸气发生-原子荧光讲义
原子荧光操作规程
氢化物发生-原子荧光法的原理一．原子荧光法的基本原理氢化物发生-原子荧光法是基于下列反应，先将分析元素转化为在室温下为气态的氢化物：NaBH4+3H2O+HCl→H3BO3+NaCl+8H*+E-（待测元素）→EHn（气态氢化物）+H2↑反应所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（高效空心阴极灯）的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到较高能级，并在回到较低能级的过程中辐射出原子荧光。
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生成原子态的汞，在“冷”条件下（不需要在石英炉中加热）可被激发出汞的原子荧光，一般称为冷原子蒸汽法。
二．分析方法的建立要建立一个分析方法应考虑下列几个方面：1. 样品的预处理所用的处理方法要保证被测元素的完全分解；在处理过程中不应造成被测元素的损失和污染；样品处理时使用的试剂使用前要检查空白。
2. 最佳反应介质的建立样品处理后必须在氢化物发生之前将溶液调整到被测元素的最佳反应介质。
最好的情况是样品处理并定容后溶液已经处于最佳的反应酸度，被测元素也处于合适的价态。
3. 干扰的考虑所有的元素灯光源必须有足够的光谱纯度；当灵敏度可以满足要求时，应尽量减小仪器条件如灯电流、负高压等。
4. 工作曲线的建立AFS系列氢化物发生-原子荧光光度计属于痕量测量，因而不应当使用太高的标准系列曲线，标准浓度过高会造成工作曲线弯曲，不属于线性关系，严重时会造成仪器污染。
样品分析时，在处理样品时必须同时带有样品空白。
三．原子荧光法的检测全过程蠕动泵样品、还原剂进样→载流进样→至一级气液分离器产生氢化物→载气推送至二级气液分离器→推送至原子化器→原子化→激发荧光→检测器检测→计算机数据处理准确度：指测量值与真实值接近的程度，两者之差叫误差。
准确度的高低常用误差表示，误差越小，分析结果的准确度越高。
精密度：指多次重复测定同一量时各测定值之间彼此相符合的程度。
原子荧光操作规程
氢化物发生-原子荧光法的原理一．原子荧光法的基本原理氢化物发生-原子荧光法是基于下列反应，先将分析元素转化为在室温下为气态的氢化物：NaBH4+3H2O+HCl→H3BO3+NaCl+8H*+E-（待测元素）→EHn（气态氢化物）+H2↑反应所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（高效空心阴极灯）的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到较高能级，并在回到较低能级的过程中辐射出原子荧光。
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生成原子态的汞，在“冷”条件下（不需要在石英炉中加热）可被激发出汞的原子荧光，一般称为冷原子蒸汽法。
二．分析方法的建立要建立一个分析方法应考虑下列几个方面：1. 样品的预处理所用的处理方法要保证被测元素的完全分解；在处理过程中不应造成被测元素的损失和污染；样品处理时使用的试剂使用前要检查空白。
2. 最佳反应介质的建立样品处理后必须在氢化物发生之前将溶液调整到被测元素的最佳反应介质。
最好的情况是样品处理并定容后溶液已经处于最佳的反应酸度，被测元素也处于合适的价态。
3. 干扰的考虑所有的元素灯光源必须有足够的光谱纯度；当灵敏度可以满足要求时，应尽量减小仪器条件如灯电流、负高压等。
4. 工作曲线的建立AFS系列氢化物发生-原子荧光光度计属于痕量测量，因而不应当使用太高的标准系列曲线，标准浓度过高会造成工作曲线弯曲，不属于线性关系，严重时会造成仪器污染。
样品分析时，在处理样品时必须同时带有样品空白。
三．原子荧光法的检测全过程蠕动泵样品、还原剂进样→载流进样→至一级气液分离器产生氢化物→载气推送至二级气液分离器→推送至原子化器→原子化→激发荧光→检测器检测→计算机数据处理准确度：指测量值与真实值接近的程度，两者之差叫误差。
准确度的高低常用误差表示，误差越小，分析结果的准确度越高。
精密度：指多次重复测定同一量时各测定值之间彼此相符合的程度。
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。
氢化物原子荧光分光光度计讲义
1. 6 读数时间、延迟时间
• 读数时间[t(r)]是指进行测量采样的时间，即元素 灯以事先设定的灯电流发光照射原子蒸气使之产生 荧光的整个过程。操作者可根据屏幕上的If-T关系 曲线形状来确定读数时间，该时间的长短与蠕动 （注射）泵的泵速、还原剂的浓度、进样体积的大 小等有关。读数时间的确定非常重要，以峰面积积 分计算时以将整个峰形全部采入为最佳。
阳极灯）。所有的灯均不能反击激发。
主流产品分类
• 蠕动泵（连续流动、断续流动、间歇泵）
为进样氢化物反应系统的原子荧光光度计
• 以顺序注射泵为进样氢化物反应系统的双
道原子荧光光度计
原子荧光的衍生产品有：
• 形态分析仪（As、Hg、Se、Pb、Sn、Ge
•
等）
• 血铅测定仪（还可以测Cd）
AFS-8X原子荧光光度计间歇泵示意图
11. 打印机 A. 光学系统
氢化物发生原子荧光光度计仪器的关键部件
• 气路系统：转子流量计、电磁阀控制流量 计、质量流量计
• 进样器：半自动进样器、三维自动进样器、 极坐标自动进样器
• 氢化物发生系统：蠕动泵、顺序注射泵 • 原子化器：低温氩氢火焰原子化器（单层
石英炉芯、双层屏蔽式石英炉芯） • 激发光源：特制高强度空心阴极灯（Hg为
• 汞灯实际上是阳极汞灯，汞灯灯电流不宜过高， 适宜范围为15~50mA。而且汞灯易受外界因素如 温度的影响。
不同元素灯的灯电流与荧光强度的关系不尽
相同，见下图：
不同元素灯的灯电流与荧光强度的关系
1.3 原子化器温度
• 原子化器温度是指石英炉芯内的温度，即 预加热温度。当氢化物通过石英炉芯进入 氩氢火焰原子化之前，适当的预加热温度， 可以提高原子化效率、减少猝灭效应和气 相干扰。石英炉芯内的温度为200℃，即预 加热温度为200℃
氢化物发生原子荧光法培训PPT课件
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3、氢化物发生原子荧光法（VG-AFS)
蒸气发生-原子荧光光谱法（VG-AFS）和冷蒸气原子荧光光谱法（CV-AFS）是目 前原子荧光光谱分析最主要的分析技术。
蒸气发生-原子荧光光谱法是利用蒸气发生进样技术将样品溶液在常温、常压下与 强还原剂发生反应，使待测元素转化为气态形式的共价氢化物、单质气态汞原子、 挥发性化合物。
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2、原子光谱
原子发射光谱分析（AES)：测量待测元素受激产生的谱线发射强度来确定待测元 素含量的方法。以激发光源的类型可分为火花、电弧、直流等离子体（DCP）、微 波等离子体（MWP）、和电感耦合等离子体（ICP）以及激光等.
原子吸收光谱分析(AAS）：通过测量待测元素原子蒸气对辐射能（空心阴极灯） 的吸收多少来确定待测元素的含量的方法。光源有无极放电灯、空心阴极灯，目 前还有连续光源，从原子化器上分为火焰和无火焰，从扣背景方式上有塞曼、氘 灯、自吸；
非色散系统、光程短、能量损失少 结构简单，故障率低 灵敏度高，检出限低，与激发光源强度成正比 接收多条荧光谱线 适合于多元素分析 原子化效率高，理论上可达到100% 采用日盲管检测器，降低火焰噪声 线性范围宽，3个量级 没有基体干扰 可做价态分析 只使用氩气，运行成本低 采用氩氢焰，紫外透射强，背景干扰小
倍增管的灵敏区间，仪器勿需分光系统。 目前HG-AFS可测的元素有12个（As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge、Hg、Zn、
Cd、Au）。其中， As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge、Au8个元素可形成气 态氢化物， Zn、Cd形成气态组分， Hg形成气原子蒸气。
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4、氢化物发生原子荧光法（VG-AFS)的主要优点
氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能是
文章标题：探究氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能1. 引言在氢化物发生-原子荧光光谱法中，氩气作为辅助气体发挥了重要的功能。
本文将就氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能进行深入探讨，并从简到繁逐步展开解析。
2. 氢化物发生-原子荧光光谱法概述我们来简要介绍氢化物发生-原子荧光光谱法的原理和应用。
该方法是一种用于测定痕量金属元素的分析技术，其基本原理是将样品中的金属元素通过氢化物发生装置转化为气态的氢化物，再由原子荧光光谱仪进行检测分析。
3. 氩气在氢化物发生-原子荧光光谱法中的功能接下来，我们将重点讨论氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能。
氩气作为辅助气体，主要起到稀释样品中氢化物的作用，避免干扰物质对光谱分析结果的影响。
氩气还可帮助提高氢化物的传输效率，从而提高分析的灵敏度和准确度。
4. 氩气的选择和使用在选择和使用氩气方面，需要注意确保氩气的纯度和流量的准确控制。
还要考虑氩气与样品中氢化物的反应特性，以充分发挥其稀释和传输的功能。
5. 个人观点和总结在我的个人观点中，我认为氩气在氢化物发生-原子荧光光谱法中的功能至关重要。
通过对氩气在该分析技术中的作用进行深入理解，可以更好地应用和优化这一分析方法。
氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能不可忽视，其稀释和传输作用对分析结果的准确性和灵敏度具有重要影响。
加深对氩气功能的理解并合理使用，将有助于提高分析的质量和可靠性。
以上就是对氢化物发生-原子荧光光谱法中氩气的功能的深入分析和探讨，希望能够对您有所帮助。
氢化物发生-原子荧光光谱法（Hydride generation-atomic fluorescence spectroscopy, HG-AFS）作为一种高灵敏度的分析技术，已经被广泛应用于环境监测、食品安全、医药检测和化学分析等领域。
在这些应用中，氩气作为辅助气体发挥着重要的功能，其稀释和传输作用对分析结果的准确性和灵敏度有着重要影响。
蒸气发生-原子荧光光谱技术的应用进展
蒸气发生-原子荧光光谱技术的应用进展1. 引言：介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术的背景和意义- 介绍原子荧光光谱技术的基本原理- 介绍蒸气发生技术的发展历程和应用情况2. 蒸气发生技术的应用进展- 介绍蒸气发生技术在环境分析中的应用- 介绍蒸气发生技术在冶金分析中的应用- 介绍蒸气发生技术在医学领域中的应用3. 原子荧光光谱技术的应用进展- 介绍原子荧光光谱技术在农药残留检测中的应用- 介绍原子荧光光谱技术在药物研究中的应用- 介绍原子荧光光谱技术在食品安全中的应用4. 蒸气发生-原子荧光光谱技术的优势和局限性- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术相比其他技术的优势- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术存在的技术限制和局限性5. 结论和展望- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术的发展前景和应用方向- 总结该技术的优势和局限性，提出解决方案和未来研究方向- 突出该技术在环保、食品安全、医药等领域的重要性和应用价值。
第1章节：引言蒸气发生-原子荧光光谱技术是一种高灵敏度、高选择性的分析技术，可以检测、分析物质中微量的金属元素。
该技术具有灵敏度高、分析速度快、对样品的破坏小等优点，因此在环保、食品安全、医学等领域具有广泛的应用前景。
1.1 原子荧光光谱技术的基本原理原子荧光光谱技术是利用原子在能量激发下发射出的特定频率的光谱线来定量分析试样中的元素。
该技术可以分为两步：激发和检测。
首先，对于要分析的元素进行激发。
激发的方式可以是热激发、电子激发或激光激发等。
激发后，被激发的原子会吸收入射光的能量，电子跃迁到更高的能级。
接着，原子会逐渐失去能量，电子自动回到更稳定的低能级，从而释放多余的能量。
这些释放出的能量形成了特定的光谱线，它们的波长与元素的种类和化学形式有关。
检测方面，光谱线会被检测器检测到并处理。
最终得到的数据可以通过计算机进行处理并得出元素的浓度。
1.2 蒸气发生技术的发展历程和应用情况蒸气发生技术是原子荧光光谱技术中的一种样品内标准化技术。
原子荧光光谱分析氢化物发生技术.
1969年Holak把经典的砷化氢发生反应与原子光谱相结合，建立了氢化物发生—原子光谱分析的联用技术。
此方法是在一定的反应条件下，利用某些元素能产生初生态的氢作还原剂或者发生化学反应，将样品溶液中的分析元素还原成挥发性的共价氢化物，借助载气流将其导入原子光谱分析系统进行定量测定。
碳、氮、氧族的元素的氢化物都是共价化合物，其中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te八种元素的氢化物具有挥发性，通常状态下是气态，用常规的原子光谱分析系统引入方法，测定这些元素有很大的困难。
首先，大多数的原子光谱仪器均设计在可见光范围内进行检测，而这些元素的激发谱线大都落在紫外区间，因此，测定灵敏度较低；另外，常规火焰产生强烈的背景干扰，导致测量信噪比变坏。
所以，就一般的引入方法而言，火焰AAS、石墨炉AAS，甚至ICP对上述元素加上Hg检出能力都无法满足测定一般样品微量和痕量分析的需要。
而应用氢化物发生技术能够很好地解决上述问题。
1 氢化物的物理化学性质了解这些氢化物的物理化学性质，不仅有助于解释分析过程中可能出现的一些问题，而且有助于寻找到消除它们所产生气相干扰的方法。
表2. 1中列出了在分析中常用氢化物的沸点。
主要利用其氢化物低熔沸点、挥发性好、热稳定性差的特点，即在不太高的温度（600～1000℃）和情性气氛中，易分解为基态原子，借助载气将其导入到原子光谱分析系统进行测量，可以得到较高的灵敏度。
表1 常用氢化物的沸点氢化物发生进样方法，是利用某些能产生初生态的还原剂或者化学反应，与样品中的分析元素形成挥发性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子光谱分析系统进行测量的方式。
随后，许多化学工作者致力于研究不同的还原体系和反应条件、不同类型的氢化物装置、搜捕剂和原子化器、分析自动化以及干扰机理和消除方法，使这种技术不断完善。
2 氢化物发生技术主要特点2.1 主要优点：1. 分析元素能与可能引起干扰的样品基体分离，消除了基体干扰。
氢化物发生-原子荧光法
一. 氢化物发生-原子荧光光谱法基本原理1.2.概述原子荧光光谱分析是20世纪60年代中期提出并发展起来的光谱分析技术，它具有原子吸收和原子发射光谱两种技术的优势并克服了其某些方面的缺点，是一种优良的痕量分析技术。
1974年，Tsujii 和Kuga 将氢化物进样技术与非色散原子荧光分析技术相结合，实现了氢化物发生—原子荧光光谱分析（HG-AFS ）。
氢化物发生—原子荧光光谱法是样品溶液中的待测元素（As 、Sb 、Bi 、Ge 、Sn 、Pb 、Se 、Te 等）经与还原剂硼氢化钾（钠）反应转换为挥发性共价化合物，借助载气流将其道入原子化器中原子化为基态原子，基态原子吸收激发光源特定波长（频率）的能量（辐射）而被激发至高能态，而后，激发态原子在去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，荧光强度与样品溶液中的待测元素浓度之间具有正比关系，据此进行待测元素的定量分析的。
I f =aC+b3.特点(1)干扰少，谱线简单。
待测元素与可能引起干扰的样品基体分离，消除了光谱干扰，仅需分光本领一般的分光光度计，甚至可以用滤光片等进行简单的分光或用日盲光电倍增管直接测量。
（2）灵敏度高，检出限低。
（3）操作简单，适合于多元素同时测定，宜于实现自动化。
（4）不同价态的元素氢化物发生实现的条件不同，可进行价态分析。
（5）硼氢化钾（钠）—酸还原体系，在还原能力，反应速度，自动化操作，干扰程度以及适用的元素数目等诸多方面都表现出极大的优越性。
4. 激发光源激发光源是原子荧光光谱法仪的主要组成部分，一个理想的激发光源应具有（1）强度高，无自吸，（2）稳定性好，噪声低，（3）辐射光谱重复性好，（4）操作容易，不需复杂的电源，（5）使用寿命长，（6）价格便宜，（7）发射的谱线要足够纯。
原子荧光法中所用的光源有：（1）蒸气放电灯，（2）连续光源—高压汞氙灯，（3）空心阴极灯，（6）无电极放电灯，（7）电感耦合等离子体，（8）温梯原子光谱灯，（9）可调谐染料激光。
氢化物发生—原子荧光光谱分析法的应用
氢化物发生—原子荧光光谱分析法的应用摘要：本文笔者先对氢化物发生-原子荧光光谱分析法进行了简要简述，进而深入探讨了其在金属、食品、医学中的应用，并在最后对其发展前景做了展望。
关键词：氢化物发生原子荧光光谱应用一、氢化物发生-原子荧光光谱法分析技术的简述由于荧光强度在一定条件下与激发辐射强度呈正比，要获得低检出限，需要高强度的光谱，激发光源的研究是AFS研究的主要课题之一。
Tsuju和Kuga所提出的酸性体系中加入锌作还原剂产生砷化氢，反应速度慢。
后用NaBH4代替锌，并用氩氢小火焰进行原子化，碘化物无电极灯作光源，但装置复杂，铋的光谱干扰严重，长期以来这种技术无实用价值，它的发展也停止不前。
1977年，我国科研工作者建立了无电极灯作为光源的无色散原子荧光系统，并针对国外装置复杂的缺陷，利用NaBH4与酸反应产生的氢气来产生氩气小火焰简化了装置，之后利用溴化物无电极灯（EDL）代替碘化物无电极灯，解决了光谱干扰难以克服的问题，这种技术为实际样品的测定奠定了基础。
1983年，双道仪器研制成功川，80年代中期，科研工作者们探索出原予荧光用的空心阴极灯，在采用脉冲供电方式和选定的最佳工作条件下，激发出强的原子荧光。
光源寿命长、稳定性好、检测限低又可避免操作人员受微波辐射的影响。
郭小伟等设计的断续流动发生法是介于流动注射法和连续流动法之间的进样技术，它克服了连续流动法试剂用量大，样品易污染的不足和流动注射法设备结构复杂，价格高的缺点，同时具有自动化、高效、结构简单、样品量少的优势，是一种理想的氢化物发生法，已泛用于氢化物发生广一原予荧光光谱法中。
二、氢化物发生原子荧光光谱法应用1.HG—AFS在金属材料痕量元素分析中的应用砷在钢铁中的含量比较低，但对钢铁产品性能的影响却不能忽视。
砷易在钢的界面处产生偏聚，导致回火脆现象；砷使钢的冷脆性增加，延伸率、断面收缩率及冲击韧性降低，因此对于钢铁产品都应该严格控制砷含量。
原子荧光原理及应用
电路：高可靠性，高信噪比
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3、氢化物(蒸气)发生-原子荧光光谱仪 氢化物（蒸气）发生—无色散原子荧光光谱仪仪器装置由六大部分组成： 进样系统 氢化物（蒸气）发生系统 光源系统 光学系统 原子化系统 检测系统
4、原子荧光光谱仪的特性
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原子荧光分析方法的应用状况
４０多项国家标准、部门、地方及行业标准: 1.食品卫生理化检验标准中食品（As、Hg、Pb、Se、Sn、Sb、Ge、Cd）的测定 2.生活饮用水及水源水中As、Hg、Se的测定 3.粗铜化学分析方法砷量的测定 4.饮用天然矿泉水中As、Hg、Se的测定 5.化妆品卫生化学标准中As、Hg的测定 6.锌精矿中As、Sb、Sn、Ge量的测定 7.铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法氢化物无色散原子荧光光度法测定铋量 8.国家环境监测总站《水和废水监测分析方法指南》水质等环境分析中As、Bi、Se、Pb、Hg的测定（推荐方法） 9.地质部地下水质检测方法：气-液分离氢化物原子荧光法测定砷 10.地质部地下水质检测方法：原子荧光法测定硒 11.吉林省原子荧光法测定化妆品中的总砷、总汞、总锑 12.吉林省原子荧光法测定生物材料中的总砷、总汞 13. HJ/T 341-2007 国家环境保护行业标准水质 汞的测定 冷原子荧光法(试行). 14. GB/T 20127.10-2006 钢铁及合金 氢化物发生-原子荧光光谱法测定硒含量 15. GB/T 20127.2-2006钢铁及合金 氢化物发生-原子荧光光谱法 测定砷含量 16. GB/T 20127.8-2006钢铁及合金 氢化物发生-原子荧光光谱法测定锑含量
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原子荧光仪器由三部分组成：激发光源、原子化器、检测电路。
第2章氢化物发生-原子荧光光谱分析基础
第2章氢化物发生-原子荧光光谱分析基础2.1原子荧光光谱的产生和特性2.1.1 原子荧光的产生2.1.2 原子荧光的类型2.2 原子荧光光谱分析的定量关系2.2.1 荧光强度与被测物浓度之间的关系2.2.2 荧光猝灭与荧光量子效率2.2.2.1 荧光猝灭2.2.2.2 荧光量子效率2.2.3 原子荧光的饱和2.3 氢化物发生2.3.1 概述2.3.2 氢化物的物理化学性质2.3.3 氢化物发生方法2.3.3.1 金属—酸还原体系2.3.3.2 硼氢化钠-酸体系2.3.3.3 碱性模式2.3.3.4 电化学法2.3.4 氢化物发生方法分类2.4氢化物发生装置2.4.1 进样系统2.4.2 气液分离2.4.3 气路2.5 氢化物-原子荧光光谱法与氢化物-原子吸收光谱法的比较参考文献第2章氢化物发生-原子荧光光谱分析基础原子荧光光谱法(atomic fluorescence sppectrometry,AFS)是原子光谱法中的一个重要分支。
在19世纪后期和20世纪初期, 物理学家就研究过原子荧光现象, 他们观察到了在加热的容器和火焰中一些元素(例如Na、Hg、Cd、Tl )所发出的荧光。
从1956年开始, Alkemade用原子荧光(atomic fluorescence, AF)研究了火焰中的物理和化学过程, 并于1962年建议将AF用于化学分析。
1964年, Winefordner和Vickers提出并论证了AF火焰光谱法可作为一种新的分析方法。
1964年后, 特别是美国的Winefordner 小组和英国的West小组对AFS进行了广泛的研究和改进。
而今, AFS已走过了40多年的发展道路。
就原子荧光技术本身来讲, 它具有原子发射光谱和原子吸收光谱两种技术的优点, 同时又克服了两者的不足。
AFS技术具有以下特点: ⑴谱线简单, 仅需分光本领一般的分光光度计, 甚至可以用滤光片等进行简单分光或用日盲光电倍增管直接测量；⑵灵敏度高, 检出限低；⑶适用于多元素同时分析。
氢化物发生-原子荧光光谱分析法原理及其在食品分析中的应用
基本原理
四、原子荧光光谱分析的定量关系式 原子荧光的发射强度与样品中待测元素的浓度、激发光源的发光强度以及来自他参数之间存在一定的函 数关系：
式中Y 与荧光猝灭现象有关，称为荧光功率产率或量子产额；In 是原子体系在 受到外来辐射源激发后的自发跃迁辐射的发射强度，它与原子体系的浓度的关系可 表示如下：
碳、氮、氧族元素的氢化物是共价化合物，其中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、 Se、Te 8种元素的氢化物具有挥发性，通常为气态。借助载气流可以方便地将 其导入原子光谱分析系统的原子化器或激光光源中，进行定量光谱测量。
氢化物发生–原子荧光光谱分析法
工作波段在近紫外及可见光区的常规原子光谱分析系统的引入方法测量这些元 素有很大的困难。首先是这些元素的激发辐射大多落在远紫外光谱区，因此测量灵 敏度较低。其次，常规火焰产生的强烈的背景干扰，导致测量信噪比变差。所以， 一般火焰原子吸收、石墨炉原子吸收和 ICP 对As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se以及 Hg的检测限都无法满足一般样品中这些元素测量的需要。
基本原理
因此，原子荧光光谱分析通过测量原子荧光的强度即可求得待测样品中该元素 的含量。
但是，无论是线性光源还是连续光源，荧光强度与浓度之间的关系只有在原子 为低密度条件时才能成立。自吸是荧光分析中经常遇到的，尤其是原子浓度较高时 更应该注意。自吸可以引起荧光信号变化和荧光谱线变宽，从而降低峰值强度。线 性光源或连续光源在照射浓度高的分析物时，由于自吸产生的荧光强度变化，使If0 与c之间的线性关系变差。但是应该指出的是：无论是线性光源还是连续光源，光 源强度越高，工作曲线的线性范围越宽，可使工作曲线向低浓度值方向延伸，所以 在进行痕量分析时，不会出现因自吸产生的工作曲线弯曲的情况。
氢化物发生原子荧光光谱法As
直跃线荧光 • 原子吸收光能被激发到高能态后， 再由高能态返回至比基态能级稍 高的亚稳态时，所发出的荧光称 为直跃线荧光。 • 其特点是荧光线和激发线起止于 共同的高能级，但荧光波长比激 发光波长要长一些。例如基态Pb 吸收283.31nm辐射后，发射出 405.78nm直跃线荧光。 • 还有通过热助起源于亚稳态的直 跃线荧光，这种荧光叫热助直跃 线荧光，它产生于基态是多重结 构的原子。
四、荧光猝灭 （quenching of fluorescence） 激发态原子在去活化过程中，存在着两种可能： •一是跃迁回到基态或其它较低的能级产生荧光； •二是与原子化器中其它原子、分子、电子等由于 非弹性碰撞失去能量，或其它无辐射去活化现象。 在这种情况下，荧光将减弱或完全不发生，这种 由于条件变化使待测原子荧光效率降低现象称为 荧光猝灭。为了衡量荧光猝灭的程度，提出了荧 光量子效率的概念，即原子发射的荧光光量子数 与吸收激发光光量子数之比
I a I 0 (1 e KνNL )
式中Kυ为吸收系数，L为吸收光程。
I F I 0 K ν NL
当实验条件一定时，由于原子蒸气中被测元素 的浓度与试样溶液中该元素的浓度成正比，即 N=ac，因此
I F I 0 K ν Lac
I F Kc
在固定实验条件下，上式可简化为 原子荧光强度与试样中被测元素浓度成线性关 系，原子荧光定量分析的基本关系式，此式适 用于低浓度的原子荧光分析，随着原子浓度的 增加，由于谱线变宽、自吸收、散射等因素的 影响，将使工作曲线弯曲偏离线性。
•原子荧光光谱与原子荧光分析
• 分析物质的基态原子蒸气，吸收激发光源发出的 一定波长的辐射后，原子的外层电子从基态跃迁 至激发态，由激发态回到基态或较低能态，同时 发射出与激发光波长相同或不同的光（释放能 量），称为原子荧光。原子荧光是一种光致发光 现象。 • 各种元素的原子结构不同导致发射的荧光波长不 同，故每种元素都有特征原子荧光光谱。 • 在一定条件下原子荧光的强度与该元素的原子蒸 气浓度成正比，通过测量荧光强度即可求得待测 元素的含量。
原子荧光理论
2）、干扰的消除
• 液相干扰： • 络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）、加入抗干扰元
素、改变酸度、改变还原剂的浓度、改变干扰元 素的价态等。
• 气相干扰：
分离（吸收、改变传输速度）、改善传输管道 • 散射干扰： 清洁原子化室、烟囱、排气罩
三 影响原子荧光测量的 主要因素及注意事项
影响分析检测的因素很多，主要的因 素包括仪器条件、外部因素、分析方 法等几方面。
• 酸化过的样品溶液中的砷、铅、锑、硒等元素与还原
•
•
•
剂(一般为硼氢化钾或钠)反应在氢化物发生系统中生 成氢化物： BH +3H2O+H+=H3BO3+Na++8H*+Em+ =EHn+H2(气体） 式中 Em+ 代表待测元素， EHn为气态氢化物（ m 可 以等于或不等于n）。 使用适当催化剂，在上述反应中还可以得到了镉和 锌的气态组分。
1.4 原子化器高度(8mm)
• 原子荧光光谱仪的原子化器高度是指原子化器顶端到透镜
中心水平线的垂直距离。其指示的高度数值越大，原子化 器高度越低，氩氢火焰的位置越低，见下图：
氩氢火焰的高度示意图
1. 5 气流量
(屏蔽器流量：800ml/min，载气流量：300ml/min)
• 原子荧光光度计专用的原子化器，其屏蔽式石英炉芯由双
氢化物（蒸气）发生 -原子荧光
目录
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一、原子荧光原理 二、 氢化物（蒸气）发生原子荧光法 三、原子荧光光谱仪器 四、原子荧光光谱仪介绍 五、原子荧光光谱法的应用 六 影响原子荧光测量的主要因素及注意事项 七、测量误差产生的原因 八、原子荧光分析样品处理技术
氢化物发生-原子荧光法测定轻质油中的砷
氢化物发生-原子荧光法测定轻质油中的砷I. 引言A. 砷的危害性B. 目的和意义C. 研究现状和发展趋势II. 原理和实验方法A. 氢化物发生方法1. 原理2. 实验步骤和条件B. 原子荧光法1. 原理2. 仪器设备和实验步骤III. 样品处理和测定A. 样品采集和前处理B. 样品测定1. 氢化物发生2. 原子荧光法测定IV. 结果和讨论A. 样品测定数据B. 方法精密度和准确度评价C. 样品检测结果分析和比较V. 结论A. 分析总结B. 展望未来VI. 参考文献一、引言砷是一种广泛存在于自然界中的元素，也是一种广泛被运用的化学物质。
它存在于许多废弃物、自然水源以及燃料中。
然而，砷也是一种非常危险的物质，它能够对人类和动物造成毒害。
因此，对于砷的准确测定变得非常重要。
轻质油是一种常见的工业原料，常常出现砷污染的情况，因此对轻质油中砷的测定也备受关注。
发展了多种砷分析方法如砷酸盐法、氢化物发生-火焰原子吸收法等。
但由于砷化物的存在而导致氢化物发生灵敏度高及测定精度高等优点，使得氢化物发生-原子荧光法（Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry，HG-AFS）被广泛应用于砷的分析测定。
本文旨在探究使用氢化物发生-原子荧光法的方法及技术，测定轻质油中砷的含量，并对该方法进行评估和分析。
同时，也为轻质油中砷的分析检测提供一种新的方法和思路。
二、砷的危害性在自然界中，砷可以以无机和有机的形式存在，而其无机形式容易引起人类和动物的毒害。
砷对最广泛的危害是对血液和皮肤的作用。
毒性越强的砷化物对人类的影响越大。
在国际上，无机砷及其化合物已被列入人类致癌物清单。
例如，无机三价砷可影响DNA合成和修复，从而影响基因的表达，引发肝癌、肺癌、肠癌等癌症。
此外，砷还有许多其他的危害，包括引起神经系统和心血管系统疾病，影响免疫系统。
三、目的和意义测定轻质油中砷的含量，是为了确保产品的质量和安全，并且对产品所可能对环境和人类造成的影响进行预防和控制。
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（1）
I=I0[1-e –KLN]
I=I0[1-e –KLN] 式中:
（2） （3）
：原子荧光量子效率 I ：被吸收的光强
L： 吸收光程 K： 峰值吸收系数
I0：光源辐射强度 N：单位长度内基态原子数
将(3)式按泰勒级数展开，并考虑当N很小时，忽略高次项，则原子荧光强
度If表达式简化为：
If= I0KLN
表6-1 氢化物的沸点
氢化物 AsH3 SbH3 BiH3
沸点/K 218 226 251
氢化物 SeH2 TeH2 GeH4
沸点/K 231 269 184.5
氢化物 PbH4 SnH4
沸点/K 260 221
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氢化物 AsH3
SbH3 BiH3 SeH4 TeH4
表6-2 氢化物的理化性质
动与其它形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程， 这种现象称为荧光猝灭。荧光猝灭的程度取决于原子化 器的气氛，氩气气氛中荧光的猝灭最小。
7
6.2 原子荧光分光光度法基本原理
6.2.4 荧光强度与浓度的关系
原子荧光强度与分析物浓度以及激发光的辐射强度等参数存在以下函数关系：
If=I 根据比尔-朗伯定律：
（4）
当实验条件固定时，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，If 便与试样浓度C成正比。即：
If=C
（5）
为常数。(5)式的线性关系，只在低浓度时成立。当浓度增加时，(4)式带二次
项、三次项… ，If与C的关系为曲线关系。
8
6.3 氢化发发生----原子荧光法基础
氢化物发生进样方法，是利用某些能产生初生态氢的还原 剂或化学反应，将样品溶液中的待测组分还原为挥发性共价氢 化物，然后借助载气流将其导入原子光谱分析系统进行测量。
清楚了解氢化物的物理和化学性质，将有助于了解氢化
物的发生过程、诠释与设法消除分析中出现的的气相干扰。 表6-1列出了氢化物的沸点，它们都低于0℃。表6-2列出了氢 化物的某些物理和化学性质。
反应试剂 水
AgCl，HgCl2 NaCl，KCl
Cl2
醇类 AgCl HgCl
Cl2 CS2 AgNO3 H2O NaOH，KOH AgNO3 FeCl3
反应温度 室温 室温 室温
室温 室温
室温 室温 室温
反应产物
Ag，Hg NaAsH2，KAsH2
AsH2Cl
Ag Hg SbCl
Na2Se，K2Se Ag
FeCl2
备注 每 100ml 水可 溶解 20ml AsH3 溶解
溶解
微溶
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6.3 氢化发生----原子荧光法基础
6.3.2 氢化物反应的种类
1. 金属 酸还原体系 2. 硼氢化物----酸还原体系 3. 电解法
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6.3 氢化发生----原子荧光法基础
第6章 原子荧光光谱法
实验实践教学中心地质测试中心 李金涛
摘要
6.1 概述 6.2 原子荧光分光光度法基本原理 6.3 氢化发生----原子荧光法 6.4 原子荧光分光光度计结构 6.5 氢化发生-原子荧光光谱法的应用
6.1 概述
光谱法是光学分析方法之一种, 光谱法分为原子光谱 法和分子光谱法两种，其中的原子光谱法包括原子发射 光谱法（AES）、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱 法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。
3
6.1 概述
把氢化物发生（Hydride Generation， HG）与AFS结合是一种具 有较大实用价值的分析技术，这是因为氢化物可以在氩氢焰中得到很 好的原子化，而氩氢焰本身又具有很高的荧光效率以及较低的背景， 这些因素的结合使得采用简单的仪器装置即可得到很好的检出限。国 内外许多专家学者都在这方面开展了研究，尤其是我国的郭小伟等人， 他们利用氢化物发生所产生的氢气，使之在电热石英炉中形成氢焰，氢 气用量大幅度下降，从而使HG-AFS方法成为实用性很强的高效低耗的 分析技术，应当讲，HG-AFS技术是具有中国特色的分析方法。
原子荧光法的分析对象原理上与原子吸收光谱法和原子 发射光谱法相同，可以进行数十种元素的定量分析，但是迄 今为止，原子荧光光谱法最成功的应用还是易形成气态氢化 物的8种元素（As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te）以及Hg。 20世纪末，郭小伟等又扩大了两种可形成气态组分的元素Cd 和Zn。
用常规的原子光谱分析方法测定这些元素有很大困难。 首先这些元素的激发谱线大都落在紫外线区，因此测量灵敏 度较低。另外，常规火焰产生的强烈的背景干扰，导致测量 信噪比变坏。所以，一般火焰AAS、石墨炉AAS，甚至ICP 对As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te和Hg的检出能力几乎 都无法满足一般样品分析的需要。
本章将通过对AFS和HG-AFS基本原理的介绍，使读者对AFS和HGAFS分析技术有一个概括性的了解。
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6.2 原子荧光分光光度法基本原理
6.2.1 原子荧光光谱的产生
气态自由原子吸收光源的特征辐射后，原子的外层电子跃迁到较 高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发辐射 波长相同或不同的辐射即为原子荧光。原子荧光属光致发光，也是二 次发光。当激发光源停止照射后，再发射过程立即停止，如图6-1所 示。
图6-1 原子荧光光谱的产生
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6.2 原子荧光分光光度法基本原理
6.2.2 原子荧光的种类 1. 共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长相同。
2. 非共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长不相同，大多 数是荧光线的波长比激发线的波长为长。
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6.2 原子荧光分光光度法基本原理
6.2.3 荧光猝灭 受激原子和其它粒子碰撞，把一部分能量变成热运