熒光光譜分析儀分非色散型熒光光譜分析儀與色散型熒光光譜分析儀。這兩類儀器的結(jié)構(gòu)基本相似,差別在于單色器部分。 熒光光譜分析法是通過測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度,來確定待測(cè)元素含量的方法。
氣態(tài)自由熒光吸收特征波長(zhǎng)輻射后,熒光的外層電子從基態(tài)或低能級(jí)躍遷到高能級(jí)經(jīng)過約10-8s,又躍遷至基態(tài)或低能級(jí),同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的輻射,稱為熒光。熒光分為共振熒光、直躍熒光、階躍熒光等。
發(fā)射的熒光強(qiáng)度和原子化器中單位體積該元素基態(tài)原子數(shù)成正比,式中:I f為熒光強(qiáng)度;φ為熒光量子效率,表示單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射熒光光子數(shù)與吸收激發(fā)光光子數(shù)的比值,一般小于1;Io為激發(fā)光強(qiáng)度;A為熒光照射在檢測(cè)器上的有效面積;L為吸收光程長(zhǎng)度;ε為峰值摩爾吸光系數(shù);N為單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)。
熒光發(fā)射中,由于部分能量轉(zhuǎn)變成熱能或其他形式能量,使熒光強(qiáng)度減少甚至消失,該現(xiàn)象稱為熒光猝滅。
物質(zhì)吸收電磁輻射后受到激發(fā),受激熒光或分子以輻射去活化,再發(fā)射波長(zhǎng)與激發(fā)輻射波長(zhǎng)相同或不同的輻射。當(dāng)激發(fā)光源停止輻照試樣之后,再發(fā)射過程立即停止,這種再發(fā)射的光稱為熒光;若激發(fā)光源停止輻照試樣之后,再發(fā)射過程還延續(xù)一段時(shí)間,這種再發(fā)射的光稱為磷光。熒光和磷光都是光致發(fā)光。
熒光光譜分析儀分析法具有很高的靈敏度,校正曲線的線性范圍寬,能進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定。這些優(yōu)點(diǎn)使得它在冶金、地質(zhì)、石油、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、地球化學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
熒光光譜分析儀優(yōu)點(diǎn)
有較低的檢出限,靈敏度高。特別對(duì)Cd、Zn等元素有相當(dāng)?shù)偷臋z出限,Cd可達(dá)0.001ng·cm-3、Zn為0.04ng·cm-3?,F(xiàn)已有2O多種元素低于原子吸收光譜法的檢出限。由于原子熒光的輻射強(qiáng)度與激發(fā)光源成比例,采用新的高強(qiáng)度光源可進(jìn)一步降低其檢出限。
干擾較少,譜線比較簡(jiǎn)單,采用一些裝置,可以制成非色散熒光光譜分析儀。這種儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。
分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬,可達(dá)3~5個(gè)數(shù)量級(jí)。
由于熒光是向空間各個(gè)方向發(fā)射的,比較容易制作多道儀器,因而能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定。