原子吸收光譜分析如何選擇最佳實(shí)驗條件

　　原子吸收光譜分析中影響測量條件的可變因素多，在測量同種樣品的各種測量條件不同時(shí)，對測定結果的準確度和靈敏度影響很大。選擇最適的工作條件，能有效地消除干擾因素，可得到最好的測量結果和靈敏度。

　　1、吸收波長(cháng)(分析線(xiàn))的選擇：

　　通常選用共振吸收線(xiàn)為分析線(xiàn)，測量高含量元素時(shí)，可選用靈敏度較低的非共振線(xiàn)為分析線(xiàn)。如測Zn時(shí)常選用最靈敏的213.9nm波長(cháng)，但當Zn的含量高時(shí)，為保證工作曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍，可改用次靈敏線(xiàn)307.5nm波長(cháng)進(jìn)行測量。As,Se等共振吸收線(xiàn)位于200nm以下的遠紫外區，火焰組分對其明顯吸收，故用火焰原子吸收法測定這些元素時(shí)，不宜選用共振吸收線(xiàn)為分析線(xiàn)。測Hg時(shí)由于共振線(xiàn)184.9nm會(huì )被空氣強烈吸收，只能改用此靈敏線(xiàn)253.7nm測定。

　　2、光路準直

　　在分析之前，必須調整空心陰極燈光的發(fā)射與檢測器的接受位置為最佳狀態(tài)，保證提供最大的測量能量。

　　3、狹縫寬度的選擇

　　狹縫寬度影響光譜通帶寬度與檢測器接受的能量。調節不同的狹縫寬度，測定吸光度隨狹縫寬度而變化，當有其它譜線(xiàn)或非吸收光進(jìn)入光譜通帶時(shí)，吸光度將立即減少。不引起吸光度減少的最大狹縫寬度，即為應選取得適合狹縫寬度。對于譜線(xiàn)簡(jiǎn)單的元素，如堿金屬、堿土金屬可采用較寬的狹縫以減少燈電流和光電倍增管高壓來(lái)提高信噪比，增加穩定性。對譜線(xiàn)復雜的元素如鐵、鈷、鎳等，需選擇較小的狹縫，防止非吸收線(xiàn)進(jìn)入檢測器，來(lái)提高靈敏度，改善標準曲線(xiàn)的線(xiàn)性關(guān)系。

　　4、燃燒器的高度及與光軸的角度

　　銳線(xiàn)光源的光束通過(guò)火焰的不同部位時(shí)對測定的靈敏度和穩定性有一定影響，為保證測定的靈敏度高應使光源發(fā)出的銳線(xiàn)光通過(guò)火焰中基態(tài)原子密度最大的“中間薄層區”。這個(gè)區的火焰比較穩定，干擾也少，約位于燃燒器狹縫口上方20mm-30mm附近。通過(guò)實(shí)驗來(lái)選擇適當的燃燒器高度，方法是用一固定濃度的溶液噴霧，再緩緩上下移動(dòng)燃燒器直到吸光度達最大值，此時(shí)的位置即為最佳燃燒器高度。此外燃燒器也可以轉動(dòng)，當其縫口與光軸一致時(shí)(0)由最高靈敏度。當欲測試樣濃度高時(shí)，可轉動(dòng)燃燒器至適當角度以減少吸收的長(cháng)度來(lái)降低靈敏度。

　　5、空心陰極燈工作條件的選擇

　　a、預熱時(shí)間：

　　燈點(diǎn)燃后，由于陰極受熱蒸發(fā)產(chǎn)生原子蒸汽，其輻射的銳線(xiàn)光經(jīng)過(guò)燈內原子蒸汽再由石英窗射出。使用時(shí)為使發(fā)射的共振線(xiàn)穩定，必須對燈進(jìn)行預熱，以使燈內原子蒸汽層的分布及蒸汽厚度恒定，這樣會(huì )使燈內原子蒸汽產(chǎn)生的自吸收和發(fā)射的共振線(xiàn)的強度穩定。通常對于單光束儀器，燈預熱時(shí)間應在30分鐘以上，才能達到輻射的銳性光穩定。對雙光束儀器，由于參比光束和測量光束的強度同時(shí)變化，其比值恒定，能使基線(xiàn)很快穩定�？招年帢O燈使用前，若在施加1/3工作電流的情況下預熱0.5-1.0h，并定期活化，可增加使用壽命。

　　b、工作電流：

　　元素燈本身質(zhì)量好壞直接影響測量的靈敏度，及標準曲線(xiàn)的線(xiàn)性。有的燈背景過(guò)大而不能正常使用。燈在使用過(guò)程中會(huì )在燈管中釋放出微量氫氣，而氫氣發(fā)射的光是連續光譜，稱(chēng)之為燈的背景發(fā)射。當關(guān)閉光閘調零，然后打開(kāi)光閘，改變波長(cháng)，使之離開(kāi)發(fā)射的波長(cháng)，在沒(méi)有發(fā)射線(xiàn)的地方，如仍有讀數這就是背景連續光譜。背景讀數不應大于5%，較好的燈，此值應小于1%。所以選擇燈電流前應檢查一下燈的質(zhì)量。

　　燈工作電流的大小直接影響燈放電的穩定性和銳性光的輸出強度。燈電流小，使能輻射的銳性光譜線(xiàn)窄、使測量靈敏度高，但燈電流太小時(shí)使透過(guò)光太弱，需提高光電倍增管靈敏度的增益，此時(shí)會(huì )增加噪音、降低信噪比;若燈電流過(guò)大，會(huì )使輻射的光譜產(chǎn)生熱變寬和碰撞變寬，燈內自吸收增大，使輻射銳線(xiàn)光的強度下降，背景增大，使靈敏度下降，還會(huì )加快燈內惰性氣體的消耗，縮短燈的使用壽命�？招年帢O燈上都標有最大使用電流(額定電流，約為5-10mA)，對大多數元素，日常分析的工作電流應保持額定電流的40%-60%較為合適，可保證穩定、合適的銳線(xiàn)光強輸出。通常對于高熔點(diǎn)的鎳、鈷、鈦、鋯等的空心陰極燈使用電流可大些，對于低熔點(diǎn)易濺射的鉍、鉀、鈉、銣、鍺、鎵等的空心陰極燈，使用電流以小為宜。

　　6、測器光電倍增管工作條件的選擇：

　　日常分析中光電倍增管的工作電壓一定選擇在最大工作電壓的1/3-2/3范圍內。增加付高壓能提高靈敏度，噪音增大，穩定性差;降低負高壓，會(huì )使靈敏度降低，提高信噪比，改善測定的穩定性，并能延長(cháng)光電倍增管的使用壽命。

　　7、火焰燃燒器操作條件的選擇：

　　1)進(jìn)樣量：

　　選擇可調進(jìn)樣量霧化器，可根據樣品的黏度選擇進(jìn)樣量，提高測量的靈敏度。進(jìn)樣量小，吸收信號弱，不便于測量;進(jìn)樣量過(guò)大，在火焰原子化法中，對火焰產(chǎn)生冷卻效應，在石墨爐原子化法中，會(huì )增加除殘的困難。在實(shí)際工作中，應測定吸光度隨進(jìn)樣量的變化，達到最滿(mǎn)意的吸光度的進(jìn)樣量，即為應選擇的進(jìn)樣量。

　　2)原子化條件的選擇

　　a、火焰原子化法

　　在火焰原子化法中，火焰類(lèi)型和性質(zhì)是影響原子化效率的主要因素。

　　火焰類(lèi)型的選擇原則：

　　對低、中溫元素(易電離、易揮發(fā))，如堿金屬和部分堿土金屬及易于硫化合的元素(如Cu、Ag、Pb、Cd、Zn、Sn、Se等)可使用低溫火焰。如空氣-乙炔火焰對高溫元素(難揮發(fā)和易生成氧化物的元素)如Al、Si、V、Ti、W、B等，使用氧化二氮-乙炔高溫火焰。

　　對分析線(xiàn)位于短波區(200nm以下)，使用空氣-氫火焰對其余多數元素，多采用空氣-乙炔火焰(背景干擾低)火焰性質(zhì)的選擇

　　調節燃氣和助燃氣的比例，可獲得所需性質(zhì)的火焰。

　　對于確定類(lèi)型的火焰，一般來(lái)說(shuō)呈還原性火焰(燃氣量大于化學(xué)及量)是有利的。對氧化物不十分穩定的元素如Cu、Mg、Fe、Co、Ni等用化學(xué)計量火焰(燃氣與助燃氣比例與它們之間化學(xué)反應計量相近)或氧化性火焰(燃氣量小于化學(xué)計量)。

　　b、石墨爐原子化法：

　　在石墨爐原子化法中，合理選擇干燥、灰化、原子化及除殘溫度與時(shí)間是十分重要的。干燥應在稍低于溶劑沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，以防止試劑飛濺�；一�的目的是除去基體和局外組分，在保證被測元素沒(méi)有損失的前提下盡可能使用較高的灰化溫度。原子化溫度的選擇原則是，選用達到最大吸收信號的最低溫度作為原子化溫度。原子化時(shí)間的選擇，應以保證完全原子化為準。在原子化階段停止通保護氣，以延長(cháng)自由原子在石墨爐中的停留時(shí)間。除殘的目的是為了消除殘留物產(chǎn)生的記憶效應，除殘溫度應高于原子化溫度.

　　惰性氣體

　　原子化時(shí)常采用氬氣和氮氣作為保護氣，氬氣比氮氣更好。氬氣作為載氣通入石墨管中，一方面將已氣化的樣品帶走，另一方面可保護石墨管不致因高溫灼燒被氧化。通常儀器都采用石墨管內、外單獨供氣，管外供氣連續的且流量大，管內供氣小并可在原子化期間中斷。

　　最佳灰化溫度和最佳原子化時(shí)間

　　干燥時(shí)間常選擇100℃，時(shí)間為60S�；一�階段為除去基體組分，以減少共存元素的干擾，通過(guò)繪制吸光度A與灰化溫度t的關(guān)系來(lái)確定最佳灰化溫度。在低溫下吸光度A保持不變，當吸光度A下降時(shí)對應的較高溫度即為最佳灰化溫度，灰化時(shí)間約為30s。原子化階段的最佳溫度也可通過(guò)繪制吸光度A與原子化溫度t的關(guān)系來(lái)確定，對多數元素來(lái)講，當曲線(xiàn)上升至平頂形時(shí)，與最大A值對應的溫度就是最佳原子化溫度。在每個(gè)樣品測定結束后，可在短時(shí)間內使石墨爐的溫度上升至最高，空燒一次石墨管，燃盡殘留樣品，以實(shí)現高溫凈化