原子吸收分光光度计分为单光束型和双光束型。其结构可分为五个部分:光源、原子化器、光学系统、检测系统与数据处理系统。
1、光源
为测出待测元素的峰值吸收,须采用锐线光源,应满足以下一些要求:辐射强度大、辐射稳定、发射普线宽度窄。空心阴极灯是目前原子吸收光谱仪器使用的主光源,属于辉光放电气体光源。
空心阴极灯是一种由被测元素或含有被测元素的材料制成的圆筒形空心阴极和一个阳极(钨、钛或锆棒),密封在充有低压惰性气体的带有石英窗的玻璃壳内的电真空器件。
当在两极之间施加几百伏的高压,两极之间会产生放电,电子将从空心阴极内壁射向阳极,并在电子的通路上又与惰性气体原子发生碰撞并使之电离,带正电荷的惰性气体离子在电场的作用下,向阴极内壁猛烈地轰击,使阴极表面的金属原子溅射出来,而这些溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生碰撞并被激发,于是阴极内的辉光便出现了阴极物质的光谱。
空心阴极灯的阴极材料的纯度必须很高,内充气体也必须为高纯,以保证阴极元素的共振线附近不含内充气体或杂质元素的强谱线。
空心阴极灯的操作参数是灯电流,灯电流的大小可决定其所发射的谱线的强度。但是需根据具体操作情况来选择灯电流的大小。
通常情况下,空心阴极灯在使用前需预热10~15min。
2、原子化系统
原子吸收光谱中常用的原子化技术是:火焰原子化和电热原子化。此外还有一些特殊的原子化技术如氢化发生法、冷原子蒸气原子化等。
2.1火焰原子化系统——火焰原子化器
火焰原子化器由雾化器、雾化室、燃烧器三部分组成。常见的燃烧器有全消耗型和预混合型。目前主要使用的是预混合型燃烧器。
2.2 电热原子化系统——石墨炉原子化器
非火焰原子化器中适用广泛的是管式石墨炉原子化器。组成部分为:石墨管、炉体、电源。样品直接放置在管壁上或放置在嵌入管内的石墨平台上,用电加热至高温实现原子化。
3、光学系统
光学系统为光谱仪的心脏,一般由外光路与单色器组成。
外光路可以分为单光束与双光束。单光束系统中,来自光源的光只穿过原子化器,它的优点,能量损失小,灵敏度高,但不能克服由于光源的不稳定而引起的基线漂移。
传统双光束系统采用斩光器将来自光源的光分为样品光束与参比光束,补偿了基线漂移,但能量损失大。
单色器置于原子化器之后,这样可将空心阴极灯阴极材料的杂质发出的谱线、惰性气体发出的谱线以及分析线的邻近线等与共振吸收线分开并防止光电管疲劳。
由于锐线光源的谱线简单,故对单色器的色散率要求不高(线色散率为10-30/mm)。
4、检测系统与数据处理系统
检测系统包括检测器、放大器、对数转换器及显示装置等。光电倍增管是原子吸收光谱仪的主要检测器,要求在180-900nm测定波长内具有较高的灵敏度,并且暗电流小。目前通过计算机软件控制的原子吸收光谱仪具有很强的数据处理能力。
原子吸收分光光度计的维护与保养可以从光源、原子化系统、光学系统、气路系统等方面进行。
1、原子吸收分光光度计光源:
空心阴极灯应在最大允许工作电流以下范围内使用。不用时不要点灯,否则会缩短灯的使用寿命;
但长期不用的元素灯则需每隔一两个月在额定工作电流下点燃15~60min,以免性能下降。
光源调整机构的运动部件要定期加油润滑,防止锈蚀甚至卡死,以保持运动灵活自如。
2、原子吸收分光光度计原子化系统:
每次分析操作完毕,特别是分析过高浓度或强酸样品后,要立即喷约数分钟的蒸馏水,以防止雾化筒和燃烧头被沾污或锈蚀。
点火后,燃烧器的整个缝隙上方应是一片燃烧均匀呈带状的蓝色火焰。
若带状火焰中间出现缺口,呈锯齿状,说明燃烧头缝隙上方有污物或滴液;
这时需要清洗,清洗的方法是接通空气,关闭乙炔的条件下,用滤纸插入燃烧缝隙中仔细擦试;
如效果不佳可取下燃烧头用软毛刷刷洗;如已形成熔珠,可用细的金相砂纸或刀片轻轻磨刮以去除沉积物。
应注意不能将缝隙刮毛;
雾化器就经常清洗,以避免雾化器的毛细管发生局部堵塞。
若堵塞一旦发生,会造成溶液提升量下降,吸光度值减小。
若仪器暂时不用,应用硬纸片遮盖住燃烧器缝口,以免积灰。
对原子化系统的相关运动部件要进行经常润滑,以保证升降灵活。
空气压缩机一定要经常放水、放油,分水器要经常清洗。
3、原子吸收分光光度计光学系统:
外光路的光学元件就经常保持干净,一般每年至少清洗一次。
如果光学元件上有灰尘沉积、可用擦镜纸擦净;
如果光学元件上沾有油污或在测定样品溶液时溅上污物,可用预先浸在乙醇与的混合液(1:1)中洗涤过并干燥了的纱布去擦试,然后有蒸馏水冲掉皂液,再用洗耳球吹去水珠。
清洁过程中,禁用手去擦及金属硬物或触及镜面。色器应始终保持干燥。
4、原子吸收分光光度计气路系统:
由于气体通路采用聚乙烯塑料管,时间长了容易老化;
所以要经常对气体进行检漏,特别是乙炔气渗漏可能造成事故。
严禁在乙炔气路管道中使用紫铜、H62铜及银制零件,并要禁油,测试高浓度铜或银溶液时,应经常用去离子水中喷洗。
当仪器测定完毕后,应先关乙炔钢瓶输出阀门,等燃烧器上火焰熄灭后再关仪器上的燃气阀,最后再关空气压缩机,以确保安全。
上一篇:离心机概述 离心机维修保养