原子吸收光譜儀(AAS)的工作原理基于原子對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收作用,核心流程可分為樣品原子化與特征光譜測(cè)量?jī)纱箅A段,具體如下:
一、樣品原子化:釋放待測(cè)元素的自由原子
原子化是將樣品中的元素轉(zhuǎn)化為自由原子的過(guò)程,常見(jiàn)方法包括火焰原子化和電熱原子化(石墨爐法):
火焰原子化
樣品溶液經(jīng)霧化器形成細(xì)小霧滴,與燃?xì)猓ㄈ缫胰玻┗旌虾髧娙牖鹧妗T诟邷兀ㄈ缈諝?乙炔火焰約2300℃)下,溶劑蒸發(fā),樣品殘留物中的化學(xué)鍵斷裂,元素原子被釋放為自由原子。此過(guò)程適用于易揮發(fā)、低沸點(diǎn)元素的檢測(cè)。
電熱原子化(石墨爐法)
樣品注入石墨管內(nèi),通過(guò)大電流加熱實(shí)現(xiàn)分階段升溫:
干燥:低溫蒸發(fā)溶劑,避免暴沸。
灰化:去除有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽,減少干擾。
原子化:高溫(可達(dá)3000℃)使待測(cè)元素形成自由原子蒸氣。
凈化:高溫?zé)M殘?jiān)乐刮廴尽?/div>
該方法原子化效率高,適用于痕量分析(如μg/L級(jí))。
二、特征光譜測(cè)量:定量分析的核心
光源發(fā)射特征光譜
使用空心陰極燈或無(wú)極放電燈,發(fā)射待測(cè)元素的特征譜線(如鈉的589.0nm、銅的324.8nm)。銳線光源確保譜線寬度窄,提高檢測(cè)靈敏度。
原子吸收與光強(qiáng)衰減
特征光譜通過(guò)原子化器時(shí),基態(tài)自由原子吸收與其能級(jí)躍遷對(duì)應(yīng)的光子,導(dǎo)致光強(qiáng)衰減。衰減程度(吸光度)與原子濃度成正比,遵循朗伯-比爾定律(A=εbc)。
單色器與檢測(cè)器
單色器(如光柵)分離特征譜線,排除干擾光。檢測(cè)器(如光電倍增管)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),通過(guò)測(cè)量吸光度并對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線,確定樣品中待測(cè)元素的濃度。