原子荧光光谱法方法原理

原子荧光光谱法(AFS)是通过测量待测元素的原子在特定频率辐射能激发下所产生的荧光发射强度，来测定待测元素含量的方法。荧光现象早在19世纪末20年代初就已经被发现，但原子荧光光谱法作为一种分析技术，却直到1964年以后才被应用。
原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法，但它和原子吸收光谱法密切相关，兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优点，又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱法具有发射谱线简单，灵敏度高于原子吸收光谱法，线性范围较宽，干扰少的特点，能够进行多元素同时测定，广泛应用于冶金、石化、环境保护和生物样品中痕量元素分析。
1．原子荧光的产生及类型
气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，约经10^-8S后，又跃迂回基态或低能态，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射。这种现象称为原子荧光。原子荧光分为共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、反斯托克斯( anti - Stokes)荧光与敏化荧光等五种，其中共振荧光应用最多。
(1)共振荧光
气态原子外层电子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振波长相同的荧光；
热共振荧光：若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；
(2)非共振荧光
当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种。
(3)敏化荧光 
受光激发的原子(A)与另一种原子碰撞时，把激发能传递另一个原子(M)使其激发，后者发射原子荧光，即为敏化荧光。火焰原子化中观察不到敏化荧光；非火焰原子化中可观察到。
所有类型中，共振荧光强度，有用。
2．原子荧光的猝灭
处于激发态的原子寿命十分短暂，仅10^-8S，当它从高能级返回到低能级时除发射荧光外，也可能在原子化器中与其他分子、原子或电子发生非弹性碰撞，而丧失其能量，荧光将弱或不产生，这种现象称为荧光猝灭。荧光猝灭的程度与被测元素及猝灭剂的种类有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小。
3．原子荧光定量分析
实验条件一定时，原子荧光强度与试液中待测元素的浓度成正比。
4．影响荧光强度的因素
影响荧光强度的因素有以下几点。
①荧光量子效率愈大，荧光强度愈大。荧光量子效率主要决定于谱线性质，也与原子化类型有关。用惰性气体(Ar)稀释的火焰其荧光量子高。
②原子化效率愈高，荧光强度愈大。这是因为火焰中待测元素的原子密度不仅与试样中元素含量有关，还与原子化效率有关。因此原子化器的类型和条件对于原子荧光测定的灵敏度和准确度影响很大。
③由于激发光强度与荧光强度成正比，所以采用高强度灯有利于增大荧光强度，提高测定灵敏度，降低检出限。
④荧光猝灭对荧光强度影响很大。荧光猝灭与火焰成分和基体有关。
⑤延长吸收光程，可提高灵敏度。
⑥浓度高时，荧光强度与待测元素的浓关系为非线性的，所以原子荧光光谱法特别适用于痕量元素分析。
⑦固体微粒的光散射，自吸收现象和其他干扰也影响荧光强度的准确测量，从而影响分析结果。

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