第17章 原子熒光光譜分析的應(yīng)用（閆軍、呂萍、高峰）

17.1 概述

原子熒光(atomic fluorescence,AF)是自由原子吸收了特征波長(zhǎng)輻射之后被激發(fā)到高能態(tài)，再以輻射方式去活化時(shí)發(fā)射的輻射。原子熒光光譜法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)是一種通過(guò)測(cè)量元素原子蒸氣在輻射能所發(fā)射的原子熒光強(qiáng)度進(jìn)行元素定量分析的儀器分析方法。在19 世紀(jì)后期和20 世紀(jì)初期，物理學(xué)家就研究過(guò)原子熒光現(xiàn)象，觀察到了在火焰中某些元素所發(fā)出的熒光。從1956年開始，Alkemade用原子熒光研究了火焰中的物理和化學(xué)過(guò)程，并于1962建議將原子熒光用于化學(xué)分析。1964年，溫福德納(J.D.Winefordner)和維克斯(T.J.Vickers) 等首先提出將火焰原子熒光光譜法作為一種新的分析方法。1964年后，特別是美國(guó)的Winefordner小組和英國(guó)的West小組對(duì)原子熒光光譜法進(jìn)行了廣泛的研究,對(duì)其發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)[1]。

1969年，Holak把經(jīng)典的砷化氫發(fā)生反應(yīng)與火焰原子光譜法相結(jié)合，創(chuàng)立了氫化物發(fā)生-火焰原子吸收光譜分析聯(lián)用技術(shù)，測(cè)定了砷[2]。此后，在1974年Tsujii和Kuga[3]把氫化物發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)色散原子熒光分析技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了氫化物發(fā)生-無(wú)色散原子熒光光譜分析，并應(yīng)用于砷的測(cè)定。由于這種方法把蒸氣進(jìn)樣技術(shù)與無(wú)色散原子熒光光譜測(cè)定的特點(diǎn)地結(jié)合起來(lái)，具有儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，氣相干擾少，適合于多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)。對(duì)于分析中感興趣的As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Pb、Sn、Ge等元素的測(cè)定，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析法(HGAFS)顯示出其*的優(yōu)點(diǎn)，這主要是由于上述這些元素的主要熒光譜線位于200nm～290nm之間，正好是日盲光電倍增管靈敏度波段，另一方面，這些元素可以形成氣態(tài)的氫化物，不但可與大量的基體相分離，大大降低了基體干擾，而且是氣體進(jìn)樣方式，極大地提高了進(jìn)樣效率。因此，HGAFS測(cè)定上述元素具有很高的靈敏度。目前，這種技術(shù)已越來(lái)越受到人們的重視。

    HGAFS分析技術(shù)出現(xiàn)以后，中外原子光譜分析工作者對(duì)其開展了大量的研究工作，從對(duì)近十幾年來(lái)的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以看出，這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展各有特點(diǎn)。在國(guó)外的工作中，早先沿用Tsujii所提出的在酸性體系中用金屬鋅還原生成AsH3，反應(yīng)速度慢，操作麻煩，以后對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)[3]，使用NaBH4做還原劑，氬氫小火焰來(lái)進(jìn)行氫化物的原子化。這雖然大大降低了火焰噪聲，提高了靈敏度，因要通入一定量的氫氣來(lái)維持小火焰，裝置比較復(fù)雜。此外，由于用碘化物無(wú)極放電燈做光源，受到鉍的嚴(yán)重光譜干擾，使得這種方法難以用于實(shí)際樣品的測(cè)定，從而嚴(yán)重影響了這一技術(shù)的發(fā)展。因此在80年代中期，這種很有潛力的技術(shù)基本上停滯不前。這可以清楚地從國(guó)外文獻(xiàn)增長(zhǎng)曲線中出現(xiàn)的底谷看到。近年來(lái)，國(guó)外對(duì)此項(xiàng)技術(shù)又重新重視起來(lái),并有商品儀器推出，文獻(xiàn)數(shù)量也開始日益增多。