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【儀器對(duì)比】UV、AAS、AFS、AES、ICP-MS和XRF元素檢測(cè)儀器方法各不同

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-05-19
核心提示:首先,我們要明白什么是元素,元素的定義:具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱,到目前為止,人們?cè)谧匀恢邪l(fā)現(xiàn)的元素有

首先,我們要明白什么是元素,元素的定義:具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱,到目前為止,人們?cè)谧匀恢邪l(fā)現(xiàn)的元素有90余種,人工合成的元素有20余種。

實(shí)驗(yàn)最常見的檢測(cè)項(xiàng)目就是化學(xué)元素分析,也叫成分分析,一般采用光譜(紫外、紅外、核磁);色譜(氣相色譜、液相色 譜、離子色譜);質(zhì)譜(質(zhì)譜儀、氣質(zhì)連用、液質(zhì)連用);能譜(熒光光譜、衍射光譜);熱譜(熱重分儀、示差掃描量熱儀)對(duì)樣品進(jìn)行綜合解析,通過多種分離和分析方法的聯(lián)合運(yùn)用,對(duì)樣品中的各組分進(jìn)行定性和定量分析,從而確定組分的結(jié)構(gòu),對(duì)樣品有個(gè)全面的了解,進(jìn)行原料驗(yàn)收、爐前分析、成品檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品測(cè)試。


接下來就一起看看各元素分析儀器的分析過程及性能對(duì)比。

主要元素分析儀器




 

實(shí)驗(yàn)室元素的常見分析方法:

1、電感耦合等離子體質(zhì)譜法;

2、分光光度法;

3、激光誘導(dǎo)等離子體光譜法;

4、滴定分析法;

5、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法;

6、原子光譜分析法;

7、x射線熒光光譜法;

8、石墨爐原子吸收法;

9、原子光譜分析法;

10、電分析法。

 

常見的元素分析儀器:

1.紫外\可見光分光光度計(jì)(UV);

2.原子吸收分光光度計(jì)(AAS);

3.原子熒光分光光度計(jì)(AFS);

4.原子發(fā)射分光光度計(jì)(AES);

5.電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(icp-MS);

6.X射線分光光度計(jì)(XRF );


常見分析儀器的歸屬類型:

ICP-OES:是原子發(fā)射光譜的一種,原名ICP-AES后改名為ICP-OES;
ICP-MS: 無機(jī)質(zhì)譜(MS),用于分析元素價(jià)態(tài)及含量,也用于同位素分析;
FAAS、GAAS和 HGAAS(HAAS):火焰原子吸收、石墨爐原子吸收和氫化物原子吸收,都屬于原子吸收一類。
各種元素分析儀器分析過程、特點(diǎn)及應(yīng)用




 

1、紫外\可見光分光光度計(jì)(UV)

(1)分析過程:

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(2)原理:
利用比耳定律(A=ξbC),其中ξ為摩爾吸光系數(shù),對(duì)于固定物質(zhì)為常數(shù);b為樣品厚度;C為樣品濃度;A為吸光度。很明顯,在樣品厚度和摩爾吸光系數(shù)一定的情況下A與樣品濃度成正比。

(3)主要特點(diǎn):
(1)靈敏度高
(2)選擇性好
(3)準(zhǔn)確度高
(4)適用濃度范圍廣
(5)分析成本低、操作簡(jiǎn)便、快速、應(yīng)用廣泛
 
2、原子吸收和熒光分光光度計(jì)

(1)分析過程:
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(2)原子吸收光譜法原理:
原子吸收光譜法 (AAS)是利用氣態(tài)原子可以吸收一定波長(zhǎng)的光輻射,使原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的現(xiàn)象而建立的。

公式:A=KC
式中K為常數(shù);C為試樣濃度;K包含了所有的常數(shù)。此式就是原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)。

原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析法。所用儀器與原子吸收光譜法相近。

(3)原子吸收主要特點(diǎn):
(1)靈敏度高FAAS可以測(cè)試ppm-ppb級(jí)的金屬;
(2)原子吸收譜線簡(jiǎn)單,選擇性好,干擾少;
(3)操作簡(jiǎn)單、快速,自動(dòng)進(jìn)樣每小時(shí)可測(cè)定數(shù)百個(gè)樣品;
(4)測(cè)量精密度好,火焰吸收精密度可以達(dá)到1-2%,非火焰可以達(dá)到5-10%;
(5)測(cè)定元素多,可測(cè)試70多種元素,利用化學(xué)反應(yīng)還可間接測(cè)試部分非金屬。
 
(4)原子熒光主要特點(diǎn):
(1)有較低的檢出限,靈敏度高。
(2)干擾較少,譜線比較簡(jiǎn)單。
(3)儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。
(4)分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬,可達(dá)3~5個(gè)數(shù)量級(jí)。
(5)由于原子熒光是向空間各個(gè)方向發(fā)射的,比較容易制作多道儀器,因而能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定。
 
3、原子發(fā)射分光光度計(jì)

(1)分析過程:

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(2)原理
原子的核外電子一般處在基態(tài)運(yùn)動(dòng),當(dāng)獲取足夠的能量后,就會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定(壽命小于10-8 s),迅速回到基態(tài)時(shí),就要釋放出多余的能量,若此能量以光的形式出顯,即得到發(fā)射光譜(線光譜)。
發(fā)射的光波長(zhǎng)為:
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每個(gè)元素有自己獨(dú)特的特征光譜,從而進(jìn)行元素定性分析。

(3)主要特點(diǎn)
(1)高溫,104K;
(2)環(huán)狀通道,具有較高的穩(wěn)定性;
(3)惰性氣氛,電極放電較穩(wěn)定;
(4)具有好的檢出限,一些元素可達(dá)到10-3~10-5ppm;
(5)ICP穩(wěn)定性好,精密度高,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差約1%;
(6)基體效應(yīng);
(7)光譜背景;
(8)自吸效應(yīng);
(9)線性范圍寬。
 
4、電感耦合等離子質(zhì)譜分析法

(1)分析過程:
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(2)原理
使試樣中各組分電離生成不同荷質(zhì)比的離子,經(jīng)加速電場(chǎng)的作用,進(jìn)入質(zhì)量分析器,通過電磁場(chǎng)按不同m/e的變化,分子離子及碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對(duì)峰度,提供分子量,元素組成及結(jié)構(gòu)的信息。

(3)主要特點(diǎn):
(1)質(zhì)量測(cè)定范圍廣泛;
(2)分辨高;
(3)絕對(duì)靈敏度,可檢測(cè)的最小樣品量。

5、X熒光光度計(jì)(XRF)

(1)分析過程:
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(2)原理:
受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后,儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。

(3)主要特點(diǎn):
(1)快速,測(cè)試一個(gè)樣品只需2min-3min;
(2)無損,測(cè)試過程中無需損壞樣品,直接測(cè)試;
(3)含量范圍廣;
 
幾種元素分析儀器對(duì)比





1、工作范圍

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2、無機(jī)分析產(chǎn)品的檢出限
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3、干擾
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4、費(fèi)用
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編輯:songjiajie2010

 
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