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原子吸收光譜儀的詳細介紹與應用
來源:硅儀科技 | 作者:硅儀科技 | 發布時間: 2025-07-07 | 14 次瀏覽 | 分享到:
原子吸收光譜儀(AAS)基于原子對特定波長光的吸收原理測定樣品中特定元素含量。其工作原理包括原子化、光吸收和信號檢測。儀器主要組件有光源、原子化系統、分光系統、檢測器和數據處理系統。該儀器特點與優勢為高選擇性、靈敏度廣、準確性好、可多元素分析。應用于環境監測、食品安全、醫藥與生物、工業材料、地質與礦業等領域。不過存在單元素分析、基體干擾、維護成本高等局限。與ICP - OES/MS、XRF等技術相比各有優劣。其發展趨勢為聯用技術、自動化、微型化,在元素定量分析中仍占重要地位,適合常規實驗室痕量檢測需求。

原子吸收光譜儀(Atomic Absorption Spectrometer, AAS)是一種用于測定樣品中特定元素含量的分析儀器,基于原子對特定波長光的吸收原理。以下是其詳細介紹與應用:

一、工作原理

  1. 原子化:樣品通過高溫(火焰、石墨爐或等離子體)轉化為基態原子蒸氣。

  2. 光吸收:空心陰極燈或無極放電燈發射待測元素的特征譜線,通過原子蒸氣時被基態原子選擇性吸收。

  3. 信號檢測:分光系統分離目標波長,檢測器測量光強度變化,吸光度與元素濃度成正比(朗伯-比爾定律)。

二、儀器主要組件

  1. 光源:空心陰極燈(HCL)或無極放電燈(EDL),發射待測元素的特征光譜。

  2. 原子化系統:

    • 火焰原子化器:空氣-乙炔或笑氣-乙炔火焰,適合常量元素(如Ca、Mg)。

    • 石墨爐原子化器:電加熱石墨管,靈敏度高(ppb級),適合痕量元素(如Pb、Cd)。

    • 氫化物發生器:用于易揮發元素(As、Hg、Se)。

    • 冷蒸氣法:專用于汞分析。

  3. 分光系統:單色器(光柵或棱鏡)分離目標波長。

  4. 檢測器:光電倍增管(PMT)或CCD,將光信號轉為電信號。

  5. 數據處理系統:校準曲線法或標準加入法計算濃度。

三、特點與優勢

  • 高選擇性:元素特異性光源減少干擾。

  • 靈敏度廣:火焰法(ppm級)、石墨爐法(ppb級)。

  • 準確性好:相對標準偏差(RSD)通常<1%。

  • 多元素分析(需更換燈或使用連續光源)。

四、應用領域

  1. 環境監測:

    • 水質分析(重金屬:Pb、Cd、Hg、As)。

    • 土壤/大氣顆粒物中的有毒元素檢測。

  2. 食品安全:

    • 食品中的微量元素(Fe、Zn)或污染物(Pb、As)。

  3. 醫藥與生物:

    • 血/尿中的必需或毒性元素(Ca、Cu、Hg)。

  4. 工業材料:

    • 金屬合金成分分析(如鋼鐵中的Ni、Cr)。

    • 石油化工中的催化劑金屬含量。

  5. 地質與礦業:

    • 礦石中貴金屬(Au、Ag)或稀土元素測定。

五、局限性

  • 單元素分析:多數需逐個元素測量。

  • 基體干擾:復雜樣品需前處理(如消解、稀釋)。

  • 維護成本:石墨爐耗材昂貴,火焰法需燃氣。

六、與其他技術對比

  • ICP-OES/MS:可多元素同時分析,但成本更高。

  • XRF:無損檢測,但靈敏度較低。

七、發展趨勢

  • 聯用技術:如HPLC-AAS(形態分析)。

  • 自動化:機器人樣品前處理。

  • 微型化:便攜式AAS用于現場檢測。

原子吸收光譜儀因其成熟性、可靠性和成本效益,在元素定量分析中仍占據重要地位,尤其適合常規實驗室的痕量檢測需求。




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