ICP光譜儀分析中的光譜干擾機(jī)理
瀏覽次數(shù):1701 發(fā)布日期:2014-9-19
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光譜干擾在ICP發(fā)射光譜儀分析中占有最重要的地位,在一般的光譜儀工作的波長(zhǎng)范圍內(nèi)約有數(shù)十萬(wàn)條光譜線(xiàn),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的譜線(xiàn)重疊干擾。此外,ICP光譜儀光源還發(fā)射連續(xù)光譜背景以及某些分子光譜帶,建立分析方法時(shí)在選擇分析線(xiàn)和校正光譜干擾往往要花費(fèi)很多工作量。為了獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),必須重視ICP光譜儀的光譜干擾問(wèn)題。在ICP光譜儀分析中,有以下幾種類(lèi)型的光譜干擾不能忽視:
(1) 譜線(xiàn)變寬引起的光譜干擾
在ICP光源中,引起譜線(xiàn)變寬的外界因素主要有:
①多普勒變寬(又稱(chēng)熱變寬)是由原子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的。
②碰撞變寬
原子或離子與中性粒子或帶電粒子碰撞引起變寬。在ICP光譜儀分析中中有三種:
a共振變寬:同種原子相互碰撞引起的譜線(xiàn)變寬。b范德華交寬:痕量元素的粒子與氬的中性原子碰撞引起的譜線(xiàn)變寬。c斯托克變寬;在電場(chǎng)作用下,帶電粒子碰撞引起的譜帶變寬。
(2)復(fù)合輻射引起的光譜干擾.復(fù)合輻射是電子被離子俘獲過(guò)程中,以輻射形式釋放能量產(chǎn)生的連續(xù)光譜,它的強(qiáng)度隨著電子密度的升高而急劇增加。氬等離子體中電子密度較大,故要考慮這種背景的影響,特別是對(duì)痕量元素的分析。
(3)基體元素的強(qiáng)烈發(fā)射造成的散射光引起的光譜干擾。最典型的是靈敏度較高的堿土金屬Ca、Mg在高濃度時(shí)由于強(qiáng)烈發(fā)射造成的散射效應(yīng)對(duì)鄰近譜線(xiàn)的影響,散射光使背景加深,從而降低了信噪比。
(4)分子光譜的干擾。主要是分子的吸收干擾,即在原子化過(guò)程中生成的氣體分子氧化物及鹽類(lèi)分子對(duì)輻射吸收而引起的干擾。以前有不少文獻(xiàn)對(duì)以酸根離子溶液作介質(zhì)對(duì)某種元素的分子吸收干擾作了研究,但很少有人系統(tǒng)地研究對(duì)重金屬的分子吸收干擾。而我們?cè)趯?shí)際工作中很有必要了解這一干擾。常見(jiàn)的有分子光譜對(duì)200nm以下的分折線(xiàn)的干擾,OH分子在281.0~294.5 nm和306.4-324.5的區(qū)域發(fā)射的分子光譜對(duì)分析線(xiàn)的干擾。
事實(shí)上,幾乎每種元素的分析線(xiàn)均受到程度不同的光譜干擾,其主要形式有:
①分折線(xiàn)落在帶狀光譜上。
②分析線(xiàn)與干擾線(xiàn)的波長(zhǎng)略有不同,譜線(xiàn)部分重疊。
③分析線(xiàn)與干擾線(xiàn)具有基本相同的波長(zhǎng),譜線(xiàn)幾乎完全重疊。
ICP光譜儀分析中的光譜干擾還包括背景干擾,與譜線(xiàn)重疊干擾。如果在原子化階段有高濃度基體揮發(fā)出來(lái),以氣態(tài)分子鹽微粒,“煙霧”等形式存在于炬管中,則會(huì)產(chǎn)生分子吸收和光散射引起的假信號(hào),把這種信號(hào)稱(chēng)為背景吸收。背景干擾是指由連續(xù)發(fā)射形成的帶狀光譜疊加在分析線(xiàn)上而構(gòu)成的干擾。其來(lái)源主要有:電子-離子復(fù)合輻射,軔致輻射,分子輻射,雜散光的影響等。譜線(xiàn)重疊干擾是指另一元素的譜線(xiàn)重疊或部分重疊在別的元素的分析線(xiàn)上而形成的干擾。
光譜背景的增大,不僅降低譜線(xiàn)強(qiáng)度與背景的比值,也會(huì)使分析校正曲線(xiàn)發(fā)生平移或彎曲,這將嚴(yán)重影響定量分析的結(jié)果。顯然,背景干擾與譜線(xiàn)重疊干擾均為ICP發(fā)射光譜儀中的固有問(wèn)題,ICP光譜儀分析法要成為一種理想的分析技術(shù),必須研究與解決光譜干擾問(wèn)題。
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