原子吸收光谱:基本原理、仪器组成与应用解析

该思维导图概述了原子吸收光谱的基本原理、仪器组成及分析方法。原子吸收光谱利用基态原子吸收特征辐射,依据朗伯-比尔定律进行定量分析。仪器包括光源、原子化、分光和检测系统。常用的分析方法有标准曲线法、标准加入法和内标法。在干扰与校正方面,考虑光谱、化学、电离和物理干扰。该技术具有高灵敏度、选择性和精密度,广泛应用于环境监测、食品安全、临床检验及工业分析。

源码
# 原子吸收光谱
- 基本原理
  - 定义
    - 基态原子吸收特征辐射
  - 朗伯-比尔定律
    - A = k·c·l
      - A:吸光度
      - c:浓度
      - l:吸收程长
  - 能级跃迁
    - 电子从基态→激发态
  - 特征谱线
    - 元素固有吸收波长
- 仪器组成
  - 光源系统
    - 空心阴极灯(HCL)
      - 元素专属
    - 无极放电灯(EDL)
      - 高亮度
  - 原子化系统
    - 火焰原子化器
      - 空气-乙炔
      - 笑气-乙炔
    - 石墨炉原子化器(GFAAS)
      - 高灵敏度
    - 氢化物发生器
      - 适用元素:As, Se, Hg等
    - 冷蒸气法
      - 汞专属
  - 分光系统
    - 单色器
      - 光栅分光
    - 狭缝宽度
      - 影响分辨率
  - 检测系统
    - 光电倍增管(PMT)
    - 固态检测器
- 分析方法
  - 标准曲线法
    - 步骤
      - 配制标样
      - 测量A
      - 绘制曲线
    - 要求
      - 线性r² > 0.995
  - 标准加入法
    - 适用
      - 复杂基体样品
    - 操作
      - 样品+增量标样
  - 内标法
    - 原理
      - 测量元素/内标元素信号比
    - 内标选择
      - 性质相似元素(如Cd-In)
- 干扰与校正
  - 光谱干扰
    - 邻近线干扰
      - 减小狭缝宽度
    - 背景吸收
      - 氘灯/塞曼背景校正
  - 化学干扰
    - 阴离子干扰
      - PO₄³⁻抑制Ca吸收
    - 消除方法
      - 加释放剂(La, Sr)
  - 电离干扰
    - 高温原子化时发生
    - 消除
      - 加消电离剂(K, Cs)
  - 物理干扰
    - 溶液粘度/表面张力
      - 影响雾化效率
    - 消除
      - 基体匹配/标准加入法
- 性能特点
  - 灵敏度
    - 火焰AAS:ppm级
    - 石墨炉AAS:ppb级
  - 选择性
    - 元素专属光源
      - 高特异性
  - 精密度
    - 火焰:RSD 1-2%
    - 石墨炉:RSD 3-5%
  - 局限性
    - 单元素顺序分析
    - 难熔元素灵敏度低
- 应用领域
  - 环境监测
    - 水质监测
      - Pb, Cd, As, Hg
    - 大气颗粒物
      - 重金属分析
  - 食品安全
    - 食品中重金属残留
      - 酒类:Pb, Cu含量
  - 临床检验
    - 血铅测定
    - 血清微量元素
      - Zn, Cu
  - 工业分析
    - 润滑油
      - 磨损金属
    - 电子材料
      - 杂质元素
- 操作要点
  - 优化条件
    - 灯电流
      - 兼顾信噪比与寿命
    - 燃烧器高度
      - 调节吸收光程
    - 燃气比例
      - 影响原子化效率
  - 石墨炉程序
    - 干燥
    - 灰化
    - 原子化
    - 净化
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