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原子发射光谱中的干扰及消除方法

发布时间:2015-06-30 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:570

在原子发射光谱中的干扰类型可分为光谱干扰和非光谱干扰两大类。

一、光谱干扰

在发射光谱中最重要的光谱干扰是背景干扰。带光谱、连续光谱以及光学系统的杂散光等,都会造成光谱的背景。其中光源中未解离的分子所产生的带光谱是传统光源背景的主要来源,光源温度越低,未解离的分子就越多,因而背景就越强。在电弧光源中,最严重的背景干扰是空气中的N2与碳电极挥发出来的C所产生的稳定化合物CN分子的三条带光谱,其波长范围分别是353-359nm,377-388nm和405-422nm,干扰许多元素的灵敏线。此外,仪器光学系统的杂散光到达检测器,也产生背景干扰。由于背景干扰的存在使校准曲线发生弯曲或平移,因而影响光谱分析的准确度,故必须进行背景校准。

校准背景的基本原则是,谱线的表观强度I1+b减去背景强度Ib。常用的校准背景的方法有校准法和等效浓度法。

背景校准法,是在被测谱线附近两侧测量背景强度,取其平均值作为被测谱线的背景强度Ib。若是均匀背景,以谱线的任一侧的背景强度作为被测谱线的背景强度。对于光电记录光谱法,离峰位置可由置于光路中的往复移动的石英折射板来控制。对于照相记录光谱法,离峰位置可通过移动谱板来调节。

等效浓度法,是在分析线波长处分别测量含有与不含有被测元素的试样的谱线强度Il,和Ib,若被测元素和干扰元素的浓度分别为c与cb,有

I1=Ac

Ib=Abcb

I1+b=I1+Ib=Ac+Abcb

在实验中测得分析线的表观强度为

式中c’是表观浓度。Abcb/A称为背景等效浓度,以ceq表示。真实浓度c为

c=c’一ceq

式中c’与ceq可由被测元素与干扰元素在分析波长的校准曲线求得,由上式便可求得c。

二、非光谱干扰

非光谱干扰主要来源于试样组成对谱线强度的影响,这种影响与试样在光源中的蒸发和激发过程有关,亦被称为基体效应。

2.1试样激发过程对谱线强度的影响

物质蒸发进入等离子体内并原子化,原子或离子在等离子体温度下被激发,激发态原子或离子按照光谱选择定则跃迁到较低的能级或基态,伴随着发射一定波长的特征辐射。激发温度与光源等离子体中主体元素的电离能有关,当等离子区中含有大量低电离能的成分时,激发温度较低。电离能愈高,光源的激发温度就愈高。所以,激发温度也受试样基体组成的影响,进而影响谱线的强度。

2.2基体效应的抑制

在实际分析过程中,由于标准试样与试样的基体组成差别常常较大,因此存在基体效应,使测量结果产生误差。所以应尽量采用与试样基体一致的标准试样,以减少测定误差。但是,由于实际试样千差万别,要做到这一点是很不容易的。

在实际工作中,特别是采用电弧光源时,常常向试样和标准试样中加入一些添加剂以减小基体效应,提高分析的准确度,这种添加剂有时也被用来提高分析的灵敏度。添加剂主要有光谱缓冲剂和光谱载体。

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