第17章 原子熒光光譜分析的應用（閆軍、呂萍、高峰）

17.1 概述

原子熒光(atomic fluorescence,AF)是自由原子吸收了特征波長輻射之后被激發(fā)到高能態(tài)，再以輻射方式去活化時發(fā)射的輻射。原子熒光光譜法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)是一種通過測量元素原子蒸氣在輻射能所發(fā)射的原子熒光強度進行元素定量分析的儀器分析方法。在19 世紀后期和20 世紀初期，物理學家就研究過原子熒光現(xiàn)象，觀察到了在火焰中某些元素所發(fā)出的熒光。從1956年開始，Alkemade用原子熒光研究了火焰中的物理和化學過程，并于1962建議將原子熒光用于化學分析。1964年，溫福德納(J.D.Winefordner)和維克斯(T.J.Vickers) 等首先提出將火焰原子熒光光譜法作為一種新的分析方法。1964年后，特別是美國的Winefordner小組和英國的West小組對原子熒光光譜法進行了廣泛的研究,對其發(fā)展作出了重要的貢獻[1]。

1969年，Holak把經(jīng)典的砷化氫發(fā)生反應與火焰原子光譜法相結(jié)合，創(chuàng)立了氫化物發(fā)生-火焰原子吸收光譜分析聯(lián)用技術，測定了砷[2]。此后，在1974年Tsujii和Kuga[3]把氫化物發(fā)生進樣技術與無色散原子熒光分析技術相結(jié)合，實現(xiàn)了氫化物發(fā)生-無色散原子熒光光譜分析，并應用于砷的測定。由于這種方法把蒸氣進樣技術與無色散原子熒光光譜測定的特點地結(jié)合起來，具有儀器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，氣相干擾少，適合于多元素同時分析等特點。對于分析中感興趣的As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Pb、Sn、Ge等元素的測定，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析法(HGAFS)顯示出其*的優(yōu)點，這主要是由于上述這些元素的主要熒光譜線位于200nm～290nm之間，正好是日盲光電倍增管靈敏度波段，另一方面，這些元素可以形成氣態(tài)的氫化物，不但可與大量的基體相分離，大大降低了基體干擾，而且是氣體進樣方式，極大地提高了進樣效率。因此，HGAFS測定上述元素具有很高的靈敏度。目前，這種技術已越來越受到人們的重視。

    HGAFS分析技術出現(xiàn)以后，中外原子光譜分析工作者對其開展了大量的研究工作，從對近十幾年來的文獻統(tǒng)計的結(jié)果可以看出，這項技術在國內(nèi)外的發(fā)展各有特點。在國外的工作中，早先沿用Tsujii所提出的在酸性體系中用金屬鋅還原生成AsH3，反應速度慢，操作麻煩，以后對此進行了改進[3]，使用NaBH4做還原劑，氬氫小火焰來進行氫化物的原子化。這雖然大大降低了火焰噪聲，提高了靈敏度，因要通入一定量的氫氣來維持小火焰，裝置比較復雜。此外，由于用碘化物無極放電燈做光源，受到鉍的嚴重光譜干擾，使得這種方法難以用于實際樣品的測定，從而嚴重影響了這一技術的發(fā)展。因此在80年代中期，這種很有潛力的技術基本上停滯不前。這可以清楚地從國外文獻增長曲線中出現(xiàn)的底谷看到。近年來，國外對此項技術又重新重視起來,并有商品儀器推出，文獻數(shù)量也開始日益增多。