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ICP光譜儀的原理與優(yōu)缺點(diǎn)

   2019年05月27日 15:50  
  【儀器網(wǎng) 使用手冊】電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀又稱為ICP光譜儀、ICP原子發(fā)射光譜儀,以電感耦合高頻等離子體為激發(fā)光源,利用每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質(zhì)的組成,進(jìn)行元素的定性與定量分析。
 
  可以看到,ICP光譜儀主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、電感耦合等離子體光源(ICP)、光譜儀的分光(色散)系統(tǒng)以及檢測器-光電轉(zhuǎn)換器件等部分組成。其中,進(jìn)樣系統(tǒng)是ICP光譜儀的重要組成部分之一,也是當(dāng)前ICP光譜分析研究中較為活躍的領(lǐng)域,涵蓋液體、氣體或者固體進(jìn)樣。電感耦合等離子體光源(ICP)的重要性不言而喻,它是利用通過高頻電感耦合產(chǎn)生等離子體放電的光源。色散系統(tǒng)就是,將復(fù)合光通過色散元素分光,從而得到一條按照波長順序排列的光譜,即將復(fù)合光束分解為單色光。光電轉(zhuǎn)換器件是光電光譜儀接收系統(tǒng)的核心部分,主要是利用光電效應(yīng)將不同波長的輻射能轉(zhuǎn)化成光電流的信號(hào)。
 
  ICP光譜儀的分析過程主要分三步,即激發(fā)、分光和檢測。其一,激發(fā)光源使試樣蒸發(fā)汽化,離解或分解為原子狀態(tài),原子也可能進(jìn)一步電離成離子狀態(tài)。原子及離子在光源中激發(fā)發(fā)光;其二,利用分光器把光源發(fā)射的光色散為按波長排列的光譜;其三,利用光電器件檢測光譜,按所測得的光譜波長對試樣進(jìn)行定性分析,或按發(fā)射光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。
 
  那么,ICP光譜儀又有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢?
 
  其優(yōu)點(diǎn)還是很多且相當(dāng)明顯的。其一,它可以同時(shí)檢測同一樣品的多種元素,具備多元素同時(shí)檢出能力。一個(gè)樣品一經(jīng)激發(fā),樣品中各元素都各自發(fā)射出其特征譜線,可以進(jìn)行分別檢測而同時(shí)測定多種元素。其二,分析速度快,可以在幾分鐘內(nèi)對幾十個(gè)元素進(jìn)行定量測定,不需要經(jīng)過化學(xué)處理。其三,選擇性好,可以應(yīng)用于一些化學(xué)性質(zhì)相似的元素的分析,分辨出不同的元素。其四,檢出限低,準(zhǔn)確度高,可廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。其五,無需過多樣品,適用于整批樣品的多組分測定。
 
  當(dāng)然,ICP光譜儀目前也存在一些局限性。其一,影響譜線強(qiáng)度的因素較多,對標(biāo)準(zhǔn)參比的組分要求較高;其二,元素含量較高的時(shí)候,準(zhǔn)確度較差;其三,只能用于元素分析,不能進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形態(tài)的測定;其四,大多數(shù)非金屬元素難以得到靈敏的光譜線。
 
  目前,ICP光譜儀主要用于微量元素的分析,可分析的元素為大多數(shù)金屬以及硅、磷、硫等少量非金屬,廣泛應(yīng)用于質(zhì)量控制的元素分析。它不僅可以對超微量元素進(jìn)行檢測,還可以對常量元素進(jìn)行檢測,成為分析儀器領(lǐng)域越來越強(qiáng)有力的研究工具。

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