李秀麗
(河南宜測科技有限公司,河南 鄭州 451162)
靈敏度是火焰法金屬鋰原子吸收分光光度計的一項重要指標,靈敏度的好壞直接關系到金屬樣品測量的準確度。此外,影響靈敏度的干擾因素很多,如燈電流、空心陰極燈的位置、燃燒器位置、霧化器霧化質量以及狹縫寬度等。為了提高金屬鋰原子吸收分光光度計的靈敏度,可以通過調整這些干擾因素來提升靈敏度。結合筆者多年工作經驗,本文詳細介紹了火焰法金屬鋰原子吸收分光光度計靈敏度的調整方法。
所謂的火焰金屬鋰原子化法就是通過火焰金屬鋰原子發生器實現原子化。在高溫下,被測元素首先轉化為溶液,然后轉化為金屬鋰原子蒸汽。同時,尖銳的線性輻射利用一定厚度的金屬鋰原子蒸汽,依靠基本態來有效吸收部分金屬原子蒸汽,通過測量透射比的透射率來確定元素的濃度。當然,在測量之前,我們應該充分了解吸收與火焰金屬鋰原子能濃度之間的關系,擴大到控制關系,檢測火焰金屬鋰原子吸收分光光度計的應用范圍。
在樣品測定工作中,火焰法金屬鋰原子吸收分光光度計的靈敏程度在其中發揮著巨大的作用。在進行具體操作時,能夠干擾原子吸收分光光度計靈敏度的因素有很多,其中不僅包括燃燒位置、分析線,而且還包括霧化器和燈電流,本文詳細分析了這幾種影響因素。
首先,通過燈泡的電流大小將會影響金屬鋰原子吸收分光光度計靈敏度,主要是因為火焰金屬鋰原子吸收分光光度計絕大多數情況下都是空心陰極燈,而燈電流則是空心陰極燈指定操作參數。我們通過對燈電流進行實驗,燈的輻射強度主要取決于電流的大小,通過控制變量法,在其他因素不變的情況下,一旦加大燈電流大小,輻射強度、燈的穩定性和信噪比也隨之不斷增大,但是火焰法金屬鋰原子吸收分光光度靈敏度就會大幅度降低,反之亦然。
霧化器是金屬鋰原子吸收分光光度計不可分割的重要組成部分,主要用于液體的霧化,對測定的靈敏度、精密度和化學干擾有著重要的影響。如果霧化器霧化相對穩定,霧滴也很細小均勻,則霧化效率和靈敏度也會隨之提升。
(1)線性誤差的問題。在校準過程中,需要認真測量銅標準溶液的線性相對誤差。因此,在測量線性誤差時,常常會遇到線性誤差超標的儀器,沒有達到檢定規程的要求。造成這些問題的主要原因在于儀器光源老化或使用高光電流,導致分析光譜的下降和擴展,儀器線性度差。
(2)點火問題。火焰法金屬鋰原子吸收分光光度計用于檢測過程中,如空氣-乙炔、氧化亞氮-乙炔,最重要的是用空氣-乙炔火焰測定元素,約30種,然后用氧化亞氮-乙炔測定元素,大概會產生約70種火焰。在測量工作中,經常遇到儀器不能正常點火的問題。主要是因為點火器的氣路或乙炔路出現了故障。
(3)測量重復性。檢定規程的基本依據是儀器的重復性約為1.5%。有些儀器的重復性遠不能滿足其基本要求。該儀器的重復性主要是由于霧化器噴嘴的霧化程度低以及樣品完全霧化到燃燒頭造成的。
(1)解決點火問題。驗證中規定采用火焰法金屬鋰原子吸收光譜法測定銅元素。
火焰為貧焰,助燃氣與燃氣比值為6。在測量過程中,經常遇到儀器不能正常點火的現象。一旦碰到這類問題,首先要檢測氣路,檢查空氣、乙炔氣路連接是否合理。氣路連接正確,將不會出現漏氣現象。檢查空氣流量比設置是否正確,然后檢查水箱中的水是否泄漏。如果發生這種情況,應沖洗和調整儀器的水封。測試完上述設備后,檢查儀器的注入管是否堵塞。如果發生堵塞,必須更換注射管。最后,檢查火焰法的燃燒頭是否被雜質堵塞。
(2)基線穩定性解決措施。基線穩定程度嚴重影響火焰金屬鋰原子吸收分光光度計的靈敏度。在此基礎上,我們首先需要延長校準設備的加熱時間。當加熱時間足夠時,檢查氣體和輔助氣體的壓力,檢查空氣和乙炔的壓力。最后,我們需要更換新的光源或降低儀器的燈電流。儀器間隙的寬度也會導致儀器線性度差。
(3)調整吸噴量大小。吸力會影響儀器的靈敏度,吸力大小會影響霧化器的霧化穩定性。如果注入量太小,進入火焰的氣溶膠數量就會減少,基態原子會減少,測量靈敏度也會降低。因此,在測量前正確選擇吸入量是獲得最佳測量靈敏度的主要方法。通過增加輔助氣體的流量或縮短噴射管的長度,可以提高抽吸能力。最后檢查霧化器是否堵塞。取樣期間,鹽和雜物很容易造成霧化器堵塞或者腐蝕。
(4)選擇最合適譜線。空心陰極燈的共振譜不止一個,通常在測量時使用敏感線,即最強烈的光譜線之一。例如,錳元素燈在279.5nm處有一條譜線,在279.8nm和280.1nm處也各有一條譜線,其中在279.5nm譜線是一個靈敏線。在這個時候,279.5nm處的譜線通常是被選擇使用的。
(5)霧化器的霧化質量需要提升。霧化器是火焰金屬鋰原子吸收光譜儀中最為關鍵構件。霧化器的主要功能是將樣品溶液分散成微小的液滴,形成直徑約10微米的氣溶膠,即霧化溶液。它的性能與儀器的靈敏度、穩定性和精度密切相關。通過手動來有效調節霧化器噴霧碰撞球和內筒之間的相對位置,霧化器也可以調節,使霧化器達到最佳噴霧狀態,使液滴更加均勻細小,液滴均勻分布在擊球點周圍。
(6)調節燃燒器位置。金屬鋰原子吸收分光光度計的工作原理主要是通過待測元素的共振輻射,利用原子蒸汽,以基態原子吸收的作用來分析金屬元素。基態金屬鋰原子數量和吸光度的大小之間是成正比例關系,為了使基態金屬鋰原子盡可能多地吸收來自光源的共振輻射,必須使所有光束平行通過燃燒器霧化區的中心,使靈敏度更高,穩定性更好。
綜上所述,本文通過調整噴霧器,來不斷提升霧化質量,此外,還會通過調整空心陰極燈的位置、狹縫寬度、燈的電流以及光束等相對位置,進而大大提升金屬鋰原子吸收分光度計的靈敏度。在進行具體操作時,能夠干擾到分光光度計靈敏度的因素有很多,本文簡要分析了幾種影響因素,通過探索眾多因素值,將為分光光度計靈敏度的提升奠定堅實的基礎。