第2章 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析基礎(chǔ)（劉明鐘）

原子熒光光譜法(atomic fluorescence sppectrometry,AFS)是原子光譜法中的一個重要分支。 在19世紀(jì)后期和20世紀(jì)初期, 物理學(xué)家就研究過原子熒光現(xiàn)象, 他們觀察到了在加熱的容器和火焰中一些元素(例如Na、Hg、Cd、Tl )所發(fā)出的熒光。從1956年開始, Alkemade用原子熒光(atomic fluorescence, AF)研究了火焰中的物理和化學(xué)過程, 并于1962年建議將AF用于化學(xué)分析。1964年, Winefordner和Vickers提出并論證了AF火焰光譜法可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AFS進(jìn)行了廣泛的研究和改進(jìn)。

而今, AFS已走過了40多年的發(fā)展道路。就原子熒光技術(shù)本身來講, 它具有原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn), 同時又克服了兩者的不足。AFS技術(shù)具有以下特點(diǎn): ⑴ 譜線簡單, 僅需分光本領(lǐng)一般的分光光度計(jì), 甚至可以用濾光片等進(jìn)行簡單分光或用日盲光電倍增管直接測量；⑵靈敏度高, 檢出限低； ⑶ 適用于多元素同時分析。

在前期的AFS技術(shù)發(fā)展中, 所使用的激發(fā)光源一般為蒸氣燈、氙弧燈或者無極放電燈, 原子化器一般為火焰(如乙炔焰、氬氫焰等)。由于當(dāng)時儀器多采用直流檢測系統(tǒng), 所以往往不得不對熱輻射和光輻射等干擾進(jìn)行補(bǔ)償, 限于激發(fā)光源的強(qiáng)度和原子化器的效率以及種種干擾,常常難以得到令人滿意的檢出水平, 因此, 未得到人們的廣泛重視。

20世紀(jì)70年代末期，由于高強(qiáng)度空心陰極燈(HCL)、激光器及各種原子化器(像電感耦合等離子體原子化器，ICP、無火焰原子化器等)的使用, AFS技術(shù)又得到了較大發(fā)展。對于某些元素來講, 若以激光為激發(fā)光源^[1~3], 即使使用火焰為原子化器也能得到同電熱原子化器AAS相近的靈敏度, 而一旦將激光器與電熱原子化器結(jié)合, 某些元素的檢出限可達(dá)到fg ( 10^-15 g ) 級, 這已使AFS成為可以在技術(shù)中應(yīng)用的先進(jìn)分析技術(shù)。

    同時, 高強(qiáng)度空心陰極燈與ICP結(jié)合的AFS技術(shù)已得到了人們的重視, 并有商品儀器出現(xiàn) (如 Baird Co. AFS-2000), 由于ICP具有很高的原子化效率, 很少的散射現(xiàn)象, 沒有在ICP發(fā)射光譜中很常遇到的譜線復(fù)雜的譜線重疊干擾, 且由于高溫可以使激發(fā)態(tài)原子進(jìn)一步離子化, 又為開發(fā)新的離子熒光光譜打下了基礎(chǔ)^[4,5],從而為稀土元素分析提供了一種新方法。