第3章 原子吸收和原子熒光光譜儀器-1（孫宏偉）

3.1 概述

原子吸收光譜儀（Atomic Absorption Spectrometer，AAS），亦稱(chēng)原子吸收分光光度計(jì)（Atomic Absorption Spectrophotometer，AAS），是基于蒸氣相中待測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)其共振輻射的吸收強(qiáng)度來(lái)測(cè)定試樣中該元素含量的一種光譜分析儀器。原子熒光光譜儀（Atomic Fluorescence Spectrometer，AFS），亦稱(chēng)原子熒光光度計(jì)，是基于蒸氣相中待測(cè)元素的基態(tài)原子吸收共振輻射，成為激發(fā)態(tài)原子，激發(fā)態(tài)原子在去激發(fā)過(guò)程中發(fā)射出一定波長(zhǎng)的原子熒光，通過(guò)測(cè)量其強(qiáng)度對(duì)試樣中該元素含量進(jìn)行分析的一種光譜儀器。為以后描述方便，兩種儀器均簡(jiǎn)稱(chēng)為光譜儀，這主要是考慮到與原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）及原子熒光光譜法（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS）對(duì)應(yīng)。筆者認(rèn)為，從儀器的角度考慮稱(chēng)為原子吸收分光光度計(jì)與原子熒光光度計(jì)更為合理，因?yàn)閮煞N儀器均以光度測(cè)量為基礎(chǔ)，只是后者沒(méi)有分光系統(tǒng)或僅有簡(jiǎn)單的分光系統(tǒng)。

原子吸收光譜儀與原子熒光光譜儀以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，下面將比較詳細(xì)地介紹這兩種光譜儀器的原理、結(jié)構(gòu)、使用及維護(hù)等。

自1955年澳大利亞物理學(xué)家A.Walsh與荷蘭C.T.J.Akemade和J.M.W.Milatz開(kāi)創(chuàng)了火焰原子吸收光譜法（FAAS），1959年俄羅斯學(xué)者Б.В.Львов開(kāi)創(chuàng)了石墨爐電熱原子吸收光譜法（GFAAS）^[1]，1962年C.T.J.Alkemade開(kāi)創(chuàng)了原子熒光光譜法以來(lái)，原子吸收與原子熒光光譜儀經(jīng)過(guò)中外科學(xué)工作者40多年的努力，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，一系列新技術(shù)、新器件的應(yīng)用，將AAS、AFS等元素分析儀器推向了一個(gè)新的階段。首先讓我們回顧一下兩種儀器的發(fā)展歷程。

1961年美國(guó)Perkin－Elmer公司推出了世界上*商品化的原子吸收光譜儀。1969年由北京科學(xué)儀器廠與北京礦冶研究院、北京有色金屬研究院合作研制的WFD－Y1型原子吸收光譜儀成為我國(guó)*原子吸收光譜儀器，1970年由北京第二光學(xué)儀器廠實(shí)現(xiàn)商品化，從此拉開(kāi)了我國(guó)AAS儀器商品化的序幕。我國(guó)*臺(tái)石墨爐原子吸收光譜儀商品儀器由北京第二光學(xué)儀器廠和馬怡載、陶繼華、于家翹諸合作于1975年研制成功，后因數(shù)顯軟件、石墨管材料、石墨爐電源等主要部件性能不穩(wěn)定等原因沒(méi)能形成批量生產(chǎn)，后經(jīng)改進(jìn)的WFX－1B型于1980年開(kāi)始批量生產(chǎn)^[2]。20世紀(jì)70年代末以后，我國(guó)上海分析儀器廠、沈陽(yáng)分析儀器廠、新天光學(xué)儀器廠、北京地質(zhì)儀器廠、北京分析儀器廠、南京分析儀器廠等國(guó)營(yíng)分析儀器大廠紛紛投入AAS儀器研制、生產(chǎn)并推向市場(chǎng)，產(chǎn)品的光學(xué)系統(tǒng)是單光束與雙光束并存，原子化系統(tǒng)有火焰與石墨爐，電氣系統(tǒng)多數(shù)為模擬加數(shù)顯或手動(dòng)控制，背景校正為氘燈系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)與*水平雖有差距，但并不很懸殊，國(guó)產(chǎn)儀器占國(guó)內(nèi)*約80％。