(1)无火焰原子化器
①石墨炉原子化器。无火焰原子化装置又称电热原子化装置,目前广泛使用的是石墨炉原子化器。
它使用低压(10-25V)、大电流(300A)来加热石墨炉,可升温至3000℃,使管中少量液体或固体试样蒸发和原子化。石墨炉管长30-60mm,外径6mm,内径4mm,管上有3个小孑l,中间的小孔用来加样。石墨炉要不断地通入惰性气体(Ar或N2),以保护原子化的基态原子不再被氧化,并用以清洗和保护石墨管。为使石墨管在每次分析之间能迅速降到室温,从上面冷却水入口通入20℃的水以冷却石墨炉原子化器。
②石墨炉原子化过程。管式石墨炉原子化法采用直接进样和程序升温方式对试样进行原子化。其过程包括:干燥、灰化、原子化、净化四个阶段。
a.干燥阶段“剂,以免因溶剂存在引起灰化和原子化过程飞溅。干燥时间取决于试样体积,一般每微升溶液干燥时间约为1.5s。
b.灰化阶段。灰化的目的是尽可能地除掉挥发的基体和有机物或其他干扰元素。适宜的灰化温度及时间取决于试样的基体及被测元素的性质,最高灰化温度应以待测元素不挥发损失为限。一般灰化温度100—1800℃,灰化时间0.5s-5min。
c.原子化阶段。目的是使待测元素的化合物蒸气气化,然后解离为基态原子。原子化温度随待测元素而异,,原子化时间约为3-10s,适宜的原子化温度应通过实验确定。
d.净化阶段。当一个样品测定结束,还需要用比原子化阶段稍高的温度加热,以除去石墨管中残留物质,消除记忆效应,以便下一个试样的测定。
石墨炉的升温程序是微机处理控制的,进样后原子化过程按程序自动进行。
③石墨炉原子化特点:石墨炉原子化效率远比火焰原子化法高;其绝对检出限可达10^-14—10^-12g,因此绝对灵敏度也高;石墨炉原子化法无论是液体还巨是固体均可直接进样,且样品用量少,一般液体试样为1-100μL,固体试样可少至20-40μg。缺点:基体效应、化学干扰较多,测量结果的重现性较火焰法差,背景吸收较强,仪器装置复杂,价格昂贵,需要水冷。
(2)低温原子化法
①汞低温原子化。汞是惟一可采用这种方法测定的元素。汞在室温下,有较大的蒸气,压,沸点较低仅为375℃。只要将试液中的汞离子用SnC12还原为汞,在室温下用空气将汞蒸气引入气体吸收管中就可测定其吸光度。特点是常温测量;灵敏度、准确度较高(可达10^-8g汞)。
②氢化物原子化方法。在酸性介质中,强还原剂硼氢化钠或硼氢化钾能使As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素还原成极易挥发和分解的氢化物,如AsH3、SnH4、BiH3等,然后经载气引人加热的石英管中,使氢化物分解成气态原子,测定其吸光度。原子化温度为700-900℃。
特点:原子化温度低;原子化效率可达100%,被测元素可全部转化为气体并通过吸收管,因此灵敏度高(对砷、硒可达10^-9g),基体干扰和化学干扰小。