ICP光谱仪,全称为电感耦合等离子体发射光谱仪,是一种基于等离子体原子发射光谱的分析技术,主要用于无机元素的定性及定量分析。
1.基本原理
-AES原理:ICP光谱分析是基于原子发射光谱(AES)的原理,即原子或离子在受到激发后,其核外电子会在不同能级之间跃迁,并在此过程中发射或吸收特定波长的光。这些特定波长的光形成了光谱线,通过分析这些谱线的存在与否及强度,可实现对元素的定性和定量分析。
-量子力学支撑:原子或离子只能存在于不连续的能量状态中,这些状态可通过光谱项来描述。外界能量的吸收使得原子或离子从基态跃迁至激发态,当它们返回至基态时发射出特征谱线。
2.ICP光谱仪的工作机制
-样品激发:ICP光源通过提供高能,使样品溶液蒸发并形成气态原子,进而使这些气态原子激发产生光辐射。
-光谱形成与检测:光源发出的复合光经过单色器分解成按波长顺序排列的谱线,然后用检测器检测这些谱线的波长和强度,以实现对样品的定性和定量分析。
3.ICP光谱仪的观测方式
-垂直观测:采用垂直放置的炬管,观察方式是从上往下看,适合于大多数样品的分析。
-水平观测:炬管水平放置,观察方式为从端点沿火焰气流方向观察,有利于提高某些元素的检出限。
-双向观测:结合了垂直和水平观测的特点,提供了更多的观测灵活性。
4.ICP光谱仪的应用领域
-广泛的元素分析能力:能够分析元素周期表中的绝大部分元素,适用于各种样品中的元素含量分析。
-适用的样品种类:直接测试的无机液体样品,例如不需消解的液体样品,以及需要特别处理的样品,如含氢氟酸的液体样品等。
-广泛的应用领域:在材料科学、环境科学、地质勘探、石油化工、生物科学等领域都有着广泛的应用。