海光讲堂 | 原子吸收光谱如何选择最佳实验条件

通常选用元素的共振线作为分析线，这样可以获得较高的灵敏度。但不是任何情况都是如此，例如，As/Se等元素的共振线位于200nm以下远紫外区，此时火焰的吸收很强烈会产生较大的干扰，因此不宜选用共振吸收线为分析线。在实际工作中，即使共振线不受干扰，也未必都选用共振线，对于在分析较高浓度样品时，有时为了得到合适的吸光度和较宽的线性范围，宁愿选择灵敏度较低的谱线。如测Zn时常选用最灵敏的213.9nm谱线，但当Zn的含量高时，为保证工作曲线的线性范围，可改用次灵敏线307.5nm进行测量。对于微量元素的测定，应选用最强的吸收线。

原子吸收分析法要求光源能发射强而锐的共振线，为得到较高的灵敏度和较好的稳定性，就要选择合适的灯电流。从灵敏度角度考虑，灯电流宜选用小些。灯电流小，谱线的多普勒变宽和自吸效应减少，元素灯发射线半宽变窄，灵敏度较高。但是灯电流太小，元素灯放电不稳。当使用较低的灯电流时，为了保证必要的信号输出，则须增加光电倍增管的负高压，这样会使噪声增加，测定精密度变差。从稳定性角度考率，灯电流宜用大些。灯电流大，阴极发光稳定，谱线强度高，达到必要的信号输出所需要的负高压较低，因此提高了信噪比，使读数稳定度提高，改善测定精密度。

可见，灵敏度和稳定性对灯电流的要求是相互矛盾的，对于微量元素分析，应在保证读数稳定的前提下选较小灯电流，以获得足够高的灵敏度。对于高含量元素分析，在保证有足够灵敏度的前提下，应选用较大的灯电流以获得足够高的精密度。一般使用商用的空心阴极灯时需要试验确定最佳的灯电流，通过测定吸收值随灯电流的变化而选定电流，选用时应在保证稳定时选用最低的工作电流。空心阴极灯使用前，预热时间应在30min以上，以使辐射的锐性光稳定。

空心阴极灯

狭缝宽度会影响光谱通带宽度与检测器接收的能量。吸光度会随狭缝宽度而变化，当有其它谱线或非吸收光进入光谱通带时，吸光度将立即减少。不引起吸光度减少的最大狭缝宽度，即为应选取的最佳狭缝宽度，此时可以获得较高的信噪比和较好的读数稳定性。对于谱线简单的元素，如碱金属、碱土金属宜用较宽的狭缝，以得到较高的信噪比和分析准确度。对于谱线复杂的元素（如铁、钴、镍等）和火焰连续背景较强的情况，宜用较窄的光谱通带，这样不仅能提高分析灵敏度，标准曲线的线性关系也会明显改善。

1、火焰法

（1）火焰的选择

火焰类型和性质是影响原子化效率的关键因素之一。多数元素多采用空气-乙炔火焰，对低、中温元素(易电离、易挥发)，如碱金属和部分碱土金属及易于硫化合的元素(如Cu、Ag、Pb、Cd、Zn、Sn、Se等)可使用低温的空气-乙炔火焰。同种火焰的不同燃烧状态，其温度与气氛也有所不同，实验分析中应根据元素性质选择适宜的火焰种类及其燃烧状态。选定火焰类型后，可以通过实验进一步调节确定最优的燃气和助燃气比例。

（2）燃烧器高度的选择

对于不同的元素，自由原子浓度随火焰高度的分布是不同的，因此在测定时必须仔细调节燃烧器的高度，使测量光束从火焰中基态自由原子浓度最大“中间薄层区”区通过，以获得最佳的灵敏度。可以通过实验来选择适当的燃烧器高度，方法是用某一浓度的溶液喷雾，再缓缓上下移动燃烧器直到吸光度达最大，以此位置即为最佳燃烧器高度。

火焰燃烧器结构示意图