发展简介播报

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1802 年，W.H.乌拉斯登发现了一件事，那就是在太阳的连续光谱中存在着许多暗线。

1814 年夫劳霍弗（J.）又一次观察到了这些暗线。然而，他无法对这些暗线做出解释。随后，他把这些暗线称作夫劳霍弗暗线。

1820 年，D.布鲁斯特第一个做出解释，这些暗线是由太阳外围大气圈对太阳光进行吸收而产生的。

1860 年，克希霍夫（G.）和本生（R.）依据钠（Na）发射线与夫劳霍弗暗线的光谱位置相同这一情况。他们证明了太阳连续光谱中的暗线 D 线，是太阳外围大气圈中的 Na 原子对太阳光谱在 Na 辐射进行吸收所导致的结果。并且进一步阐释了吸收与发射的关系，即气态的原子能发射某些特定谱线，同时也能吸收同样波长的这些谱线。这是历史上用原子吸收光谱进行定性分析的第一例证。

在很长一段时间里，原子吸收主要是在天体物理方面进行研究，而在分析化学中的应用没有被重视。其主要原因是一直没有找到能够产生锐线光谱的光源。

1916 年，帕邢首先研制出了空心阴极灯，这种灯能够作为原子吸收分析的光源。

20 世纪 30 年代之前，汞未被广泛应用。到了 20 世纪 30 年代，因为汞被广泛应用了，所以为了测定大气中微量的汞，就利用原子吸收光谱原理设计了测汞仪。这一测汞仪的设计，是原子吸收在分析领域的最早应用。

1954 年澳大利亚墨尔本物理研究所于展览会上展示了世界上首台原子吸收分光光度计。空心阴极灯被使用后，原子吸收分光光度计的商品仪器得以发展。

1955 年，澳大利亚联邦科学与工业研究所的物理学家沃尔什（A.）最先提出原子吸收光谱可作为一般分析方法来分析各元素。他探讨了原子浓度与吸光度值之间的关系以及实验中的相关问题。之后，他在光谱化学学报上发表了著名论文《原子吸收光谱在分析上的应用》。一些国家的科学家自此开始竞相进行这方面的研究，并且取得了极为显著的进展。随着科学技术的进步，原子能、半导体、无线电电子学、宇宙航行等这些尖端科学领域，对材料的纯度有着越来越高的要求。比如说原子能材料，像铀、钍、铍、锆等，其杂质需要小于 10-7 到 10-8 克；半导体材料，像锗、硒等，其中杂质要求低于 10-10 到 10-11 克；热核反应结构材料中，杂质需低于 10-12 克。而传统的分析手段无法达到上述材料的纯度要求，然而原子吸收分析却能够较好地满足超纯分析的需求。

1959 年，前苏联学者里沃夫（В.B.ПьBOB）设计出了石墨炉原子化器。1960 年，他提出了电热原子化法，也就是非火焰原子吸收法。这使得原子吸收分析的灵敏度得到了极大的提高。

1965 年，J.B.威尼斯把氧化亚氮 - 乙炔火焰运用到原子吸收法里。这样一来，能够测定的元素数目增加到了 70 个。

1967 年，H.马斯曼对里沃夫石墨炉进行了改进。他设计出了电热石墨炉原子化器，也就是高温石墨炉。

20 世纪 60 年代后期，“间接原子吸收分光光度法”得以发展。这使得过去那些难以用直接法进行测定的元素以及有机化合物的测定成为了可能。

1971 年，美国瓦里安公司生产出了世界上的第一台纵向加热石墨炉。该公司首先发展了背景校正技术。

1981年原子吸收分析仪实现操作自动化。

1984年第一台连续氢化物发生器问世。

1990年推出世界上最先进的Mark V1焰燃烧头。

1995年在线火焰自动进样器（）研制成功并投入使用。

1998年第一台快速分析火焰原子吸收诞生。

2002 年，世界上诞生了第一套能够同时进行火焰和石墨炉分析的原子吸收光谱仪，并且该仪器被投入市场。

现在，原子吸收分光光度计运用了最新的电子技术。这使得仪器的显示变为数字化。同时，进样也实现了自动化。并且，计算机的数据处理系统让整个分析过程都实现了自动化。

我国于 1963 年开始对原子吸收分光光度法进行一般性的介绍。1965 年，复旦大学电光源实验室以及冶金工业部有色金属研究所分别成功研制出空心阴极灯光源。1970 年，北京科学仪器厂试制成功了 WFD - Y1 型单光束火焰原子吸收分光光度计。如今，我国有多家企业能够生产多种型号且性能较为先进的原子吸收分光光度计。

原子吸收分光光度法的应用存在一定局限性。每种待测元素都需要有一个能够发射特定波长谱线的光源。在原子吸收分析中，首先需让待测元素处于原子状态。通常是将溶液喷雾至火焰中来实现原子化，然而这样做会存在理化方面的干扰，导致对难溶元素的测定灵敏度不够理想，所以实际效果理想的元素仅有 30 余个。因为在仪器使用过程中，需要用到乙炔、氢气、氩气、氧化亚氮（俗称笑气）等，所以在操作中必须注意安全。

基本部件播报

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原子吸收分光光度计通常由四个主要部分构成。其一为光源，也就是单色锐线辐射源。其二是试样原子化器。其三是单色仪。其四是数据处理系统，该系统包含光电转换器以及相应的检测装置。

原子化器主要分为两大类，一类是火焰原子化器，另一类是电热原子化器。火焰有多种类型，其中目前被广泛应用的是空气—乙炔火焰。电热原子化器中普遍应用的是石墨炉原子化器。所以，原子吸收分光光度计有火焰原子吸收分光光度计和带有石墨炉的原子吸收分光光度计。前者的原子化温度处于 2100℃到 2400℃这个范围之间，后者的原子化温度处于 2900℃到 3000℃这个范围之间。

火焰原子吸收分光光度计，利用空气与乙炔进行测定，能够测定的元素有 30 多种。倘若使用氧化亚氮与乙炔火焰，那么可测定的元素能达到 70 多种。然而，氧化亚氮—乙炔火焰的安全性比较差，所以其应用并不普遍。空气—乙炔火焰原子吸收分光光度法，通常能够检测到 PPm 级（即 10-6 ），精密度大约为 1% 。国产的火焰原子吸收分光光度计，能够配备各种型号的氢化物发生器，而氢化物发生器属于电加热原子化器。利用氢化物发生器，就可以测定砷（As）、锑（Sb）、锗（Ge）、碲（Te）等元素。通常其灵敏度能达到 ng/ml 级（10-9），相对标准偏差大约为 2%。汞（Hg）可以用冷原子吸收法来进行测定。

石墨炉原子吸收分光光度计能够测定将近 50 种元素。石墨炉法的进样量较少，并且灵敏度较高，有些元素还可以分析到 pg/mL 级。

工作原理播报

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元素在热解石墨炉中被加热从而实现原子化，进而形成基态原子蒸汽。基态原子蒸汽会对空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收。并且在一定的浓度范围内，其吸收强度与试液中被测元素的含量呈现出成正比的关系。郎伯 - 比耳定律可用于表示其定量关系，即 A 等于 -lgI 除以 I₀，也等于 -lgT，还等于 KCL。其中，I 表示透射光强度，I₀表示发射光强度，T 表示透射比，L 表示光通过原子化器的光程（长度），且每台仪器的 L 值是固定的，C 表示被测样品浓度。所以可以得出 A 等于 KC。

利用待测元素的共振辐射，让其通过原子蒸汽，以此来测定吸光度的装置被叫做原子吸收分光光度计。它具备单光束、双光束、双波道、多波道等结构形式。其基本结构包含光源、原子化器、光学系统以及检测系统。它主要是用于痕量元素杂质的分析，具有灵敏度高和选择性好这两大主要优点。广泛应用于各类气体、金属有机化合物以及金属醇盐中微量元素的分析。然而，测定每一种元素都需要相应的空心阴极灯，这给检测工作带来了诸多不便。[2-3]

仪器分类播报

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火焰原子化法也存在一些缺点：原子化效率偏低，灵敏度不是特别高，并且通常不能直接对固体样品进行分析。

它也存在一些缺点：试样组成的不均匀性对其影响较大，测定的精密度相对较低，与共存化合物相关的干扰比火焰原子化法要大，背景干扰比较严重，通常都需要对背景进行校正。

实际应用播报

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原子吸收光谱分析目前在各个分析领域得到了广泛应用。其主要体现在以下四个方面：一是进行理论研究；二是开展元素分析；三是进行有机物分析；四是进行金属化学形态分析。

1． 理论研究中的应用：

原子吸收能够作为物理和物理化学的一种实验手段，用于对物质的一些基本性能进行测定和研究。电热原子化器便于控制蒸发过程和原子化过程。因此，用它来测定一些基本参数具有诸多优点。用电热原子化器所测定的内容包括元素离开机体的活化能、气态原子扩散系数、解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等。

2． 元素分析中的应用：

原子吸收光谱分析具有灵敏度高的特点，同时干扰少，分析方法也简单快速。正因如此，它现已广泛应用于工业、农业、生化、地质、冶金、食品、环保等各个领域。目前，原子吸收已成为金属元素分析的强有力工具之一，并且在许多领域已被当作标准分析方法。原子吸收光谱分析的特点使得它在地质和冶金分析中占据重要地位。它不但取代了许多常规的湿法化学分析，还与 X - 射线荧光分析处于同等地位，甚至与中子活化分析也有同等地位。

目前原子吸收法已被用于测定地质样品中的 70 多种元素，并且这些元素大部分都能达到足够的灵敏度和良好的精密度。现在，钢铁、合金和高纯金属中多种痕量元素的分析也多采用原子吸收法。原子吸收在食品分析中的应用越来越广泛，食品和饮料中的 20 多种元素已经有了令人满意的原子吸收分析方法。利用间接原子吸收法可以测定某些非金属元素。

3． 有机物分析中的应用：

利用间接法可以测定多种有机物。8 - 羟基喹啉可与铜发生化学计量反应从而间接测定；醇类能与铬进行化学计量反应来间接测定；醛类会和银通过化学计量反应进行间接测定；酯类会和铁通过化学计量反应来间接测定；酚类会和铁通过化学计量反应来间接测定；联乙酰可与镍进行化学计量反应从而间接测定；酞酸能与铜发生化学计量反应来间接测定；脂肪胺可与钴进行化学计量反应从而间接测定；氨基酸能与铜发生化学计量反应来间接测定；维生素 C 可与镍进行化学计量反应从而间接测定；氨茴酸可与钴进行化学计量反应从而间接测定；雷米封能与铜发生化学计量反应来间接测定；甲酸奎宁可与锌进行化学计量反应从而间接测定；有机酸酐会和铁通过化学计量反应进行间接测定；苯甲基青霉素能与铜发生化学计量反应来间接测定；葡萄糖可与钙进行化学计量反应从而间接测定；环氧化物水解酶可与铅发生化学计量反应从而间接测定；含卤素的有机化合物会和银通过化学计量反应进行间接测定。

4． 金属化学形态分析中的应用：

通过气相色谱进行分离，通过液体色谱进行分离，然后用原子吸收光谱加以测定，就可以分析同种金属元素的不同有机化合物。汽油中存在 5 种烷基铅，大气里有 5 种烷基铅、烷基硒、烷基胂、烷基锡，水体中含烷基胂、烷基铅、烷基揭、烷基汞、有机铬，生物体内有烷基铅、烷基汞、有机锌、有机铜等多种金属有机化合物，这些都能通过不同类型的光谱原子吸收联用方式来进行鉴别和测定。

故障及排除播报

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一、总电源指示灯不亮

故障原因

1.

4. 保险管处于接触不良的状态。

排除方法

3.把保险管卡紧，让其接触良好。

二、初始化中波长电机出现"X"

故障原因

3. 通信系统之间的联系是否出现了中断情况。

排除方法

1.重新安装灯 2.取出光路中的遮挡物 3.重新启动仪器

三、元素灯不亮

故障原因

1.电源线是否脱焊 2.灯电源插座是否松动 3.灯坏了

排除方法

1.重新安装灯 2.更换灯位 3.换灯

四、寻峰时能量过低，能量超上限

故障原因

1.元素灯不亮 2.元素灯位置不对 3.灯老化

排除方法

1.重新安装空心阴极灯 2.重设灯位 3.更换新灯

五、点击“点火”，无高压放电打火

故障原因

4.乙炔出现泄漏情况，并且触发了报警。

排除方法

关闭紧急灭火装置。

六、测试基线不稳定、噪声大

故障原因

仪器的能量较低，而倍增管的负压较高。波长存在不准确的情况。元素灯的发射不稳定。

排除方法

1.检查灯电流 2.寻峰是否正常 3.更换已知灯

七、标准曲线弯曲

故障原因

4. 样品所含的浓度比较高。

排除方法

4.让试样的浓度减小。

八、分析结果偏高

故障原因

4. 标准溶液出现了变质的情况。

排除方法

4.重新调配标准溶液。

九、分析结果偏低

故障原因

4. 试样受到了污染。

排除方法

调整撞击球与喷嘴的相对位置；重新配制标准溶液；降低试样的浓度；消除污染。