感耦等离子体在原子光谱分析法中的应用PDF电子书下载

第一章 相对于其它实验室型等离子体而言，感耦等离子体在光谱分析法中的意义 1

1.1 按物体的本来面目进行化学分析 1

1.2 感耦等离子体的应用和研究工作的发展 2

1.3 等离子体机理与结构研究的途径 3

1.4 其它常用的或新型的常压等离子体 4

1.4.1 直流等离子体 4

1.4.2 微波诱导等离子体 5

1.4.3 交流电弧三电极氩等离子体 6

1.4.4 屏蔽式等离子体光源 6

1.4.5 常压余辉放电 7

参考书目 9

参考文献 9

第一部分 感耦等离子体原子发射光谱法 13

第二章 原子发射光谱法的基本概念 13

2.1 引言 13

2.1.1 范围与方向 13

2.1.2 背景与参考资料 13

2.1.3 编排 13

2.1.4 论及的发射类型 14

2.2 光谱化学光源的基本的与所期望的性能 15

2.3 从一个层状的处于局部热平衡的均匀等离子体产生并在波长轮廓范围内积分的光薄发射线 16

2.3.1 假设 16

2.3.2 辐射强度 17

2.3.3 处于局部热平衡的等离子体所发射的光薄原子线或离子线的总强度 18

2.3.4 从一个处于局部热平衡的均匀的光薄等离子体发射的连续光谱 25

2.3.5 往往导致简单模型失效的一些因素 27

2.4 从处于局部热平衡的均匀等离子体发射的分辨良好的光薄谱线 28

2.4.1 狭缝宽度的效应 28

2.4.2 各种谱线变宽过程的效应 29

2.4.3 变宽的主要原因的估计 30

2.4.4 谱线位移的估计 32

2.5 非均匀的等离子体或非层状结构的等离子体的发射 33

2.5.1 引言 33

2.5.2 边界层 33

2.5.3 柱状对称的等离子体 33

2.5.4 不均匀的等离子体 34

2.6 一个局部热平衡的等离子体发射的光厚谱线 35

2.7 局部热力学平衡的理论准则与实验检测 37

2.7.1 引言 37

2.7.2 热平衡：CTE，LTE，PLTE与非LTE 37

2.7.4 检验与局部热平衡的假设是否相符的方法 42

2.7.3 有助于局部热平衡或妨碍其建立的因素 42

附录 文献简述 44

参考文献 45

符号表 53

第三章 光学发射光谱法用的仪器 56

3.1 引言 56

3.2 色散光谱仪的基本概念和说明 56

3.2.1 折射 56

3.2.2 衍射 58

3.2.3 色散率与分辨率 60

3.2.4 光谱级的重叠，光栅的类型与光栅的误差 62

3.2.5 常用的光栅光谱仪 64

3.2.6 背景校正装置 71

3.2.7 聚集装置 72

3.2.8 光栅光谱仪的质量因数 72

3.3 检测系统 77

3.3.1 光电倍增管 78

3.3.2 电视型检测器 80

3.4 读出装置 86

3.5 Fourier变换光谱法 86

3.5.1 一般原理 86

3.5.2 ICP－原子发射Fourier变换光谱法 87

3.6 展望 89

参考书目 90

参考文献 90

第四章 普通射频发生器、炬管及进样系统 94

4.1 引言 94

4.2 射频发生器 95

4.2.1 自激振荡发生器 96

4.2.2 晶体控制发生器 100

4.2.3 固态发生器 103

4.2.5 功率稳定性 104

4.2.4 功率测量 104

4.3 炬管 105

4.3.1 Greenfield炬管 106

4.3.2 Fassel炬管 108

4.3.3 等离子体炬管的气流系统 109

4.4 进样系统 109

4.4.1 分类 109

4.4.2 普通气动雾化器 111

4.4.3 超声雾化器 114

4.4.4 雾化室和去溶系统 115

参考文献 116

4.5 展望 116

第五章 感耦等离子体原子发射光谱法的分析性能 122

5.1 引言 122

5.2 操作条件与分析性能 123

5.2.1 操作参数的影响 123

5.2.2 最佳化对策 126

5.2.3 一般工作条件 129

5.3 检出限 129

5.3.1 检出限的概念和定义 129

5.3.2 影响检出限的一些实际因素 133

5.3.3 与其它等离子体源方法的比较 134

5.4 可测定的浓度范围 135

5.4.1 定量测定下限 135

5.4.2 校准上限 136

5.5 准确度和干扰效应 136

5.5.1 引言 136

5.5.2 基体效应 136

5.5.3 光谱干扰 139

5.6 精密度 141

5.6.1 对ICP-AES中精密度的评价 141

5.6.3 利用化学计量法改进精密度 142

5.6.2 I CP-AES中变动的来源 142

5.7 展望 143

参考文献 144

第六章 等离子体发射光谱法中光谱干扰和谱线选择问题 148

6.1 引言 148

6.2 光谱干扰的分类 148

6.2.1 放电光谱 149

6.2.2 伴生物的光谱 152

6.2.3 谱线干扰 155

6.2.4 连续光谱辐射 158

6.2.5 杂散光 159

6.3 突出谱线的选择 160

6.3.1 谱线选择的准则 160

6.3.2 波长表 163

6.4 最小光谱干扰的实际分辨率 163

6.5 光谱干扰的识别 165

6.6 校正技术 167

6.6.1 直接线干扰 167

6.6.2 背景校正方法 167

6.7 总结和展望 169

参考文献 170

7.1 引言 174

7.2 发射线的轮廓 174

7.2.1 光源谱线变宽 174

第七章 高分辨率等离子体光谱法 174

7.2.2 仪器谱线变宽 176

7.3 用于高分辨率光谱法的仪器 177

7.3.1 Fabry-Perot干涉法 177

7.3.2 中阶梯光栅光谱法 177

7.3.3 光栅光谱法 179

7.3.4 Fourier变换光谱法 180

7.4.1 锕系元素光谱测定中的同位素鉴别 184

7.4 高分辨率等离子体光谱法的应用 184

7.4.2 元素测定中的选择性的改善 189

7.5 联用技术 190

7.5.1 感耦等离子体质谱法 190

7.5.2 原子荧光光谱法 190

7.6 将来用于高分辨率等离子体光谱法的技术和仪器 190

7.6.1 突破Doppler限度 190

7.6.2 现代的光谱测量 191

参考文献 191

8.2.1 等离子体温度及其测量方法 196

8.2 温度的测量 196

第八章 感耦等离子体的基本性质 196

8.1 引言 196

8.2.2 Abel转换 199

8.2.3 ICP温度的文献值 199

8.3 电子数目密度的测量 204

8.3.1 电子数目密度测定的理论和方法 204

8.3.2 n？的文献值 205

8.4 各组份的空间分布 207

8.4.1 激发态组份的分布 207

8.4.2 基态组份的分布 209

8.4.3 氩亚稳态原子的分布 210

8.5 谱线轮廓 210

8.5.1 谱线形状的理论 211

8.5.2 谱线宽度和位移的文献值 212

8.6 气流动力学 218

8.7 激发机理 220

8.7.1 与局部热力学平衡的偏离 220

8.7.2 已提出的激发机理 220

8.8 结论 227

参考文献 228

符号表 238

第二部份 附加的ICP技术 241

第九章 感耦等离子体原子荧光光谱法 241

9.1 引言 241

9.2 有关原子荧光的理论 243

9.2.1 原子荧光的分类 243

9.2.2 荧光辐射强度的表达式 243

9.2.3 信噪比的考虑 247

9.3.2 用空心限极灯作激发源的ICP-AFS∶Baird等离子体原子荧光光谱系统 249

9.3 仪器 249

9.3.1 早期的系统 249

9.3.3 作为激发源的ICP在普通原子荧光和共振单色器原子荧光光谱法中的应用 251

9.3.4 用染料激光器激发的ICP-AFS 252

9.4 分析上的质量因数 252

9.4.1 检出限 252

9.4.2 光谱选择性 255

9.4.3 激光激发的优点和局限性 257

9.5.1 ICP-火焰-CAFS及ICP-ETA-CAFS 259

9.5 分析应用的研究 259

9.4.5 分析校准曲线的线性度 259

9.4.4 精密度 259

9.5.2 ICP-ICP-CAFS 260

9.5.3 ICP-火焰-RMAFS，ICP-ETA-RMAFS及ICP-ICP-RMAFS 262

9.5.4 ICP-AFS∶Baird等离子体AFS系统 263

9.5.5 用激光激发的ICP-AFS 265

9.5.6 ICP激发的分子荧光 265

9.5.7 ICP-AFS系统的基本效应 265

9.6 应用 265

9.8 结论和展望 267

9.7 ICP的诊断研究 267

参考文献 269

第十章 感耦等离子体质谱法 273

10.1 引言 273

10.2 作为离子源的感耦等离子体 273

10.3 感耦等离子体质谱法的仪器设备 276

10.4 分析测定中需要考虑的因素 278

10.4.1 仪器参数的设置 279

10.4.2 质谱重迭 282

10.4.3 定量测定的基本性能 295

10.4.4 基体效应 296

10.5 应用与效果 298

10.6 结论 300

参考文献 300

第三部份 样品的引入和等离子体的产生 307

第十一章 液体样品引入等离子体 307

11.1 引言 307

11.1.1 对气溶胶的需要 307

11.1.2 液体的雾化方法 307

11.2 雾化装置 308

11.2.1 常用雾化器的回顾 308

11.2.2 其他类型的连续雾化装置 309

11.2.3 非连续样品的注入装置 310

11.3 气溶胶飞沫的分布状态 314

11.3.1 气溶胶飞沫分布状态的理论 314

11.3.2 气溶胶飞沫分布状态的测量 316

11.3.3 影响气溶胶飞沫再分配的一些现象 317

11.4 雾化器系统的模拟 320

11.4.1 雾化器系统的特征 320

11.4.2 常用雾化器的模型 321

11.4.3 气溶胶室的模型 321

11.4.4 雾化器系统的模型 322

11.5 现时的局限性与今后的发展 323

11.4.5 根据模型得出的实用结论 323

参考文献 324

第十二章 固体样品引入等离子体 324

12.1 引言 334

12.2 直接样品插入法 335

12.2.1 方法的原理 335

12.2.2 仪器装置 335

12.2.3 操作参数 338

12.2.4 分析性能 339

12.3.1 方法的原理 343

12.3 电热蒸发法 343

12.3.2 仪器装置 344

12.3.3 操作参数 346

12.3.4 分析性能 348

12.4 电弧和火花融蚀 351

12.4.1 方法的原理 351

12.4.2 仪器装置 351

12.4.3 操作参数 354

12.4.4 分析性能 355

12.5.1 方法的原理 362

12.5.2 仪器装置 362

12.5 激光融蚀 362

12.5.3 工作参数 364

12.5.4 分析性能 367

13.2.4 分析性能 367

12.6 其它一些方法 370

12.7 结论 372

参考书目 372

参考文献 372

13.1 引言 379

第十三章 气体样品注入等离子体 379

13.2 氢化物发生法 380

13.2.1 原理 380

13.2.2 装置、仪器及方法 381

13.2.3 不同实验条件的影响 385

13.3 气态样品的直接引入 396

13.3.1 原理 396

13.3.2 装置及操作参数 396

13.3.2 分析性能 398

13.4.1 原理及仪器装置 400

13.4 气相色谱法 400

13.4.2 分析性能 402

13.5 结论及展望 404

参考文献 405

第十四章 用于ICP光谱分析的低气流炬管 409

14.1 引言 409

14.2 分类 409

14.3.1 引言 411

14.3.2 感耦等离子体的输入--输出功率的平衡 411

14.3 感耦等离子体炬管的功率平衡 411

14.3.3 对功率的最低要求 412

14.3.4 传递性的功率释放 413

14.3.5 传导性的功率释放 414

14.3.6 结论 416

14.4 低气流炬管的实际应用 416

14.4.1 小型炬管 416

14.4.2 高效炬管 417

14.4.3 水冷炬管 420

14.4.4 空气冷却炬管 421

14.5 物理特性与分析性能 423

14.5.1 等离子体诊断 423

14.4.6 结论 423

14.4.5 陶瓷炬管 423

14.5.2 背景光谱 426

14.5.3 一般分析性能 426

14.5.4 水溶液的检出限 427

14.5.5 非水溶液的检出限 428

14.5.6 干扰的准确度 429

14.6 结论 431

参考文献 432

15.2 混合气、分子气和氦感耦等离子体的优点及缺点 435

15.1 引言 435

第十五章 大气压及减压下的混合气、分子气及氦的感耦等离子体 435

15.3 感耦等离子体的仪器装置 436

15.4 等离子体的产生及其工作条件的评论 436

15.4.1 含有各种外层气流成分的混合气感耦等离子体 437

15.4.2 用各种注入气的混合气感耦等离子体 438

15.4.3 分子气感耦等离子体 439

15.4.4 氦感耦等离子体 439

15.4.5 减压感耦等离子体 440

15.5 混合气、分子气及氦等离子体的物理上的、基本的以及分析上的特性 441

15.5.1 物理特性 441

15.5.3 光谱特性 444

15.5.2 等离子体中的热转移效率 444

15.5.4 温度和电子数目密度 447

15.5.5 分析特性 449

15.6 结论及展望 457

参考书目 457

参考文献 458

第四部份 应用 465

第十六章 感耦等离子体原子发射光谱法的应用综述 465

16.1 引言 465

16.2 农业物料 468

16.3 生物物料 470

16.4.1 方法的发展 472

16.4 地质和环境物料 472

16.4.2 矿石、岩石和土壤 473

16.5 金属 473

16.4.3 油类和汽油 474

16.6 放射性物料 477

16.7 水：天然水、海水和废水 477

16.8 结论 480

参考文献 480

附录 感耦氩等离子体中的突出谱线 493

参考文献 509