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ICP光谱仪的原理与优缺点

2019年05月27日 15:50人气:4277

  【仪器网 使用手册】电感耦合等离子体发射光谱仪又称为ICP光谱仪、ICP原子发射光谱仪,以电感耦合高频等离子体为激发光源,利用每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,进行元素的定性与定量分析。
 
  可以看到,ICP光谱仪主要由进样系统、电感耦合等离子体光源(ICP)、光谱仪的分光(色散)系统以及检测器-光电转换器件等部分组成。其中,进样系统是ICP光谱仪的重要组成部分之一,也是当前ICP光谱分析研究中较为活跃的领域,涵盖液体、气体或者固体进样。电感耦合等离子体光源(ICP)的重要性不言而喻,它是利用通过高频电感耦合产生等离子体放电的光源。色散系统就是,将复合光通过色散元素分光,从而得到一条按照波长顺序排列的光谱,即将复合光束分解为单色光。光电转换器件是光电光谱仪接收系统的核心部分,主要是利用光电效应将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。
 
  ICP光谱仪的分析过程主要分三步,即激发、分光和检测。其一,激发光源使试样蒸发汽化,离解或分解为原子状态,原子也可能进一步电离成离子状态。原子及离子在光源中激发发光;其二,利用分光器把光源发射的光色散为按波长排列的光谱;其三,利用光电器件检测光谱,按所测得的光谱波长对试样进行定性分析,或按发射光强度进行定量分析。
 
  那么,ICP光谱仪又有哪些优缺点呢?
 
  其优点还是很多且相当明显的。其一,它可以同时检测同一样品的多种元素,具备多元素同时检出能力。一个样品一经激发,样品中各元素都各自发射出其特征谱线,可以进行分别检测而同时测定多种元素。其二,分析速度快,可以在几分钟内对几十个元素进行定量测定,不需要经过化学处理。其三,选择性好,可以应用于一些化学性质相似的元素的分析,分辨出不同的元素。其四,检出限低,准确度高,可广泛应用于多个领域。其五,无需过多样品,适用于整批样品的多组分测定。
 
  当然,ICP光谱仪目前也存在一些局限性。其一,影响谱线强度的因素较多,对标准参比的组分要求较高;其二,元素含量较高的时候,准确度较差;其三,只能用于元素分析,不能进行结构、形态的测定;其四,大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线。
 
  目前,ICP光谱仪主要用于微量元素的分析,可分析的元素为大多数金属以及硅、磷、硫等少量非金属,广泛应用于质量控制的元素分析。它不仅可以对超微量元素进行检测,还可以对常量元素进行检测,成为分析仪器领域越来越强有力的研究工具。
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