大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的研究进展及应用 - 分析化学.PDFVIP

第4 1 卷 分析化学 (FENXI HUAXUE )摇 评述与进展 第10 期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2013 年10 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 1606 ~1613 藡蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥藡蕥蕥 DOI:10.3724/ SP.J.1096.2013.30230 评述与进展 藡蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥 藡 大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的研究进展及应用 1,2 *2摇 2 1 张 真 摇 汪 正 邹慧君 摇 施 鹰 1 2 (上海大学,材料科学与工程学院,上海200072)摇 摇 (中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050) 摘摇 要摇 近十多年来,大气压电解液阴极辉光放电系统在原子光谱分析中作为一种新兴的检测工具而备受 关注。 大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术兼具了光谱测量的稳定性、分析元素选择性和传感器测量方 便、简洁性等优点。 本文综述了基于等离子体的大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的机理研究、仪器 构建及改进和必威体育精装版应用研究,并总结了该技术的优势及存在的问题,展望了其应用前景。 关键词摇 大气压;电解液阴极;辉光放电;等离子体;综述 1摇 引摇 言 [1] 1968年,Grimm 提出了一种结构特殊的辉光放电光源,这种光源的结构特点是阳极离固体样品 作为的阴极非常近(阴阳极间距离小于阴极暗区的长度),因此能够有效限制放电面积,使放电处于异 常辉光放电状态,大大增强了阴极溅射作用。 其辉光放电原理是在放电池中通入氩气,两极之间施加足 够高的电压,被电场加速的氩离子使样品产生均匀的溅射,溅射出来的样品原子离开样品表面,在阳极 区与氩离子碰撞而被激发,产生样品组成元素的特征光谱。 Grimm辉光放电光源的主要特点是除了能 进行固体样品的直接分析,还能稳定地逐层剥离样品,进行表面和逐层分析[2~5]。 相比于固态电极,采用液态电极可以降低气体放电电压。 而且大气压电解液阴极辉光放电发射光 谱检测金属离子具有一系列优点。 将样品试液作为电极,可在常压常温下产生等离子体,大大简化检测 装置,易于小型化,减小进样量的同时,也减少了样品所需的分析时间及操作成本;另外,等离子体所具 有的放电发光特性通过光谱技术可得到准确可靠的分析结果,相比电化学分析方法具有更好的选择性 [6] 和稳定性 。 因此,大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术引起了人们的极大关注。 大气压电解液阴极辉光放电光谱仪可在大气压下运行,无需再使用易燃及昂贵的气体,极大地降低 了运行成本,提升了实验室的安全保障。 相比等离子体发射光谱或者原子吸收光谱仪,它所需功率仅为 100 W,而且不需要使用雾化器等进样部分,操作简单方便,易于实现自动化和在线分析,也适用于野外 分析工作。 其具有原子吸收成本低廉,又具有等离子体发射光谱高通量、多元素和高灵敏度等的优点, [7,8] 在环境、医学、食品安全等多个领域金属离子检测、水质净化和表面改性方面有广阔应用前景 。 但 目前在世界上仅有少数几个实验室用自行研制的仪器从事研究。 本文就大气压电解液阴极辉光放电发 射光谱技术在机理研究、仪器的构建及改进、应用研究等方面的必威体育精装版进展进行了综述。 2摇 必威体育精装版进展和应用 2.1摇 大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的机理研究 等离子体的产生可以通过气体的放电等方式实现[9~13]。 其中,辉光放电等离子体是在大气压下, 以进样溶液为一极,金属为一极,通过向电极间施加高压,从而导致电极间的气体发生放电所产生。 放 电过程中,液体电极中的溶液不断被气化,使得溶解在溶液中的金属离子也进入到等离子体中并被激