石墨炉升温程序原理.docxVIP

一、石墨炉原子化过程升温程序参数的选择和优化 关于各个元素的石墨炉原子吸收分析法测定条件，商品仪器都有推荐条件。在此仅 对一些重要部分进行论述（1），分析者对待分析样品性质的了解是至关重要的，还有就是进 样量（进样体积）的选定和对分析结果的要求，这些是设定和优化测定条件的依据。此外还 应考虑石墨管自身的一些问题，如不同批次的石墨管之间在纯度、密度、电阻率等方面有不 均匀性问题存在，也有在同一批中不同管之间性能存在差异的情况，同一只石墨管在使用过 程中管壁变薄或表面变粗造，以致发生热解层脱落都是影响测定条件选择的因素。 升温模式 斜坡升温模式由三个参数决定，即起始温度T0，要求达到的温度T1和由T0达到 T1的时间△ t，实际上只有两个参数，T1和△ t。若T1已定，愈大，升温速率愈慢；当^ t 已定，T1愈大，升温速率愈高。这种升温模式主要用于干燥阶段。斜坡升温模式的特点是 能缓慢而平稳的由T0升到T1。阶梯升温模式又称台阶升温，由起始温度T0直接升至要求 达到的温度T1，从理论讲其升温时间△ t=0。实际上△ t不可能为零，而是很小，不影响阶 梯升温模式功能的发挥，它主要用于灰化阶段，也有采用斜坡升温与阶梯升温相结合的方式。 阶梯升温模式的特点是升温时间快。原子化阶段大都采用温控升温或温控最大功率升温方 式。 干燥、灰化、原子化的温度和时间 在制定升温程序前，需先了解样品的性质和进样量。每个阶段升温模式、温度、时 间的选择，以及升温阶段个数的确定都是建立对样品的性质和进样量了解的基础上。当分析 未知样品时应尽可能对样品作些了解，和在建立升温程序实验过程中注意观察和分析问题。 干燥升温模式、温度和时间的选择 干燥条件直接影响分析结果的精度，升温模式一般都选择斜坡升温方式，温度略高 于溶剂的沸点，时间由进样体积确定，每微升2 — 3秒。要求通过缓慢而平稳的升温过程到 达设定的温度，没有发生样品飞溅，在将温度恒定保持一段时间（10—30秒），达到溶剂完 全蒸发除去。在实验工作中应力求找到能保证干燥过程平稳进行，不发生样品飞溅，时间又 比较短的方案。如果样品中有几种溶剂或生物样品，需根据情况在干燥阶段设置几个斜坡升 温加热方式。对一些盐份高或较为粘稠的样品，如血、尿、海水、废水，油类等，干燥过程 较难控制。干燥温度低了，蒸发干燥不完全，温度高了，又容易引起飞溅造成样品丢失。对 这类情况可采用加进一定体积的有机试剂，如CH3COOH等使干燥过程较平稳的进行。还 可采取减小进样量或稀释的方法，为保证分析灵敏度，还可用多次进样方法。 在干燥过程中注意观察管中发生的情况十分重要。 灰化升温模式、温度和时间的选择 灰化阶段的各个参数往往是需要控制的重要参数，选择和控制得好，能大大简化测 定过程。如前述此乃能进行样品预处理的一个阶段，通过灰化阶段的升温程序加热处理，若 能使待分析元素以相同的化学形态进入原子化阶段，且基体共存物质大部分被除去，气相化 学干扰和背景吸收干扰大幅度减小，将能获得良好的分析结果。实际工作是复杂的，要尽可 能蒸发除去基体共存物质，灰化温度应尽可能高一些，又要不损失待分析元素。通过用纯标 准溶液制作待分析元素灰化曲线，确定其最佳灰化温度。若在此灰化温度下，不能或只能小 部分蒸发除去基体共存物质。就要考虑使用化学改进剂，把待分析元素转变成低挥发性化合 物。从而提高灰化温度，达到除去基体共存物质要求。在实验过程中应注意观察灰化阶段有 无原子吸收信号出现，就能立即知道待分析元素有无损失。除了磁场调制（交变磁场）塞曼 原子吸收光谱仪器外，其它类型仪器均可在灰化阶段显示原子吸收信号的实时变化。 对较为复杂基体的样品，需要设置几个灰化温度来实现蒸发除去基体共存物质，也可 用斜坡升温方式来实现。 原子化阶段升温模式、温度和时间的选择 现在的石墨炉原子吸收光谱仪器都具有温控加热升温的功能，原子化阶段一般都选 择温控升温方式，即温控最大功率升温方式。通过用纯标准溶液制作待分析元素的原子化曲 线的方法，确定最佳原子化温度。原子化时间的确定原则是，子原子化阶段开始至原子吸收 信号回到基线的这段时间间隔。长了会影响石墨管的使用寿命，短了会造成待分析元素和基 体物质在管内残留聚集。原子化温度在选择时，宜低不宜高，有其是在分析低挥发元素，即 难熔元素时。对这些难熔元素在制作原子化曲线时，即使温度升至2700°C，原子吸收信号 还在慢慢上升。联系石墨管的使用寿命，综合考虑对难熔元素的分析，除了有特殊要求的以 外，一般选用2700C即可。如有些仪器制造商公司，提出原子化的最高温度不宜超过2650C 的建议，并写进推荐条件。这些值得分析者考虑和思考。 在使用平台原子化时，干燥、灰化、原子化各阶段的温度均提高200-300C。原子 化过程的升温程序初步确定后